زیست آنلاین: هزاران سال است که شن و ماسه در ساخت جاده ها و ساختمان ‎ها مورد استفاده قرار گرفته است. امروزه تقاضا برای شن و ماسه همچنان در حال افزایش است. لازم است متصدیان معادن برای اطمینان از اداره مسئولانه استخراج شن و ماسه با کارشناسان متخصص محیط زیست در ارتباط باشند.

به گزارش زیست آنلاین، برداشت بیش از حد شن و ماسه موجب تخریب رودخانه‎ ها می‎ شود. این امر بستر رودها و جریانات آبی را کاهش می ‎دهد و ممکن است به فرسایش حاشیه‎ رودخانه ها و سواحل دریاها منجر شود. کاهش شن و ماسه در بستر رودخانه ‎ها و مناطق ساحلی باعث عمیق شدن رودخانه ‎ها و مصب‎ ها و همچنین افزایش دهانه رودخانه‎ ها و شاخابه ‎های ساحلی می ‎شود. همچنین ممکن است منجر به نفوذ آب شور دریا‎های مجاور به رودخانه ها شود. تاثیر این برداشت ‎ها با افزایش سطح دریا تشدید می‎ یابد. هر مقدار شن و ماسه‎ای که از بستر رودخانه ‎ها و مناطق ساحلی برداشت ‎شود، باعث ایجاد نقصان در سیستم جریان آبی می شود.

برداشت بی‎رویه شن و ماسه‎ی آب‎ های جاری، برای پل ‎ها، حاشیه رودخانه‎ها و سازه ‎های مجاور، تهدید محسوب می ‎شود. همچنین، استخراج شن و ماسه، سیستم آبرسانی زیرزمینی و کاربردهای دیگری که مردم محلی از رودخانه دارند را نیز تحت تأثیر قرار می ‎دهد.

برداشت شن و ماسه به واسطه تغییرات زیادی که در شکل و ماهیت آبراهه ها ایجاد می ‎کند، موجب تخریب زیستگاه ‎های آبی و ساحلی می‎گردد. این تأثیرات شامل تخريب، آسیب، کاهش سطح آب در نزدیکی بستر رودخانه و بی ثباتی مجاری آبی می شود. این تاثیرات فیزیکی علاوه بر تخریب این زیستگاه‎ ها ممکن است منجر به تخریب پل ‎ها و سازه ‎های دیگر شود. همچنین ادامه روند استخراج می‎ تواند باعث تخریب تمام بستر رود و تبدیل آن به گودالی عمیق، گردد.

برداشت بی رویه شن و ماسه، ترافیک اضافی وسایل نقلیه را در پی دارد که این امر نیز به شکل منفی به محیط ‎زیست صدمه می ‎زند. در نقاطی که جاده ‎های دسترسی از مناطق ساحلی عبور می‎کنند، محیط‎‎ زیست منطقه ممکن است تحت تأثیر این صدمات (مثل آلودگی هوا) قرار گیرد.



بودجه شن و ماسه تعیین بودجه شن و ماسه برای یک جریان خاص به اطلاعات دقیق و ویژه‎ی توپوگرافی، هیدرولوژیکی و هیدرولیک نیاز دارد. این اطلاعات برای تعیین مقدار شن و ماسه‎ای بکار می رود که می تواند بدون ایجاد فرسایش و یا تخریب بیش از حد، برداشت شود.

میزان برداشت شن و ماسه در آبراهه یا نزدیک آبراهه، بودجه مورد نظر را تغییر داده و ممکن است منجر به تغییرات قابل ملاحظه ای در کانال های هیدرولیکی شود. این مداخلات می توانند بسته به میزان و فراوانی اختلالات، روش های استخراج، ویژگی های اندازه ذرات رسوب، ویژگی های پوشش گیاهی و همچنین میزان و فراوانی پیشامدهای هیدرولوژیکی ناشی از اختلال، تأثیرات گوناگونی بر زیستگاه های آبی داشته باشند.

