العوامل الطبوغرافية التي تؤثر على الأراضي

إن الانهيارات الأرضية، وتدفقات التربة والصخور والحطام، هي من بين أكثر الأخطار الطبيعية تدميراً، مما يتسبب في سقوط الآلاف من القتلى والمليارات من الدولارات في أضرار سنوية، وفي حين أن عوامل التسبب في حدوث هطول الأمطار الغزيرة والزلازل والثورات البركانية معروفة جيداً، فإن التصاميم الأساسية للمناظر الطبيعية تحدد إلى حد كبير من خلال التضاريس.

Slope Gradient

إن التدرج المائي أو الثقوب هو أكثر الضوابط الطبوغرافية مباشرة على بدء الانحلال الأرضي، حيث إن قوة الدافع الجاذبية التي تعمل على منحدر تزداد مع صخرة الزاوية، مما يجعل المنحدرات الأكثر حزما أكثر استقرارا، أما بالنسبة للمواد التي لا تتماسك مثل الرمل والمقبرة، فإن زاوية الازدراء تتراوح عادة بين 30 و 37 درجة؛ والفشل في هذه الحدود هو النافذ.

وتظهر الدراسات باستمرار أن معظم الانهيالات الأرضية تحدث على منحدرات أعلى من 25 إلى 30 درجة، وعلى سبيل المثال، فإن تحليل عام 2020 من جانب U.S. Geological Survey قد يتبين أن نسبة الكثافة من الأراضي التي تنحدر في أوريغون قد تتجاوز 30 درجة، أي أن هذه الأراضي ذات المستويات المرتفعة جداً (أقل من 45 درجة).

ومن الأهمية بمكان التمييز بين منحدرات التربة ومنحدرات الصخور، وفي منحدرات التربة، تتأثر العتبات المتدرجة بضغط المياه الشائكة: ففي أثناء سقوط الأمطار الشديد، تقلل المياه من الضغط الفعلي، ويمكن أن تحدث الفشل على المنحدرات الناعمة (بدرجة منخفضة تصل إلى 15 إلى 20 درجة) إذا كانت التربة عميقة ومشبعة، أما المنحدرات الصخرية، فهي تخضع لتوجهات متقطعة (الوعة).

الارتفاع والإغاثة

والارتفاع والإغاثة المحلية - الفرق بين أعلى وأدنى نقاط في المناطق التي ترتفع فيها مستويات المناخ والطقس والتآكل الذي يؤثر على قابلية التأثر بالزلزال الأرضي، وكثيرا ما تشهد ارتفاعات أعلى في التهطال، ودورات التجمّد، ومصهر الثلج، وكلها تضعف المواد المتخلفة، وفي المناطق الجبلية تتركز الانهيالات الأرضية في مجموعات مائية عالية حيث تتجمع الأمطار.

(ب) الطاقة المحتملة للأخطار - إن المناظر العالية الاستياء أطول من ذلك، وقطعاً حادة تروج للهبوط السريع والغطاء العميق، مما يضعف مناظر المنحدر ويزيد من احتمالات الفشل، وقد أدى 2017 ميدزلية في سيراليون إلى مقتل أكثر من 100 1 شخص على منحدرات حادة من الغابات.

وبالإضافة إلى ذلك، فإن الارتفاع يؤثر على عمق التربة وكثافة التجويف: إذ يؤدي ارتفاعات أعلى إلى حدوث تجوّل ميكانيكي (الزراعة الفلزية) إلى حدوث إنهيار في التربة، بينما يؤدي الطقس الكيميائي إلى تذبذب التربة ذات الإثراء الكبير الذي يُنتج عن حدوث تسربات في التربة.() وتظهر الدراسات في الأنديز أن الانهيالات الأرضية الضحلية تسود فوق 000 3 متر.

المياه السطحية والتدفئة

فالماء عامل رئيسي وتحضيري للانهيالات الأرضية، ويتحكم الطبوغرافية في كيفية انتقال المياه عبر المنحدر ومن خلاله، وتؤثر ثلاثة جوانب رئيسية من الطوبوغرافية على الصرف: التدرج المتدفق، والمنطقة المساهمة، وفتح الخنادق، وتروج المنحدرات السريعة، وتخفض التسلل، ولكنها تركز أيضا على تدفق المياه في المزلاجات والقنوات، وتزيد الضغط على المسطحات المحلية.

