የብርድ ተፅዕኖ በአፈር ላይ

በበረዶ ተጽእኖ ምክንያት የአፈር መበለጥ

በበረዶ ተጽዕኖ ስር ያለ ነጻ ውሃ በ0°C ይቀዘቅዛል እና በዚህ ጊዜ ወደ 9% የራሱ መጠን ይስፋፋል። ነገር ግን በጠባብ ካፒላሪ ቱቦዎች ውስጥ ያለ ውሃ በ0°C አይቀዘቅዝም፣ ነገር ግን ከዚያ ዝቅተኛ ሙቀቶች ላይ ይቀዘቅዛል፣ እነሱም -1°C እስከ -78°C ይሆናሉ። ይህ የመጨረሻው የመቀዝቀዣ ሙቀት በአሜሪካ በተደረጉ የላቦራቶሪ ሙከራዎች ተወስኗል። ካፒላሪ ቱቦው እየጠበቀ ከሄደ የመቀዝቀዣ ሙቀቱ ዝቅ ይሆናል።

በአፈር ውስጥ በሁሉም አቅጣጫ እርስ በርሳቸው የተገናኙ እና ካፒላሪ ቧንቧዎችን የሚፈጥሩ ባዶ ቦታዎች አሉ። በአሸዋ ውስጥ ባዶ ቦታዎች ትልቅ ሲሆኑ ሰፊ ካፒላሪ ቧንቧዎችን ይፈጥራሉ፣ በእነሱም ውስጥ ውሃ በ 0°C ወይም በትንሽ ዝቅ ያለ ሙቀት ይበርዳል። ውሃ በእኩል ሁኔታ ይበርዳል፣ በዚህም ጊዜ በባዶ ቦታዎች ውስጥ የበረዶ ክሪስታሎች ይፈጠራሉ፣ የእነሱም መጠን መጨመር ከ 9% በመቶ የሚበልጥ ምንም የሚታወቅ የአፈር ቅርጸት መቀየር አያስከትልም። በጥቂት እህል ያለ አፈር ውስጥ ባዶ ቦታዎች ይበልጥ ትንንሽ ሲሆኑ ጠባብ ካፒላሪ ቧንቧዎችን ይፈጥራሉ፣ በእነሱም ውስጥ ውሃ ከ 0°C የበታች ሙቀቶች ላይ ይበርዳል። ነገር ግን በላይኛው ንብርብር አፈሩ ሁልጊዜ ይበልጥ ዝርግ ሲሆን የትልቅ ባዶ ቦታዎች ያሉበት ነው፣ በእነሱም ውስጥ ውሃ በ 0°C ይበርዳል እና የበረዶ ክሪስታሎች ይፈጥራል። እነዚህ ክሪስታሎች ከጠባብ ባዶ ቦታዎች የቀዘቀዘ ውሃን በታላቅ ኃይል ወደ ራሳቸው ይስባሉ፣ ይህም የክሪስታሊዜሽን ኃይል ተብሎ ይጠራል። በእንዲሁ የተሳበ ውሃ ከበረዶ ክሪስታሎች ጋር ሲገናኝ ራሱም ይበርዳል እና የበረዶ ክሪስታሎችን መጠን ያሳድጋል፣ እነሱም የበረዶ ሌንሶች ይሆናሉ፣ የእነሱም ውፍረት ወደ 0,1 እስከ 10 mm ሚሜ ሊደርስ ይችላል። የተፈጠሩ የበረዶ ሌንሶች በበረዶ ተፅእኖ ጊዜ አስፈላጊ የአፈር መቀየር ያስከትላሉ፣ ይህም በተለይ ያልተመቻቸ ሁኔታዎች ላይ እስከ 30 እና 50 cm ሊደርስ ይችላል።

