۲-۴٫ عوامل موثر در بروز سیل

اندازه و تکرار سیل در هر نقطه ای بستگی به عوامل متعددی دارد که حجم و زمان رواناب سطحی حوزه بالادست و شرایط رودخانه یا مسیل از اعم آنها است. وییگیهای فیزیکی خوضه نظیر سطح، ناهمواری وریخت شناسی زمین توام با اختصاصات هیدرولوژیکی مانند بارش، ذخیره و تلفات برگابی، تبخیر و تعرق و نفوذپذیری و اقدامات ناشی از فعالیت های بشری در بروز و تشدید و کاهش و افزایش میزان خسارت وارده دخالت دارند. شناخت این عوامل و دسته بندی آنها در هر منطقه ای از اصول اولیه مهار سیلاب و کاهش خطرات آن می باشد. این شناخت می بایستی با درک جمعی از اصول حاکم بر تولید رواناب در رودخانه و دشت سیلابی استوار باشد (وهابی، ۱۳۷۶)

۲-۵٫ علل وقوع و تشدید سیلاب

به طور کلی علل وقوع سیل یا تشدید آن را می توان به دو دسته تقسیم نمود: عوامل طبیعی و عوامل انسانی.

۲-۵-۱٫ عوامل ناشی از شرایط طبیعی

از جمله عوامل طبیعی می توان به موارد زیر اشاره کرد:

۲-۵-۱-۱عوامل اقلیمی

در بین عناصر اقلیمی باران، تگرگ، برف، دما، باد می تواند از عناصر و عوامل موثر در ظهور فرسایش آبی خاک باشند. مهمترین خصوصیات باران که در فرسایش خاک اهمیت دارد و عبارت است از مقدار باران، شدت بارندگی، اندازه قطرات باران، توزیع اندازه قطرات باران، سرعت نهایی باران و توزیع بارندگی.
۲-۵-۱-۱-۱ میزان و شدت بارندگی
میزان زیاد بارندگی به مفهوم رخداد سیل نیست. بلکه شدت بارندگی است که می تواند منجر به تولید سیلاب گردد. تحقیقات نشان می دهد که بارانهای شدید و کوتاه مدت، بویژه بارندگیهای بیش از میلیمتر در یک شبانه روز منجر به تولید سیلاب خواهد شد (شرکت جهاد تحقیقات و آب و آبخیزداری، ۱۳۷۹، ص۳).

۲-۵-۱-۲ شرایط توپوگرافی

شیب حوضه رودخانه از عوامل مهم در زمان تمرکز و افزایش سرعت جریان هستند. اکثر رودخانه‎های تالش در یک قسمت طویل کوهستانی و کوهپایه ای با شیب زیاد می باشند، در حالی که طول بازه دشتی آنها کوتاه است. در بازه های کوهستانی شیب متوسط به حدود ۵۰% نیز می رسد. این شرایط باعث فرسایش در بالادست و رسوبگذاری و سیل گیری در مناطق دشتی می گردد. (شرکت جهاد تحقیقات آب و آبخیزداری، ۱۳۷۹، ص۱۳).

۲-۵-۱-۳ عوامل حوضه‎ای

شکل هیدروگراف سیلاب در مقطع معینی از رودخانه و یا در خروجی حوضه و، تغییرات بده جریان، بده اوج (حداکثر)، حجم و تداوم سیلاب را نشان می دهد. شکل و اندازه این هیدروگراف تابع عوامل چندی از ویژگی های حوضه می باشد:
۲-۵-۱-۳-۱خصوصیات هندسی حوضه
۲-۵ -۱-۳-۱–۱ وسعت حوضه
سیل یک حوضه آبخیز می تواند تابعی از وسعت آن باشد بطوری که هر چه حوضه بزرگتر باشد، میزان نزولات آسمانی بیشتری را دریافت می کندولی معمولا بده اوج (peak discharge) حوضه های بزرگ بطور نسبی از حوضه های کوچک کمتر است این موضوع به دلیل پایان شیب متوسط و زیادی تلفات بین راهی (transmissionlosses) در حوضه های بزرگ نسبت به حوزه های کوچکتر می باشد.
۲-۵-۱-۳-۱-۲ شکل حوضه
این عامل از عوامل مهم در سیل محسوب می شود. حوضه های گرد با زمان تمرکز کوتاه نسبت به حوضه‎های کشیده هم سطح بده اوج بیشتری را تولید می کند. زیرا به هنگام وقوع یک رگبارش، قطرات بارش مازاد زمان کمتری را برای رسیدن به خروجی حوضه صرف می کنند. زیرا به خروجی حوضه صرف می کنند و زودتر تجمع یافته و سبب افزایش بده اوج می گردند. موقعیت قرارگیری خروجی حوضه در محل های مختلف از حوضه با توجه به شکل آن در زمان تمرکز و اوج بده خروجی تاثیر مستقیم دارد. (مهدوی، ۱۳۸۱، ص۲۱۳).