واکنش های زمانی و مکانی سیستم های رودخانه آبرفتی؛ شامل حد نصاب های عملکرد ژئومورفیک، بازخورد ها، عقب ماندگی ها، انتقال اختلالات بالادست و پایین دست و کنترل های زمین شناختی/ فیزیوگرافی می باشند. به حداقل رساندن اثرات منفی برداشت شن و ماسه نیاز به درک دقیقی از واکنش آبراهه ها در ایجاد اختلالات ناشی از برداشت دارد.

تصمیم گیری در مورد اینکه برداشت در کجا، به چه مقدار و هر چند وقت یکبار انجام گیرد، اغلب نیازمند تعریفی از وضعیت مرجع است، یعنی دست کم یک وضعیت فیزیکی و بیولوژیکی قابل قبول یا موافق درمورد آبراهه به دست آید. به طور کلی، درک فعلی ما از سیستم های آبرفتی برای توانمندسازی در قابلیت پیش بینی واکنش های کانال به لحاظ کمی و با اطمینان، کافی نیست؛ بنابراین، درک وضعیت مرجع برای تعیین بودجه، دشوار است. با این حال، دانشی کلی از فرایندهای رودخانه ای می تواند رهنمودهایی برای به حداقل رساندن اثرات مخرب برداشت، فراهم کند. موارد مستند شده و داده های زمینه ای مربوطه برای ارزیابی صحیح فیزیکی، بیولوژیکی و اقتصادی مورد نیاز است.


زیستگاه های ساحلی، گیاهی و جانوری برداشت (شن و ماسه) می تواند علاوه بر هزینه های اصلی محوطه های معدنی، اثرات هزینه بر دیگری نیز داشته باشد. سالانه چندین هکتار از زمین های حاصلخیز حاشیه رودها و دریاها همانند منابع چوبی و جنگلی با ارزش و زیستگاه های حیات وحش در مناطق ساحلی از دست می روند. از بین رفتن زیستگاه های آبی موجب از دست رفتن بهره وری شیلات، تنوع زیستی و پتانسیل تفریحی می شود. تخریب شدید آبراهه ها ممکن است ارزش زمین را کم و جنبه زیبایی شناسی را کاهش دهد.

همه گونه ها برای اطمینان از بقای طولانی مدت خود به شرایط خاص زیستگاه نیاز دارند. گونه های بومی در رودها به شکلی انحصاری با شرایط زیستگاهی ای سازگار بوده اند که قبل از دخالت انسان ها و ایجاد تغییرات بزرگ در آنها، وجود داشته است. این امر اختلالی اساسی در زیستگاه ایجاد می کند که بعضی گونه ها را نسبت به دیگران ترجیح داده و باعث کاهش کلی تنوع و بهره وری زیستی می شود. در بیشتر آبها و رودخانه ها، کیفیت زیستگاه به شدت به پایداری بستر و حاشیه آبراهه ها ارتباط دارد. جریانات آبی بی ثبات برای اکثر گونه های آبی نامساعد است.

عواملی که باعث افزایش یا کاهش رسوبات می شوند، اغلب بستر و حاشیه رودها را بی ثبات کرده و منجر به سازگاری مجدد و چشمگیر آبراهه ها می شوند. به عنوان مثال، فعالیت های انسانی مثل پاکسازی جنگل های ساحلی یا برداشت از جریان های آبی که سرعت فرسایش رودخانه ها را تسریع می کند، باعث می شود که حاشیه آبها به منابع خالص رسوب تبدیل شوند، که اغلب عواقب زیانباری برای گونه های آبزی داشته اند. فعالیت های انسان شناسی که به طور مصنوعی برجستگی های بستر رودها را پایین می آورد، سبب ایجاد بی ثباتی در بستر رود می شود که منجر به انتشار خالص رسوبات در مجاورت آن مکان می شود. رسوبات بی ثبات پوک می شوند و بنابراین، زیستگاه های آبی برای بسیاری از گونه های آبی کاهش می یابد. تعداد کمی از گونه ها از این اثرات بهره مند می شوند.