وضغط المياه الحاد يخفض الضغط الطبيعي الفعلي داخل التربة والصخور، بعد مبدأ الإجهاد الفعال (الضغط الحاد) - حيث يملأ الماء الفراغات، ينخفض قوام القشرة، وكانت الأحقاد الطبوغرافية، مثل السواحل وأحواض الأحواض الصفرية، تعمل كجامعات للمياه الطبيعية أثناء سقوط الأمطار، وهذه المناطق التي كثيرا ما تكون ملامسة مسطحة، هي مواقع رئيسية لتدفقات الحطام وأراضي الضحلة(18).

(أ) الكثافة الدرامية - طول قنوات التيار في منطقة الوحدة - يرتبط أيضاً بالإصابة بالهبوط الأرضي - تشير كثافة الصرف المرتفع إلى كفاءة إجلاء المياه، لكنها تنطوي أيضاً على تمزق وتناقص أكبر في المسطحات، وفي مناطق كثيرة تتجمع الانهيارات الأرضية على امتداد خطوط التكديس الأولى وثانيها حيث تتركز التآكل المصرفي ومساحة المياه الجوفية.

فالتعديلات البشرية على الصرف الصحي، مثل قطع الطرق، والتحضر، والزراعة التي تدور حول التدفق الطبيعي، تُغير مسارات التدفق الطبيعي تغييرا جذريا، فالطرق تعمل على أنها أسطح غير صالحة للزراعة تركز على المنحدرات، وكثيرا ما تؤدي إلى الانهيالات الأرضية تحت المنعطفات والضائق، ومن الضروري أن يخفف من حدة عدم الاستقرار الناجم عن المياه.

الغطاء النباتي

فالنبات يوفر الاستقرار الميكانيكي والهيدروولوجي للمنحدرات، وتعزز نظم الروت التربة، وزيادة التماسك، وقوة الخيمة، وتتوقف درجة الاستقرار على العمق الجذري والكثافة والأنواع، وترسب الأشجار ذات القاعدة النباتية العميقة (مثلاً، الأوكسجين) في صخور الأسلاك أو التربة الفرعية، بينما تخفض جذور الألياف الفاسية (مثلاً، الخفافية) في طبقات السطحية.

وتزيد بشدة من مخاطر الانزلاق في الأراضي، سواء عن طريق قطع الأشجار أو إطلاق النار أو تحويل الأراضي لأغراض الزراعة، وتزيد البيانات التاريخية من Food and Agriculture Organization (FAO) ، وتظهر تدفقات الأراضي المدارية ضعيفة، بينما ترتفع نسبة التدفقات المدارية من الأراضي 5 إلى 10 مرات في المناطق المزروعة الغابات مقارنة بالمنحدرات المتاخمة للغابات.

غير أن الغطاء النباتي ليس مفيداً دائماً، إذ يمكن للأشجار الكبيرة على المنحدرات الشديدة الثقوب أن تضيف وزناً إضافياً وتنقل قوات الرياح، مما قد يزعزع استقرار المنحدر في العواصف، وفي بعض الظروف، يمكن لإزالة الأنواع الغازية والضحلية (مثلاً، تثبيت الخيزران على المنحدرات من الطحالب) أن يقلل من الحمولة المائية غير المرغوب فيها.

ويتفاعل العامل الطوبوغرافية مع النبات: الجانب، التدرج المنحدر، والتأثير على عمق التربة الذي تزدهر فيه المجتمعات المحلية النباتية.() وتتلقى المنحدرات من الجنوب في نصف الكرة الشمالي مزيدا من الإشعاع الشمسي، مما يؤدي إلى تربة أكثر جفافاً ونباتات منافذ منقوعة، مما يمكن أن يزيد من تآكل التربة وخطر التآكل التربة مقارنة بالمنحدرات المتجهة شمالاً التي تحتوي على نماذج حرجية.

Slope Aspect

ومن ناحية المنحدرات، فإن المنحدرات من منحدرات قد تتدفق إلى ميكروبيات، وعزل، وتعرض الرياح، والنباتات، وكلها تؤثر على حدوث انهيار أرضي، وفي مناطق العرض المتوسطة، قد تحصل المنحدرات من منحدرات ذات الغطاء النباتي (الشمالي في نصف الكرة الشمالي) على إشعاع أقل شمسية، وتظل أكثر برودة وتواترا، وتتراكم التربة بدرجة أكبر من الضغوط.

