در مقاله تسطیح اراضی به مفاهیم زیر بپردازیم :
تسطیح اراضی چیست؟
تاریخچه تسطیح اراضی
کاربرد ها و مزایای تسطیح اراضی
بررسی خاک و شرایط اقلیمی عارضه
مراحل انجام عملیات تسطیح اراضی
تسطیح اراضی امروزه
تسطیح اراضی چیست؟
به مجموعه عملیاتی که موجب ایجاد شیب مناسب و یکنواخت و دقیق در تمامی نقاط عارضه می شود را تسطیح اراضی می نامیم. از آنجا که فعالیت های عمرانی و کشاورزی هر دو نیاز به زمینی هموار و تراز دارند عملیات تسطیح اراضی موجب فراهم کردن شرایط مورد نیاز برای حمل و نقل، راه سازی، ساخت و ساز و آبرسانی عوارض کشاورزی می شود.
اصطلاح تسطیح اراضی اصطلاحی کلی بوده و منظور از آن، کلیه عملیات هایی است که برای هموار کردن زمین (سطح صاف) و شیب دادن به آن (شیب می تواند صفر نیز باشد که در این صورت زمین در حالت تراز قرار دارد / همچنین شیب تعیین شده برای اجرا بر روی عارضه باید ثابت باشد) می باشد.
عملیات تسطیح اراضی علاوه بر کاربرد در نظر گرفته شده برای زمین، به نوع بافت خاک، ضریب نفوذ پذیری آن و عواملی این چنینی وابسته است؛ چرا که در نظر نگرفتن هر یک از این ملاک ها ممکن است باعث فرسایش خاک، ایجاد برکه یا باتلاق و یا اختلال در عملیات های عمرانی شود.
تاریخچه تسطیح اراضی
عملیات های تسطیح (Land Leveling) و هموار سازی (Land Grading) سابقا تنها به صورت خاکبرداری از بخش های مرتفع زمین و انتقال آن ها به بخش های فرو رفته ی زمین بوده است و عمدتا شامل رگلاژ زمین ها (هموار کردن بدون شیب ثابت) بوده و با کشیدن دستگاه های خاکبرداری بر روی زمین سعی در هموار کردن آن ها به صورت چشمی یا دستی انجام میشده است.
پس از رویۀ ترازیابی چشمی و با پیشرفت دستگاه های ساخت بشر، استفاده از تراز های لیزری به عنوان روشی جایگزین انتخاب شد. در این روش تراز لیزری را بر روی یک سه پایه در ارتفاع 2 – 3 متری سطح پروژه قرار می دادند و با استفاده از خط تراز به وجود آمده، رویۀ هموار سازی و تسطیح را کنترل می کردند.
امروزه این رویه شکلی تخصصی تر و دقیق تری به خود گرفته و از دستگاه های حرفه ای تری استفاده می شود که در ادامه ی مقاله به معرفی آن ها می پردازیم. مانند دوربین های نقشه برداری (توتال استیشن ها و ترازیاب ها)و جی پی اس ها جهت تعیین دقیق ارتفاع بخش های ناهموار زمین و همچنین بررسی شیب آن در پایان پروژه، استفاده می شود.
تسطیح اراضی چیست؟ – یکی از ابزار های مورد استفاده در تسطیح اراضی، تراز لیزری می باشد.
کاربرد ها و مزایای تسطیح اراضی
همانطور که در بخش های قبلی گفته شد کاربرد های عملیات تسطیح اراضی بسیارند و می توان گفت اکثر جاهایی که امروزه ما بر آن پا می گذاریم روزی مکانی پر از پستی و بلندی بودند.
به عنوان مثال زمین هایی با مقصود کشاورزی که سطح آن ها پر از ناهمواری و مانع است نیاز به هموار سازی دارند اما هموار سازی (رگلاژ) به تنهایی برای زمین های کشاورزی کافی نبوده و با توجه به شرایط اقلیمی (نوع خاک و میزان و شدت بارندگی) و نوع آبیاری محصولات باید سیستمی طراحی شود که از طریق آن، آب به تمامی نقاط مزرعه یکسان برسد و هیچ گیاهی از کم آبی و یا پوسیدگی بر اثر آب فراوان آسیب نبیند. این عملیات ممکن است در ابتدا هزینه بر باشد اما بی شک ارزشش را دارد و با بالا بردن راندمان برداشت از زمین می تواند سوددهی بالاتری را به ارمغان بیاورد.