በበረዶ ተፅዕኖ ምክንያት የአፈር የቅርጽ ለውጥ መከሰት እና መጠኑ በብዛት በሚከተሉት 3 ምክንያቶች ላይ ይመሠረታል፦

1. የአፈር ግራኑሎሜትሪክ ቅንብር

2. የ地下 ውሃ ደረጃ

3. የበረዶ ቆይታ ጊዜ።

Ad 1) ከግራኑሎሜትሪ አቀማመጥ አንጻር ትልቁ የበረዶ ተጽዕኖ በቀጭን እህል አፈር ላይ ነው፣ ፖሬዎቹ በቂ ትንሽ ስለሆኑ ጠባብ ካፒላሪ ቱቦዎችን ይፈጥራሉ፣ በተመሳሳይም በበረዶ ተጽዕኖ ጊዜ ፈጣን የውሃ ስርጭት የሚፈቅድ በቂ ትልቅ ማለፊያ አለው። እንዲህ ያለ አፈር ለበረዶ በጣም ተጋላጭ ነው፣ በመከሰቱ ፍጥነትም ሆነ በቅርጸ-ለውጥ መጠን ረገድ። እነዚህ በብዛት የ0,02-0,002 mm መጠን እህሎች የተዋቀሩ አቧራማ አፈሮች ናቸው። ከ0,02 mm በላይ መጠን ያላቸው እህሎች ዝቅተኛ የካፒላሪ መውጣት ቁመት አላቸው፣ ከ0,002 mm በታች ያሉ ግን ዝግ የካፒላሪ መውጣት አላቸው፣ ስለዚህ በሁለቱም ሁኔታዎች በበረዶ የሚቆይ ጊዜ ውስጥ ወደ በረዶ ተጽዕኖ ዞን ትንሽ የውሃ መጠን ብቻ ሊደርስ ይችላል። ሸክላማ አፈር ከ25% በላይ ያለ ከ0,002 mm ትንሽ ቅንጣቶች ካለው፣ የአፈሩ ማለፊያ በጣም ዝቅተኛ ነው እና በፖሮቹ ውስጥ የውሃ ስርጭት በጣም የዘገየ ስለሆነ ውሃው የበረዶ ሌንሶች ከመሳብ በፊት በፖሮቹ ውስጥ ይቀዘቅዛል።

Ad 2) ከአፈሩ የጥራጥሬ ቅንብር መስፈርት በተጨማሪ በበረዶ ጊዜ የአፈር መቀየር እንዲከሰት ሌላ አንድ መስፈርት መሟላት አለበት። ይህም ወደ በረዶ ተፅእኖ ክልል ውሃ መግባት የሚቻል መሆን ነው። ይህ መስፈርት ባይሟላ፣ ወይም የአፈር ካፒላሪዎች በበረዶ ተጽእኖ ወቅት ሁልጊዜ በእነሱ ውስጥ ከሚፈስ ውሃ ጋር ባይገናኙ፣ ከአፈሩ የጥራጥሬ ቅንብር ምንም እንኳን ቢሆን በበረዶ ጊዜ መቀየር አይከሰትም።

የ地下ውሃ ደረጃው ከፍ ባለ መጠን፣ በበረዶ ተጽእኖ ምክንያት የአፈር መቀየር ዕድሉ ይጨምራል። የ地下ውሃ ደረጃው ከዚያ አፈር የውሃ ካፒላሪ መውጣት ከፍታ በላይ ባለ ጥልቀት ከሆነ፣ በበረዶ ተጽእኖ የሚመጡ መቀየሮች ትንሽ ናቸው።

Ad 3) የቀዝቃዛው ያልተቋረጠ የቆይታ ጊዜ ከፍ ካለ፣ በዚያ መጠን በበረዶ ምክንያት የሚከሰቱ መቀየሮች ከባድ ይሆናሉ፣ ምክንያቱም ትልቅና ብዙ የበረዶ ሌንሶች ስለሚፈጠሩ ነው። ኃይለኛና አጭር የቀዝቃዛ ጊዜ ያነሰ መቀየር ያመጣል፣ ምክንያቱም በዚህ ሁኔታ በቀዳዳዎች ውስጥ ያለ ውሃ በፍጥነት ስለሚቀዛቀዝ እና የካፒላሪ የውሃ ፍሰት ስለሚቋረጥ ነው። በተቃራኒው መካከለኛና ረጅም የቀዝቃዛ ጊዜ የበረዶ ሌንሶች ያልተከለከለ መፍጠር ምክንያት የበለጠ መቀየር ያመጣል።