مهمترین تأثیر برداشت شن و ماسه در زیستگاه های آبی، تخريب بستر رود و رسوب گذاری آن است که می تواند اثرات منفی بر زندگی آبزیان داشته باشد. پایداری بستر ماسه ای و بستر شنی جریان های آبی به تناسب دقیق میان جریان آبی، میزان رسوب تولید شده از حوزه آبخیز و شکل آبراهه ها بستگی دارد. برداشت (شن و ماسه) در مقدار رسوب تولید شده تغییر ایجاد کرده و شکل آبراهه ها روند توسعه آبراهه ها و زیستگاه ها را مختل می کند. علاوه بر این، حرکت زیربناهای ناپایدار باعث رسوب زیستگاه های پایین دست می شود. آسیب دیدگی این محدوده به شدت برداشت، اندازه ذرات، جریانات آبی و شکل و ماهیت آبراهه ها بستگی دارد.

حذف کامل پوشش گیاهی و تخریب چهره خاک که همچون اکوسیستم آبی باعث از بین رفتن زیستگاه در بالا و پایین زمین شده، منجر به کاهش جمعیت جانوری می شود.   

عریض کردن کانال موجب کم عمق شدن بستر آب، تولید جریان حاشیه ای یا جریان نفوذ آب زیرزمینی در نواحی کم عمق شده و مانع از حرکت ماهی ها بین حوضچه ها می شود. کانال به طور یکنواخت کم عمق می شود، زیرا حوضچه های گود با ماسه و رسوبات دیگر پر شده و پیچیدگی زیستگاه، ساختار حوضچه های کم عمق و تعداد ماهی های شکارچی بزرگ کاهش می یابد.

پایداری سازه ها برداشت شن و ماسه در آبراهه ها می تواند به اموال عمومی و خصوصی آسیب برساند. ممکن است شکاف ناشی از برداشت شن و ماسه در آبراهه ها پایه های پل را تضعیف کرده و خطوط لوله ای که در خاک کار شده و زیرساخت های دیگر را نمایان کند.

در مطالعات متعددی تاکید شده است که تخریب بستر رود ناشی از دو شکل کلی استخراج از بسترهای آبی است: (۱) برداشت از معادن و (۲) آب بند. تخریب بستر که تحت عنوان شکاف آبراهه نیز شناخته می شود، از طریق دو فرایند اصلی رخ می دهد: (۱) خاکبرداری بخش بالای رود، و (۲) آب "بی قوت". در خاکبرداری بخش بالای رود، خاکبرداری به منظور برداشت شن و ماسه در آبراهه ای فعال، بستر رود را کاهش داده، باعث ایجاد شکافی شده که شیب آبراهه را در محل تندتر کرده و انرژی جریان را افزایش می دهد. در سطح جریان های بالا شکاف به محلی برای فرسایش بستر رود تبدیل شده که به تدریج به سمت بالادست حرکت می کند (شکل ۱).

نمودار شن و ماسه محل شکاف و بخش بالادست رودخانه را نشان می دهد.



شکل (۱) نمودار شن و ماسه بستر رود نشان می دهد که (A) محل شکاف به خاطر برداشت از محل، گسترش یافته و (B) خاکبرداری بخش بالای رود و تخریب بستر پایین دست در طی جریان های بالا، بیشتر شده است.

خاکبرداری بخش بالای رود مقدار قابل توجهی رسوبات آبی ایجاد می کند که پس از آن به مناطق حفاری شده پایین دست دیگر برده شده و شروع به ته نشین شدن می کند. آثار باقی مانده در مناطق استخراج در پایین دست و در مسیرهای آبی دارای ماسه غنی، پس از پایان استخراج، کوتاه مدت باشند، زیرا تعادل بین ورود و خروج رسوب در یک محوطه می تواند نسبتا سریع خود را بازسازی کند. آثار باقی مانده در مسیرهای آبی دارای ماسه فقیر ممکن است سریع گسترش یافته و حتی پس از پایان استخراج تا سال ها باقی بماند. صرف نظر از اثرات پایین دست، خاکبرداری بخش بالای رود در هر دو مسیر آبی غنی و فقیر، نگرانی اساسی به جا می گذارد. خاکبرداری بخش بالای رود اغلب مسیرهایی طولانی در بالادست و به درون شاخابه ها طی می کند، در برخی از حوزه های آبریز جاری شده تا آنجا که به بالای رود برسد و یا اینکه توسط کنترل های ژئولوژیکی یا سازه های دست ساز، متوقف شود.