برخی از مناطق ممکن است چندین بار نیز تسطیح گردند و با توجه به نیاز های مزرعه داران جهت آبیاری، استاندارد های روز و همچنین فناوری های آبیاری جدید تغییراتی در زمین اجرا شود.
همینطور ساختمان هایی که در آنها زندگی و یا جاده هایی که در آن ها رانندگی می کنیم؛ همگی در ابتدا ناهموار بوده و پس از تسطیح قابل بهره برداری شده اند.
برخی از مزایای تسطیح اراضی در این قسمت ذکر شده اند :
جلوگیری از برکه شدن آب در برخی و یا نرسیدن آن به برخی دیگر از قسمت های زمین
کاهش مدت زمان آبیاری و افزایش بازدهی آن
کاهش هزینه صرف شده برای نیروی انسانی
افزایش کیفیت محصول به سبب رسیدن آب کافی به آن
بالا رفتن استحکام ساختمان های ساخته شده به علت بنا شدن فوندانسیون آن در شرایط مناسب و خاک مناسب بارگذاری
یکنواختی پراکندگی محصولات کشت شده
و…
بررسی خاک و شرایط اقلیمی عارضه
شناخت شرایط اقلیمی و بررسی کلی زمین می تواند از اولین گام ها برای شروع عملیات تسطیح اراضی باشد چرا که میزان بارندگی، بستر خاک، دسترسی به زمین مورد نظر و همچنین نوع موانعی که در عملیات تسطیح با آن ها روبرو هستیم می تواند دشواری کار، ابزار مورد نیاز، شیب نهایی زمین، هزینه و … را مشخص کند.
به عنوان مثال برای اجرای فونداسیون، باید از وجود بستر خاکی مناسب جهت تحمل بار و تراکم کافی مطمئن شویم. مناسب ترین نوع خاک برای اجرای این پروژه ها خاک های بکر و طبیعی می باشند که اگر در زمین مورد نظر ما خاکی به جز خاک طبیعی باشد (خاک های نباتی : خاک هایی که توسط پوشش گیاهی تماما فرسوده شده اند و به راحتی فرو می روند / خاک های دستی : خاک هایی که توسط نخاله های ساختمانی، زباله و ضایعاتی این چنینی آلوده شده باشند و قابل بارگذاری نباشند)، گودبرداری یا همان خاک برداری امری ضروری تلقی می شود.
همچنین میزان بارندگی سالیانه، نوع آبیاری مزرعه، شدت هر بار بارندگی و نیاز آبی محصولات باید بررسی شوند که در صورت نیاز شیب زمین بیشتر یا کمتر شود (بازۀ کلی شیب زمین در حدود 1 درجه می باشد). برای نمونه نوع آبیاری نواری (کرتی) شیب های بالاتر پیشنهاد می شود.
در نموه ای دیگر مناطقی که میزان میانگین بارندگی سالیانه آنها پایین باشد باید از شیب کمتری برخوردار باشند تا تمامی محصولات آب کافی دریافت کنند و یا مناطقی که میزان میانگین بارندگی سالیانه آنها بالاتر است باید شیب بیشتری در زمین خود و سیستم زهکشی برای خروج آب اضافی از زمین داشته باشند تا آب زیادی موجب از بین رفتن ریشه ی محصولات نشود.
آبیاری به روش نواری / تراس بندی
مراحل انجام عملیات تسطیح اراضی
1. شبکه بندی
2.ترازیابی و محاسبات ارتفاع
3.طراحی و محاسبات خاک برداری
4.اجرای تسطیح و رگلاژ
شبکه بندی : ابتدا شکل زمین را به طور ساده تر و به صورت مجموعه ای از اشکال هندسی قابل محاسبه مانند مربع، مستطیل، مثلث، ذوزنقه و… تقسیم می کنیم و رئوس این اشکال را به عنوان نقاط شبکه ای انتخاب می کنیم؛ سپس نقاط شبکه ای را علامت گذاری (میخ کوبی) می کنیم. از ایده آل ترین حالات این است که این نقاط در فواصل بسیار نزدیک به هم باشند به طوری که بتوان آن شکل ها را مجاور به ضلع یکدیگر دانست.
ترازیابی و محاسبات ارتفاع : برای به دست آوردن ارتفاع هر قسمت از زمین، آن ها را با روش شعاعی (بدست آوردن تراز و ارتفاع هر نقطه) ترازیابی می کنیم. شبکه ی حاصل شده را با توجه به مقیاس انتخابی (مقیاس نقشه) روی کاغذ ترسیم کرده و ارتفاع هر نقطه را روی آن می نویسیم.