۲-۵-۱-۳-۱–۳ شیب حوضه
در شرایط مساوی سرعت جریان در آبراهه ها در حوزه های با شیب تند نسبت به حوضه های با شیب ملایم سریع تر است. این اثر را می توان از طریق معادله ظرفیت انتقال (  ) به سادگی نشان داد. بر پایه این رابطه هر چه شیب تند تر گردد، سرعت آب بیشتر شده و سریعتر به انتهای حوضه رسیده و زودتر تجمع می یابد و بده اوج هیدروگراف تیزتر می گردد. شیب طولی و یا نیمرخ طولی آبراهه اصلی حوضه خود بطور مستقیم تابعی از شیب عمومی حوضه بوده و از همین قانون تبعیت می کند (وهابی، ۱۳۷۶).
شیب حوضه و رودخانه از عوامل مهم در زمان تمرکز و افزایش سرعت جریان هستند. اکثر رودخانه‎های تالش در یک قسمت طویل کوهستانی و کوهپایه ای با شیب زیاد می باشند. در حالی که طول بازه دشتی آنها کوتاه است. در بازه های کوهستانی شیب متوسط به حدود۵۰ % نیز می رسد. این شرایط باعث فرسایش در بالادست ورسوب گذاری وسیل گیری در مناطق دشتی می گردد.
۲-۵-۱-۳-۱-۴ شبکه آبراهه ای
وضعیت شبکه زهکشی نقش عمده ای در وقوع سیلاب دارد. جریان در آبراهه ها سریعتر از جریان سطحی در حوضه (overland flow) است و لذا هر چه تراک شبکه زهکشی زیادتر باشد سرعت تجمع رواناب سریعتر شده و شاخه صعودی (Rising lamb) هیدروگراف دارای شیب تندتر می گردد. افزون بر تراکم زهکشی، الگوی شبکه هیدروگرافی که خود تابعی از ویژگی های ریخت شناسی زمین (Geomorphology) سنگ شناسی، خاک شناسی، پوشش گیاهی و نحوه بهره برداری از زمین در حوضه است، نقش مهمی در تولید بده های سیلابی در حوضه دارد. معمولا برای شرایط یکسان الگو یا فرم درختی (Dendritic) استعداد بیشتری برای تولید بده های اوج زودرس نسبت به فرم های مستطیلی (Rectangular) ، تاکی (Trethis) ، شعاعی (Radial) و حلقوی (Annular) دارد. البته تاثیر ویژگی در ترکیب با سایر عوامل بروز سیلاب می باشد (صبح زاهدی، ۱۳۸۰).

۲-۵-۱-۴ زمین شناسی و خاک شناسی حوضه

عکس العمل سازندهای مختلف زمین شناسی و خاک تولید شده از آنها تاثیر به سزایی در تولید رواناب سطحی و مقدار شدت آن دارد. سیمای عمومی حوضه، چگونگی فرسایش پذیری، تراکم و الگوی زهکشی و مالا تولید رواناب سطحی همگی متاثر از زمین شناسی حوضه می باشد. ویژگی های سنگ شناسی و لایه بندی سازندهای مختلف میزان نفوذپذیری آب به درون زمین و خاک و چگونگی آبهای زیرزمینی را تحت تاثیر قرار می دهد که نتیجه آن تسریع در تجمع رواناب و یا تاخیر در آن بوده و بر سیل خیزی حوضه اثر می گذارد. چگونگی تخلیه آب زیر قشری و آبهای زیر زمینی کم عمق به رودخانه که متاثر از ویژگیهای زمین شناسی است. بر روی حرکت آب پایه ودر نتیجه بده سیلابی اثرمی گذارد. (شرکت جهاد تحقیقات آب و آبخیز داری، ۱۳۷۹).

۲-۵-۱-۵ ویژگی های پوشش گیاهی حوضه

بی تردید وجود پوشش گیاهی در سطح حوضه به دلیل اثراتی که در مولفه سیکل هیدرولوژی در مقیاس حوضه دارد، از عوامل کاهش دهنده سیل خیزی یک حوضه می باشد. بسیاری از متخصصان آبخیزداری، حفاظت خاک و جنگل و مرتع بر این اعتقاد هستند که در اراضی جنگلی سیلاب کمتر تولید می‎شود یا اصلا رخ نمی دهد. پاره ای دیگر از متخصصان بر این باورند که گرچه وضعیت پوشش گیاهی سطح حوضه اثرات بسیار زیادی در کاهش سیلاب های با احتمال زیاد (دوره بازگشت کم) و همچنین جلوگیری از فرسایش خاک و انتقال رسوب دارد ولی نقش آن در سیلاب های مهیب با احتمال کم (دوره بازگشت زیاد) مختصر می باشد. بررسی های چندی برای روشن شدن نقش پوشش گیاهی در کاهش بده حداکثر و حجم سیلاب در اقصی نقاط دنیا انجام شده است. میزان زیاد بارندگی به مفهوم رخداد سیل نیست. بلکه شدت بارندگی است که می تواند منجر به تولید سیلاب گردد. تحقیقات نشان می دهد که بارانهای شدید و کوتاه مدت، بویژه بارندگیهای بیش از ۱۰۰ میلیمتر در یک شبانه روز منجر به تولید سیلاب خواهد شد. . به طور کلی حداقل بارندگیهای با دوره بازگشت ۵ ساله این توانایی را برای تولید سیل دارند (وهابی، جلیل).

