نقش پوشش گیاهی در پایداری دامنه‌های واریزه‌ای (مطالعه موردی: جاده توسکستان-چهارباغ استان گلستان)

سابقه و هدف: امروزه یکی از مشکلاتی که بشر به دلیل سوء مدیریت و بهره‌برداری بی‌رویه از منابع موجود با آن مواجه بوده، ناپایداری دامنه‌های واریزه‌ای می‌باشد. مشکلاتی که در بیشتر مواقع به واسطه ناپایداری دامنه حاصل می‌شود شامل سوانح ناگوار در جاده‌ها، مسدود شدن راه‌ها و خسارت مالی و جانی می‌باشد. روش‌های متنوعی جهت تثبیت دامنه‌های ناپایدار وجود دارد. یکی از این روش‌ها، استفاده از پوشش گیاهی به دلیل ویژگی‌هایی مانند قابلیت‌های مهندسی زیستی، مسائل اقتصادی، خواص زیست فنی و دوام بالا، حالت خود ترمیمی، خود تجدیدی و فاقد اثرات منفی بر محیط‌زیست در پایداری دامنه‌ها می‌باشد. هدف از مطالعه حاضر بررسی نقش گونه‌های گیاهی در پایداری دامنه‌های واریزه‌ای به عنوان یک رویکرد مهندسی زیستی است.هدف از مطالعه حاضر بررسی نقش پوشش گیاهی در پایداری دامنه‌های واریزه‌ای جاده توسکستان-چهارباغ به عنوان یک رویکرد مهندسی زیستی استمواد و روش: ابتدا پس از شناسایی منطقه، در 35 موقعیت (14 دامنه پایدار و 21 دامنه واریزه‌ای) نمونه‌برداری از گیاه و خاک انجام شد. نمونه‌برداری ریشه در عمق 300 سانتی‌متری گونه‌‌های غالب هر دامنه صورت گرفت. نمونه‌برداری خاک در عمق 200 سانتی‌متری انجام شد. تراکم و درصد تاج پوشش گیاهی در مناطق مرتعی و جنگلی به ترتیب با پلات‌های 1 مترمربعی شکل و 100 مترمربعی دایره‌ای شکل اندازه‌گیری شد. برخی از خصوصیات خاک شامل (مقاومت برشی، چسبندگی، زاویه اصطکاک داخلی، رطوبت، پایداری خاکدانه، شیب، منحنی دانه‌بندی) و مقاومت کششی ریشه گونه‌های غالب در برخی دامنه‌ها اندازه‌گیری شد. این پژوهش در قالب آزمون‌ t مستقل در نرم‌افزار‌ sas مورد بررسی قرار گرفت.یافته‌ها: نتایج این پژوهش نشان داد که میانگین مقادیر پارامتر‌های مقاومت برشی، چسبندگی، زاویه اصطکاک داخلی، رطوبت، پایداری خاکدانه، شیب و مقاومت کششی ریشه به ترتیب در دامنه‌های پایدار و واریزه‌ای برابر با: 0.1739–15.82 کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع، 0.0996-0.0999 کیلوپاسکال، 11.071–0.928 درصد، 0.4343-0.4588، 3543.5 درصد و 183.34 108.93 مگاپاسکال می‌باشد. همچنین پوشش گیاهی اثر معنی‌دار بر پارامتر‌های مقاومت برشی خاک، چسبندگی خاک، زاویه اصطکاک داخلی، رطوبت، پایداری خاکدانه، شیب، ذرات درشت‌دانه و ریزدانه و مقامت کششی ریشه در سطح 5 درصد داشته است. از طرفی تراکم و درصد تاج پوشش پوشش گیاهی در دامنه‌های پایدار بیشتر از دامنه‌های واریزه‌ای بوده است. گونه‌های غالب مرتعی (melica persica) و (astragalus sp) در دامنه‌های پایدار و گونه (tussilago farfara) در دامنه‌های واریزه‌ای بوده است. از طرفی، گونه غالب جنگلی درختی (carpinus betulus) در دامنه‌های پایدار و گونه درختچه‌ای (rubus sp) در دامنه‌های واریزه‌ای بوده است. گونه‌های (melica persica) و (astragalus sp) با بیشترین میانگین تراکم گیاهان گراس و بوته‌ای مرتعی و بیشترین میانگین درصد تاج پوشش و همچنین گونه درختی (carpinus betulus) با بیشترین تراکم و درصد تاج پوشش جنگلی، بیشترین تاثیر را بر پایداری دامنه‌ها و حفاظت خاک داشته‌اند. از طرفی گونه (crataegus monogyna) با بیشترین میانگین تراکم گیاهان درختچه‌ای و بیشترین میانگین درصد تاج پوشش، بیشترین تاثیر را بر ناپایداری دامنه‌ها داشته است.نتیجه‌گیری: پوشش گیاهی با تراکم و درصد تاج پوشش بالا، موجب افزایش مقاومت برشی، زاویه اصطکاک داخلی، درصد ذرات درشت‌دانه، رطوبت خاک، مقاومت کششی و منجر به کاهش چسبندگی، درصد ذرات ریزدانه، پایداری خاکدانه و شیب در دامنه‌های پایدار نسبت به دامنه‌های واریزه‌ای شده و در نتیجه تثبیت دامنه شده است. درنتیجه پوشش گیاهی به عنوان راهکار مهندسی زیستی، منجر به تثبیت دامنه‌های واریزه‌ای شده ‌است.