كما يتفاعل الآف مع الاتجاه السائد للرياح، مما يؤثر على توزيع الهطول وتراكم الثلج، وتتلقى المنحدرات المتخلفة الطراز الأورامي، وزيادة مدخلات الرطوبة، وثباتات الانزلاق الأرضية في الألب الأوروبية، وتظهر قوائم الجرد الأرضية تحيزا قويا نحو المنحدرات الشمالية والشرقية، حيث تشبع أمطار الصهر والينابيع التربة العميقة.

وتقدم المنحدرات الساحلية مثالا آخر: ففي جنوب كاليفورنيا، تشهد الأغلفة التي تتعرض لعواصف الشتاء (من الجنوب الغربي) معدلات أعلى من النشاط المتراجعي والنشاط البري مقارنة بقلة المحركات الشمالية، وينبغي للمهندسين والمخططين أن يراعوا الجانب الذي يكتنفه وجود الهياكل الأساسية، لا سيما في المناطق التي تتناقض مع المهابط الصغرى، كما أن الخرائط المتصورة المستمدة من نظم الإدارة البيئية ذات قيمة بسيطة.

تنقيب المنحدر

ويصف هذا المنحنى شكل سطح الأرض في الاتجاهين (الحد من المنحدر) والخيط (المنحدرين من مختلف المناطق) ويؤثر منحنى الأنقاض على التقارب أو التباعد بين تدفق المياه: موجزات الغطس (حيث تهبط مساحات المنحدر) في اتجاه تراكم المياه والرواسب، وزيادة الضغط على الخراف واحتمال حدوث إخفاقات في التقارب في التقارب.

وتؤكد قوائم جرد عديدة من الأراضي أن مجموعة نقاط البدء في مناطق مناورة خطط الاحتواء، التي كثيرا ما تسمى " المنافذ " أو " أحواض الأنهار الصفرية " . فعلى سبيل المثال، أظهرت دراسة 2006 في الطبيعة أن 90 في المائة من نقاط بدء تدفق الحطام في منطقة ساحل أوريغون قد حدثت في جوف متطرف.

كما أن منحنى الأنابيب يؤثر على استقرار المنحدرات الهندسية، إذ يمكن أن يكون للمنحدرات المقطعة التي تُبنى بتشكيل متجانس (الغطاء فوق) ضغوط شديدة الحساسية تؤدي إلى الكسر والفشل، وكثيرا ما يوصي التصميم الجيوتقني بتلقي مواصفات متغيرة ذات مدخلات منخفضة من أجل تحسين عامل السلامة.

التربة (العلم)

وتتأثر عمق ونوع التربة والصخور المطهرة على المنحدر بمواد الأبوة والمناخ والطبوغرافيا، وتتراكم التربة الكولوفيية على المنحدرات السفلى وفي المنافذ، وتوفر خزاناً للمواد التي يمكن أن تحشد أثناء الأمطار الغزيرة، وعلى العكس من ذلك، فإن التربة الضحلة على المنحدرات الجبلية أقل عرضة للتآكلات الكبيرة في التربة، ولكنها قد تكون قابلة للتأثر بالتماسك الجسيم.

وتؤدي علوم الإدمان دوراً أساسياً: فالصخور الرسوبية مثل طقس الشال والرمل إلى التربة الغنية بالجزر التي تتسم بالضعف والبلاستيك، والتي تُعرض لتدفقات أرضية بطيئة، وتنحو الصخور المتفشية والميثامورية (الغرانيت، والأغنيس) إلى إنتاج تربة رملية أو حرارة ذات زوايا احتكاكية أعلى، ولكنها يمكن أن تُطوّر طبقات من الودائع.

وتؤثر التضاريس على عمق التربة من خلال التحات والترسيب، فعلى سبيل المثال، على منحدر موحد من الصخور، تزداد عمق التربة من الحرق إلى القدم، وترتفع التربة من جراء ارتفاع معدلات التحات، غير أن المنحدرات العالية الخطورة في المناطق التي تصيب التكتون، قد تغطيها الهضبة أو الكبريت، التي يمكن أن تكون غير مستقرة إلى حد بعيد.