شکل دیگری از تضعیف بستر رود هنگامی رخ می دهد که استخراج مواد معدنی ظرفیت جریان کانال را افزایش دهد. برداشت از گودال عموما عمق جریان را افزایش می دهد (شکل ۱) و ایجاد آب بند، عرض جریان را افزایش می دهد (شکل ۲). هر دو شرایط، سرعت جریان آب را کمتر و انرژی جریان را پایین تر آورده و باعث می شود رسوبات از بالادست به محل برداشت رسیده و ته نشین شود. از آنجایی که جریان آب از محل برداشت حرکت می کند و انرژی جاری در واکنش به شکل "طبیعی" کانال از پایین دست افزایش یابد، در حال حاضر مقدار رسوب منتقل شده از محل، کمتر از ظرفیت رسوب جاری است. این جریان رسوب کم یا آب "بی قوت"، باعث انباشت رسوبات بیشتری از جریان جاری به زیر منطقه برداشت می شود، و فرایند تخریب بستر را افزایش می دهد (شکل ۱). این وضعیت تا زمانی که میان ورود و خروج رسوب در منطقه تعادل برقرار شود، ادامه پیدا می کند.


نمودار عرضی کانال آبی



شکل ۲ نمودار عرضی کانال نشان دهنده (A) نوار شن و ماسه معمولی در مقایسه با کانال آبی کم جریان، منطقه ساحلی و سطح آب، و (B) کانال کم عمق و عریض که ناشی از معادن نامحدود است و با فرسایش ساحل، جریان نواری، رسوب، و افزایش درجه حرارت آب، مشخص می شود.

این برداشتها باعث می شود اثر مشابهی در زیر سدها رخ دهد که در آن رسوب را نگه داشته و آب "بی قوت" را به سمت پایین دست آزاد می کند، جایی که شکاف آبراهه معمولا اتفاق می افتد. برداشت مواد معدنی در پایین دست سد این مشکل را تشدید می کند. اگر چه عوامل دیگری مثل سیل برگردان ها، حفاظت از سواحل و سیستم های جریانی تغییر یافته نیز باعث تخریب کانال می شوند، اما میزان استخراج مواد معدنی در بسیاری از جریان ها اغلب در مقیاس بیش از میزان رسوب از حوزه آبخیز است، که نشان می دهد به طور عمده برداشت شن و ماسه مسئول تغییرات مشاهده شده در کانال آبی است. حساسیت به اثرات آب بی قوت در مقایسه با میزان باز پر سازی بستگی به میزان برداشت دارد. جریان های آبی دارای ماسه فقیر در برابر اختلالات، حساسیت بیشتری از خود نشان می دهند.

شکاف در کانال نه تنها موجب بی ثباتی عمودی در بستر رود می شود، بلکه موجب بی ثباتی جانبی در شکل فرسایش شدید خاک در حاشیه آب و عریض شدن کانال می شود. شکافی که باعث افزایش ارتفاع حاشیه آب می شود، موجب می شود خواص مکانیکی مواد حاشیه آب ها نتواند وزن مواد را حفظ کند در نتیجه موجب شکستگی در حاشیه آب می شود. همانطور که حوضچه های عمیق با ماسه و رسوبات دیگر پر می شوند، عریض شدن آبراهه نیز موجب کم عمق شدن بستر رود می شود (شکل ۲). کم عمق و عریض شدن آبراهه همچنین باعث افزایش شدت دمای آب می شود و بی ثباتی کانال آب باعث افزایش انتقال رسوبات به پایین دست می شود. تخریب بستر رود که ناشی از برداشت بی رویه شن و ماسه و سایر تغییرات آبراهه می باشد تا وقتی که تغییرات جریان اصلی کانال آب رخ دهد ممکن نیست برای چندین سال ظاهر شود، بنابراین منطبق شدن با شرایط ممکن است تا پس از اتمام استخراج طول بکشد.