۲-۶٫ عوامل ناشی از بهره برداری و دخالت انسان

۲-۶-۱٫ بهره برداری نادرست از منابع طبیعی

روند تخریب جنگلها و مراتع نیز فقیر شدن تدریجی آنها (که به وضوح قابل مشاهده است) به شدت ادامه دارد. این امر موجب افزایش ضریب تولید رواناب می گردد. نتیجه مسلم این وضعیت، افزایش فرسایش، افزایش دبی واوج سیلابها، افزایش استعداد لغزش ورانش زمین، تولید سیلابهای مخرب واریزه ای و… می باشد (شرکت جهاد آب و آبخیزداری، ۱۳۷۹).

۲-۶-۲٫ تجاوز به حریم رودخانه

به دلیل وجود آب، مناسب بودن ارضی حاشیه رودخانه، نیاز مردم به زمین کشاورزی و… این اراضی مورد استفاده (برای کاربری های مختلف و مهمتر از همه کشاورزی) قرار گرفته است. اکثر دشت های سیلابی و حاشیه رودخانه ها، درست تا لبه کانال اصلی رودخانه مورد بهره برداری واقع شده اند. بدیهی است که دشت سیلابی جزیی از حریم رودخانه بوده و سیل گیر است.

۲-۶-۳٫ برداشت بی رویه شن و ماسه

در بسیاری از رودخانه ها برداشت شن و ماسه به صورت نادرست و بی رویه صورت می گیرد. این امر می تواند باعث تغییرات ناخواسته در مرفولوژی و هیدرولوژیک رودخانه و مشکلات متعدد از جمله سیل گیری و آسیب پذیری سازه ها گردد.

۲-۶-۴٫ تخلیه آشغال، زباله و فاضلاب به رودخانه ها

در تمامی رودخانه ها معمولا مقدار زیادی از مواد فوق الذکر به درون رودخانه تخلیه می شود. بخصوص در محدوده های شهری این مشکل چشمگیرتر است. عامل فوق علاوه بر ایجاد آلودگی و مشکلات بهداشتی و زیست محیطی، ضمنا باعث کاهش ظرفیت انتقال و افزایش استعداد سیل گیری می‎گردد.

۲-۶- ۵٫ نامناسب بودن سازه ها

سازه‎های متقاطع با رودخانه بویژه پلها بندها و سدها بر شرایط هیدرولوژیکی رودخانه موثرند و برعکس کم بودن ظرفیت انتقال، نامناسب بودن ابعاد، در نظر نگرفتن شرایط خاص منطقه (از جمله وجود مقادیر زیادی سنگ، شن و ماسه چوب و تنه درختان همراه سیل) باعث می گردد که سیل در هنگام عبور از این تقاطع با مشکل مواجه گردد. پیامد این امر آسیب رسیدن و یا تخریب سازه های فوق الذکر و نیز سیل گیری اراضی دو جناح رودخانه است. بررسی های چندی برای روشن شدن نقش پوشش گیاهی در کاهش بده حداکثر و حجم سیلاب در اقصی نقاط دنیا انجام گرفته است.

۲-۷٫ انواع سیل

سیل را می توان به دو دسته کلی تقسیم بندی نمود:
دلیل اقلیمی که وابسته به عناصر آب و هوایی است و عامل انسانی و تاثیر انسان در تعادل زیستی و چرخه حیات که هر یک از آنها با توجه به موقعیت مکانی نوعی خاص از سیل را ایجاد می­نمایند.

۲-۷-۱٫ سیل ناگهانی

اینگونه سیل ها پس از بارندگی شدید (معمولا با زمان تمرکز ۶ ساعت) به راه افتاده و ابرهای کومولوس، رعد و برقهای شدید و ریزش باران شدید گرمسیری در هنگام عبور جبهه هوای سرد به وقوع می­پیوندد این سیل قادر است با شکستن بندها و جاری شدن در دامنه ها و شیب دامنه ها و نفوذ کم آب در داخل زمین، قدرت انهدام بسیار بالایی را دارا می­باشد. این گونه سیل در مناطق نیمه خشک تا مرطوب امکان وقوع دارد که بارانهای مداوم و سنگین و رگبارهای کوتاه مدت دلیل آن باشد (رمضانی، ۱۳۸۰ص ۸۱).