النشاط التكتوني والنزعة السيزمية

إن الهزات السيزمية الناجمة عن الزلازل هي دافع قوي للانهيالات الأرضية، ولا سيما في المناطق الجبلية النشطة التي تكتنفها التكتلات، وتؤثر الطبوغرافية على مدى انتشار موجات الزلازل: فحدائق الحواف والمنحدرات الشديدة التفشي بسبب آثار التركيز الطوبوغرافية، وهذه الظاهرة المعروفة باسم التضخم الطوب، يمكن أن تضاعف سرعة الأرض القصوى على مبدعة الحافة، مقارنة بحجمها المحتمل.

إن الزلازل الأرضية التي تسببها في حدوثها هي توترات مسببة للتوترات، حيث إن الزلزال الذي ضرب في عام 2008 في الصين (M 8.0) قد تسبب في أكثر من 000 60 من الانهيالات الأرضية، وفي المقام الأول على المنحدرات الشديدة (30 إلى 50 درجة) التي تُعدّ مسطحات مائلة، وقد حدث الكثير منها على منحدرات كانت مستقرة في السابق؛ كما أن الكتل الصخرية المهوبة المهشة قد أحدثت تفكك.

The long-term tectonic up routes susceptibility by creating steep relief and exposing weak, highly fractured rock. In active orogens like the Himalayas, Taiwan, and the New Zealand Alps, landslide erosion rates are among the highest on Earth. Fluvial incision at the base of slopes undercuts and destabilizes hills combined

التعديلات البشرية على التضاريس

ويمكن أن تؤدي الأنشطة البشرية إلى تغيير جذري في التضاريس الطبيعية، مما يؤدي إلى ظهور إخفاقات جديدة أو إلى زعزعة الاستقرار في المناطق القائمة، وتشمل التعديلات المشتركة قطع الطرق، وبناء التلال على جانب التلال، وحفر المناجم، وملأ المنحدرات الشديدة، والطرق التي تثير إشكالية خاصة: فالقطعة التي تنحدر على جانب أعلى تزيل الدعم الأفقي، بينما تشير التعبئة على جانب التلال إلى ارتفاع نسبة التراكم في الدراسات السكنية إلى 90 في المائة.

وفي المناطق الجبلية، يمكن لعمليات قطع وتعبئة الهياكل الأساسية (الطرق السريعة والسكك الحديدية وخطوط الأنابيب) أن تعيد تشكيل المنحدرات من المناطق المتردية أكثر من الطبيعة، وإذا لم تكن مصممة على النحو المناسب مع الهياكل المستبقاة والصرف، فإن هذه المنحدرات من سطح البحر قد تفشل أثناء أحداث الأمطار الغزيرة أو الظواهر الزلزالية، ويخلق التعدين الخفيف الاصطناعي العالي الذي يمكن أن يزيد من حدة الزهر.

وعلى العكس من ذلك، يمكن لبعض التعديلات البشرية أن تقلل من المخاطر التي تهدد الأراضي، مثل الترسب لأغراض الزراعة (الجماعة في جنوب شرق آسيا وأمريكا الجنوبية) التي تقطع المنحدرات الطويلة إلى خطوات أقصر وأطرأ، غير أن التضاريس التي تُمسك بسوء مع تصريف المياه المكشوفة يمكن أن تُشبع وتفشل، كما أن التخطيط لاستخدام الأراضي الذي يتجنب البناء على الأراضي الشديدة الارتفاع أو الملوحة أو التي تركز على تصريفها هو أكثر الطرق فعالية.

خاتمة

والعوامل الطبوغرافية هي أساس قابلية التحلل الأرضي، إذ أن تقييم المخاطر الحديثة يستعمل نماذج ارتفاع رقمية عالية الاستبانة، والاستشعار عن بعد، ونظم المعلومات الجغرافية لوضع خرائط لهذه العوامل على نطاق إقليمي.

ويجب على المهندسين والمخططين وزعماء المجتمعات المحلية أن يدركوا أنه لا يوجد عامل واحد يحدد المخاطرة الناجمة عن الانزلاق الأرضي - بل هو مزيج من التأثيرات الطبوغرافية والجيولوجية والمناخية والبشرية التي تملي ما إذا كان المنحدر سيفشل، وبتطبيق المبادئ المبينة في هذه المادة، يمكن لأصحاب المصلحة أن يرتبوا أولويات جهود التخفيف، وتصميم بنية أساسية مرنة، والحد من الخسائر المأساوية في الانهيارات الأرضية في جميع أنحاء العالم.