آب زیرزمینی به غیر از سازه های پر خطر، برداشت شن و ماسه، رودخانه را به چاله های بزرگ و عمیق تبدیل می کند؛ در نتيجه، سفره آب زيرزميني کاهش یافته و باعث می شود چشمه های آب آشاميدني در بستر اين رودخانه ها خشک شوند. تضعیف بستر رود به خاطر برداشت ماسه، ارتفاع جریان آب و سطح سیلاب را کاهش می دهد، که این امر به نوبه خود می تواند پوشش گیاهی جنگلی وابسته به سفره های آب را در مناطق ساحلی حذف و دوره های بارانی را در تالاب های ساحلی کاهش دهد. در محل های نزدیک به دریا، آب شور می تواند به بدنه آب تازه نفوذ کند.


کیفیت آب فعالیت های استخراجی شن و ماسه رودخانه ها بر کیفیت آب رودخانه تأثیر می گذارد. این تأثیرات شامل افزایش بارندگی کوتاه مدت در محوطه برداشت به علت تعلیق مجدد رسوب، رسوب گذاری به علت انباشت و ریختن مواد معدنی و ذرات آلی و نشت نفت و یا نشت از ماشین آلات حفاری و وسایل نقلیه حمل و نقل، می باشد.

افزایش فرسایش بستر و حاشیه رودخانه ها باعث افزایش حجم مواد معلق در آب در محل حفاری و پایین دست می شود. مواد جامد معلق ممکن است به طور نامطلوبی بر آبزیان و اکوسیستم های آبی تاثیر بگذارد. اگر مصرف کنندگان آب در محدوده پایین دست از این آب برای مصارف خانگی، استفاده کنند، این تأثیرات به طرز خاصی مهم قلمداد می شود. مواد جامد معلق می تواند به طور قابل توجهی هزینه های تصفیه آب را افزایش دهد.


خلاصه به طور کلی پیامدهای برداشت شن و ماسه به سه دسته تقسیم شود:

فیزیکی استخراج مواد بستر رود در مقیاس وسیع، استخراج و حفاری در زیر بستر رود و تغییر شکل ترکیب بستر آبراهه باعث ایجاد اثرات متعددی از جمله فرسایش بستر و ساحل آبراهه، افزایش شیب آب و تغییر در شکل و ماهیت آبراهه می شود. این تاثیرات ممکن است باعث شود: (۱) ساحل رودخانه تضعیف و گسسته شود، (۲) زمین های مجاور و / یا سازه ها از دست برود، (۳) منطقه بالادست در نتیجه افزایش شیب کانال و تغییر سرعت جریان فرسایش یابد، و (۴) ناحیه پایین دست به دلیل افزایش ظرفیت بار رود به دلیل تغییرات پایین دست در الگوهای رسوب، و تغییر در بستر آبراهه و نوع زیستگاه فرسایش یابد.

کیفیت آب فعالیت های استخراج و حفاری، ذخیره سازی برنامه ریزی شده ضعیف و تخلیه کنترل نشده بار اضافی، و سرازیر شدن مواد شیمیایی / سوخت، باعث کاهش کیفیت آب برای کاربران پایین دست، افزایش هزینه برای آبیاری گیاهان به علت تصفیه آب پایین دست و مسمومیت زندگی آبزیان خواهد شد.   

اکولوژی برداشت شن و ماسه ای که منجر به از بین رفتن سفره های آبی، وقفه در ایجاد رسوب رودخانه ای، از بین رفتن پوشش گیاهی و انباشت در بستر رودخانه می شود، پیامدهای زیست محیطی در پی خواهد داشت. این پیامدها ممکن است بطور مستقیم بر ذخایر زیستگاه آبی، اختلال گونه های وابسته به رسوبات رودخانه ای، کاهش نفوذ نور، کاهش تولید اولیه و کاهش فرصت های تغذیه ای، تاثیر بگذارد.

منبع:threeissues.sdsu.edu

جهت مشاهده مهمترین مطالب مرتبط می توانید بر روی هر یک از عناوین زیر کلیک کنید:

معرفی جزایر مصنوعی و بررسی پیامدهای زیست محیطی آن خطرات زیست محیطی کاهش منابع دریایی بودجه کم محیط زیست دریایی و طرح اقدام ملی برای دریای خزر چالش های جدی برای اکوسیستم آبی  تغییر اقلیم مناطق کشنده اقیانوس را چهار برابر کرد روند رو به رشد  در اقتصاد آبی فرونشست تهدیدی برای نواحی خشک و نیمه خشک