የእርጥበት ማስወገድ ተጽእኖ

በማቀለስ ጊዜ በመጀመሪያ በላይኛው የገጽ አፈር ክፍል ውስጥ ያሉ የበረዶ ሌንሶች ይቀልጣሉ፣ ከዚያም በቀጥታ ከሱ በታች የቀዘቀዘ እና ስለዚህ የማያልፍ ሽፋን ይቀራል። የቀለጡት የበረዶ ሌንሶች ብዙ ውሃ ስለሚሰጡ፣ ይህም በቀዘቀዘው የታችኛው ሽፋን ውስጥ መውረድ አይችልም፣ ይህ የተጨመረው ውሃ በገጽ ሽፋኑ ውስጥ አፈሩን በልብ ይሞላዋል እና ከእሱ ፈሳሽ ብስባሽ ይፈጥራል፣ ምንም ዓይነት ጠንካራነት የሌለው፣ ነገር ግን በግፊት ወደ ጎን የሚገፋ። በማቀለስ ተፅዕኖ ምክንያት የሚፈጠሩ የአፈር ቅርጽ መቀየሮች ከፍተኛ ሊሆኑ እና በአንዳንድ ጉዳዮች አደገኛ ሊሆኑ ይችላሉ። እነዚህ መቀየሮች በባቡር መስመሮችና በመንገዶች ያሉ መቆፈሪያዎች ላይ በጣም የተለመዱ ሲሆኑ፣ በጸደይ ወቅት በቀለጡት የበረዶ ሌንሶች ውሃ ምክንያት አፈር በተጨመረ ውሃ ስለሚሞላ የዳፍ ክፍሎች በከፊል መንሸራተት ይከሰታል፣ እንዲሁም በትራፊክ ተጽዕኖ ስር መንገድ ሽፋኖች በውሃ ልዩ ብዛት ምክንያት አቅም ያጡ መሬት ላይ ይቀየራሉ።

በበረዶ ተጽእኖ ላይ የአፈር ግምገማ መስፈርት

በበረዶ ተጽዕኖ ላይ ባሉ የተለያዩ የአፈር አይነቶች ላይ በሚደረግ ጥናት መሠረት፣ በበረዶ ሁኔታ አቀራረብ ረገድ ሁለት ዓይነት አፈር መለያየት አለባቸው፦ የተስተናገዱ እና በበረዶ አደገኛ።

በበረዶ የማይጎዱ አፈሮች እነዚያ ናቸው፣ ምን ያህል ቢረዝምም የበረዶ ሌንሶች የማይፈጠሩባቸው። በዚህ ዓይነት አፈር ውስጥ በቀላሉ የሚኖረው በቀዳዳዎቹ ውስጥ ያለው ውሃ መቀዝቀዝና የበረዶ ክሪስታሎች መፍጠር ብቻ ነው፣ በበረዶ ተፅእኖ ስር ትንሽ መለወጥ ብቻ ይኖራል። ወደዚህ ቡድን ጠጠር፣ አሸዋ እና ተመሳሳይ አፈሮች ይገባሉ።

በበረዶ ላይ አደገኛ የሆኑ አፈሮች እነዚያ ናቸው፣ በእነርሱ ውስጥ የበረዶ ሌንሶች የሚፈጠሩበት፣ በዚህም ምክንያት ትልቅ ለውጦች ሊከሰቱ ይችላሉ። በውስጠኛው ሽፋን ውስጥ በበረዶ ሌንሶች መልክ የተከማቸ ውሃ በበረዶ ተጽእኖ ወቅት የበረዶ መፍለቅ ተጽእኖም ያስከትላል። በዚህ ቡድን ውስጥ የተወሰኑ አቧራማ-ሸክላማ እና በተለይም አቧራማ አፈሮች ይገባሉ።

የአፈር በበረዶ ላይ ያለውን መቋቋም ለመገምገም ብዙ መስፈርቶች አሉ፤ ከእነሱም መካከል በጣም የታወቁት የArthur Casagrande እና የRukli መስፈርቶች ናቸው፣ እነሱንም እዚህ እንገልጻለን።