تعیین عمق خاک با استفاده از ارتفاع از سطح دریا
در ترسیم نقشه می توان از نرم افزار های طراحی نیز استفاده کرد.
طراحی و محاسبات خاکبرداری : این مرحله نیازمند دقت و مهارت بیشتری می باشد و مهندسین در انجام این محاسبات باید به 2 هدف اصلی و مهم در زمینه ی کاهش هر چه بیشتر هزینه ها توجه ویژه ای داشته باشند :
حداقل حجم خاکبرداری / خاکریزی انجام شود
بین حجم های خاکبرداری و خاکریزی تعادل برقرار باشد
به عنوان نمونه بخشی از یک زمین که به اشکال هندسی قابل محاسبه تبدیل کرده ایم را انتخاب می کنیم (در اینجا شکل انتخاب شده چهار ضلعی می باشد) و از رابطه ی شکل زیر به محاسبۀ حجم عملیات خاکی در آن بخش می پردازیم.
در اینجا A مقدار مساحت چند ضلعی انتخابی می باشد و h در هر نقطه میزان ارتفاع (عمق) آن را تعیین می کند.
محاسبه حجم عملیات خاکی
مثال حجم عملیات خاکی
در مراحل طراحی عملیات باید مواردی مانند محاسبه ی بهترین شیب زمین در جهات مختلف، بررسی ارتفاع نقاط پس از تسطیح و محاسبه عمق خاکبرداری (cut) و خاکریزی (fill)، محاسبات اقتصادی انتخاب ماشین آلات مناسب و تهیه نقشه اجرایی تسطیح انجام شود.
در مرحله محاسبات تسطیح بعد از آنکه سطح پروژه طراحی شد و به عبارتی ارتفاع و شیب آن مشخص شد، با توجه به این طرح و همچنین شبکۀ ارتفاعی که از زمین موجود است می توان حجم عملیات خاکی را برای سطح پروژه مورد نظر از روش های میانگین گیری (که در مثال بالا آورده شد)، محاسبه با نرم افزار طراحی، روش بلوک و… محاسبه کرد.
سطح پروژه به معنای سطحی است که پس از انجام تسطیح می خواهیم به آن دست پیدا کنیم و در واقع میزان خاکبرداری و خاکریزی در نقاط مختلف زمین برای دست یابی به سطح معین پروژه می باشد. در ابتدای عملیات تسطیح با سطح طبیعی زمین سر و کار داریم و در صدد تبدیل سطح طبیعی زمین به سطح مورد نظر خود هستیم.
سطح پروژه و سطح طبیعی زمین
اجرای تسطیح و رگلاژ : در این مرحله عمق خاک به دست آمده برای نقاط را تا حد سانتی متر گرد کرده و در کنار هر نقطه روی نقشه شبکه بندی نقاط می نویسیم. سپس با پیدا کردن نقاطی که نه خاکبرداری و نه خاکریزی می شوند و وصل کردن آن ها به یکدیگر، محدوده ی خاکبرداری و خاکریزی را مشخص می کنیم.
با توجه به نقشه، میخکوبی های روی زمین را نیز علامت دار می کنیم و سپس با ماشین آلات خاکبرداری و تسطیح (اسکریپر) عملیات خاکی را آغاز کرده و با انجام ترازیابی مداوم ارتفاع نقاط، درستی آن را کنترل می کنیم.
مراحل خاکبرداری و تسطیح
تسطیح اراضی امروزه
همانطور که در بخش های بالا توضیح داده شد، با پیشروی در زمان دستگاه های پیشرفته تری برای عملیات های نقشه برداری تولید شدند که به وسیله ی آن ها می توان روند انواع عملیات ها و پروژه ها را با روند سریعتر و دقیق تری انجام داد.
از دستگاه های امروزی استفاده شده در روند تسطیح اراضی می توان به دوربین های توتال استیشن و جی پی اس ها اشاره کرد؛ به این ترتیب می توان مراحل شبکه بندی متعامد مرتفع و میخ کوبی را حذف کرده و تنها با برداشت آن نقاط، نقشه و اطلاعات هر بخش از شبکه ی نقاط را به صورت الکترونیکی ذخیره کرد.
همچنین محاسبات عملیات خاکبرداری و خاکریزی را نیز امروزه می توان با نرم افزار های تسطیح مانند AutoGrading انجام داد و در واقع کاری که ممکن بود ساعت ها از یک مهندس نقشه بردار وقت بگیرد تا به صورت دستی این محاسبات را انجام دهد را می توان به کمک این نرم افزار ها در چند دقیقه انجام داد.