The Role of Vegetation on Debris Slope Stability (Case study: Tuskestan–Chaharbagh Road, Golestan Province)

Background and Objectives: Today, the instability of the debris slopes is a huge problem that human has been facing due to maladministration and overexploitation of existing resources. One of these methods is to apply the Vegetation because of features such as bioengineering capabilities, economical issues, biotechnical issues and high durability, selfregeneration, selfrenewal and no negative impacts on the environment at slope stability.The purpose of this study is to investigate the role of plant species in the stability of debris slopes of TuskestanChaharbagh road as a bioengineering approach.Materials and Methods: To do so, firstly, the study area was investigated and 35 locations (14 locations were stable and 21 locations were debris) were selected for sampling from plants and soil. The sampling of roots was done at the depth of 030 cm of the dominant species at each slope and the sampling of soil was conducted at the depth of 020 cm. The density and canopy percentage of the vegetation at the grasslands and forests were measured respectively with square plots (1 m2) and circular plots (100 m2). Some of the soil characteristics such as: shear strength, cohesion, internal friction angle, humidity, aggregate stability, slope, gradation curves (the percentage of finegrained and coursegrained particles) and the root tensile strength of the dominant species were measured at some of the slopes. The study was tested by the Independent T test at the SAS software.Results: The results of the experimentations showed that the average mean of the above parameters on the stable and debris slopes were: 0.1739_15.82 kg/cm2 for shear strength, 0.0996_0.0999 kpascal for cohesion, 11.071_0.928 % for humidity, 0.4343_0.4588% for aggregate stability, 35.5_43 % for slope and 183.34_108.93 megapascal for root tensile strength. Vegetation also had meaningful impacts on the above parameters at the 5% level and it should be added that the density and canopy percentage of vegetation, were more at stable slopes in comparison wit the debris slopes. The dominant rangeland species (Melica persica) and (Astragalus sp) at the stable slopes and specie (Tussilago farfara) at the debris slopes. On the other hand, dominant tree specie (Carpinus betulus) at the stable slopes and shrub species (Rubus sp) at the debris slopes. The species (Melica persica) and (Astragalus sp), with the highest density average of grassland herbaceous and bush plants with the highest average of canopy percentage and also the tree species (Carpinus betulus) with the highest average of canopy percentage, has had the most impact on the slopes stability and soil conservation and on the conterary. On the other hand, the specie of (Crataegus monogyna) with the highest density average of shrubs plants and the highest average of canopy percentage, has had the most impact on the slopes instability.Conclusion: It could be also concluded that a vegetation with a high density and canopy percentage leads to the increase of shear strength, internal friction angle, coursegrain percentage, soil humidity and root tensile strength and causes a decline at cohesion, finegrain percentage, aggregate stability and slope at the stable slopes in comparison with the debris slope and therefore results in the fixation of the slope. Therefore, vegetation is considered as bioengineering method for the fixation of the debris slopes.