የA. Casagrande መስፈርት

ይህ መስፈርት በአፈር ግራኑሎሜትሪ አቀራረብ ላይ ይመሠራል እና እንዲህ ይላል፡

a) በእኩል የተዋቀረ አፈር ላይ፣ የአለመመጣጠን ደረጃው U < 5 ከሆነ፣ ከ10% በታች ያለ መጠን ያላቸው እህሎች ከ0,02 mm በላይ ከያዘ አፈሩ በበረዶ ጉዳት የሚጋለጥ ነው።

b) የእባብ ያልሆነ ቅንጣት ያለው አፈር፣ የያልነጠቀነቱ ደረጃ U > 15 ከሆነ፣ ከ3% በላይ መጠኑ ከ0,02 mm በታች ያሉ እህሎችን ካካተተ አፈሩ በበረዶ ለመጎዳት አደገኛ ነው።

ምንም እንኳን ይህ መስፈርት ለረዥም ጊዜ ተተግብሯል እና ሁልጊዜ አስተማማኝ ውጤቶችን ሰጥቷል፣ የእሱ ጉድለት በአፈሩ ግራኑላሪቲ ብቻ ላይ መመርኮዝ እና በአፈር ውስጥ በበረዶ ተጽእኖ ላይ የሚያጋጥሙ ሌሎች ነገሮችን አለመከተል ነው። ስለዚህ ዛሬ ይህ መስፈርት በጣም ጠንካራና ኢኮኖሚያዊ ያልሆነ ተብሎ ይቈጠራል።

Rukliev መስፈርት

በዚህ ዘዴ አፈሩ በጠንካራ እንግዳ ንጥረ ነገሮች ጥንካሬ መሠረት በሁለት ክፍሎች ይከፈላል፣ እነሱም ትልቅ ጥራጥሬ ክፍል፣ ዲያሜትሩ d > 2 mm ያላቸው ጥራጥሬዎች እና ትንሽ ጥራጥሬ ክፍል፣ ዲያሜትሩ d < 2 mm ያላቸው ጥራጥሬዎች። አፈሩ ከብርድ ተፅዕኖ ያለውን ጸናት ለመገምገም የትንሽ ጥራጥሬ ክፍል መጠን ከትልቅ ጥራጥሬ ክፍል መጠን ጋር ያለው ግንኙነት ይቀመጣል፣ ይህም ግንኙነት በታችኛውና በላይኛው ገደብ ተሰጥቷል (sl. 1).

የታችኛው ወሰን በምትሞላው የደረቅ ክብደት ላይ የሚጠበቀው ከፍተኛ ተፈቃድ የሆነ የደረቅ እቃ ክፍል መቶኛን፣ ማለትም ዲያሜትሩ d < 0,02 mm ያለ ጠንካራ ንጥረ ነገር ክፍል 0-2 mm፣ ይገልጻል፤ በእንደነዚህ እንዳሉ አልተመቹ ሁኔታዎች ማለትም ከፍተኛ የመሬት ውሃ ደረጃ፣ አስገዳጅ የአየር ንብረት ሁኔታዎች (ረጅም ጊዜ በረዶ) እና ከፍተኛ የተፈጥሮ የአፈር እርጥበት ሲኖር በረዶ ምክንያት በተግባር ምንም ዓይነት ጉዳት አይፈጠርም።

የላይኛው ገደብ የደረቀ ንፉር ክፍል ክብደት ውስጥ d < 0,02 mm ያሉ ቅንጣቶች ከፍተኛው የተፈቀደ መቶኛ ነው፤ በዚህ መጠን ተስማሚ ሁኔታዎች ሲኖሩ ማለትም የታችኛው የ地下ው ውሃ ደረጃ ዝቅ ሲሆን፣ የአየር ንብረት ሁኔታዎች ተስማሚ ሲሆኑ (አጭር ጊዜ በረዶዎች) እና የአፈር ተፈጥሯዊ እርጥበት ዝቅ ሲሆን በበረዶ ምክንያት በተግባር ምንም አይነት ጉዳት አይከሰትም።

ስእ. 1 በRukliev መስፈርት መሠረት የአፈር የበረዶ አደጋን ለመገምገም የታችኛውና የላይኛው ገደብ

በአፈር ውስጥ ከበረዶ ተጽዕኖ መከላከያ

በአፈር ውስጥ የበረዶ ተፅእኖ ጥልቀት በአካባቢው የአየር ንብረት ሁኔታዎች ይመሠራል። በእኛ ሀገር እሱ በአብዛኛው 0,8 እስከ 1,0 m ሜትር በመሬት ላይ ከላይ ይገኛል። ስለዚህ በ1,0 m ወይም ከዚያ በላይ ጥልቀት የተመሠረቱ መዋቅሮች በበረዶ ተፅእኖ ስር አይሆኑም።

እንደ የመንገድ መንገዶች ያሉ በትንሽ ጥልቀት የተመሰረቱ መዋቅሮች በብርድ ተፅዕኖ ይጋለጣሉ፣ ይህም በመቀዝቀዝም ሆነ በመቀለጥ ጊዜ በመንገዱ ላይ ትላልቅ ቅርጽ ለውጦችን እና ጉዳቶችን ሊፈጥር ይችላል። ስለዚህ በመንገዶች ላይ የመንገድ መደረቢያ እና በአየር ማረፊያዎች የመነሻ-መውረጃ መንገዶች ሲሰሩ፣ አፈሩን ከብርድ ተፅዕኖ አንጻር መመርመር ያስፈልጋል፣ እና መሠረታዊ አፈሩ ለብርድ አደገኛ ሲሆን የጥበቃ እርምጃዎች መውሰድ አለባቸው። በመንገዶችና በአየር ማረፊያዎች መደረቢያ ላይ በጣም ውጤታማው እርምጃ የታምፖን ንብርብር መስራት ነው፣ የእሱም ውፍረት እንዲህ ይወሰናል፣ የመንገዱ ጠቅላላ ውፍረት እና የታምፖን ንብርብሩ ውፍረት 0,80 m ለከባድ ትራፊክ እስከ 0,60 m ለቀላል ትራፊክ እንዲሆን። ብዙ ጊዜ ከመንገዱ በታች 0,30 m ያለው የታምፖን ንብርብር ውፍረት ከብርድ ተፅዕኖ ለመከላከል በቂ ነው።

የታምፖን ንብርብር ለመሥራት የሚጠቅም ቁሳቁስ በተለምዶ አሸዋ ወይም አሸዋማ ጠጠር ነው፣ እና ይህ የሚከተሉትን ሁኔታዎች ማሟላት አለበት፦

የፕላስቲክነት መለኪያ IP < 5

የፍራክሽኑ d < 0,02 mm ይዘት ከ 3% ያነሰ ነው

ያልተመጣጠነነት ደረጃ U > 7.

በ20 cm ውፍረት ያለው የትራስ ንጣፍ የላይኛው ክፍል በቂ መጨመቂያ እና የተገደበ ተሸካሚነት ስለሌለው አንደኛ ደረጃ እና ትንንሽ እህል አሸዋ መሆን የለበትም። በዚህ ክፍል የትራስ ንጣፉ 30-70% የ30-70% እህል መጠን 2-30 mm ያለው አሸዋማ ጠጠር መሆን አለበት። ከ30 mm በላይ ያሉ እህሎች አይመከሩም።

በቀጭኑ የተመሠረቱ የአጥር ግድግዳዎችም በመሬት ውስጥ ለበረዶ ተጽዕኖ ይጋለጣሉ፣ በዚህም ምክንያት ይዘነብሳሉ፤ ይህም በተደጋጋሚ የበረዶ ተጽዕኖ ሲቀጥል በጊዜ መጥለቅለቅና መፍረስ ያስከትላል። ስለዚህ መሬቱ ለበረዶ አደገኛ ከሆነ እነዚህ ግድግዳዎች በ1,0 m ጥልቀት ላይ መመሠረት አለባቸው።