تثبيت الكثبان الرملية

تتكون الكثبان الرملية المتحركة من حبيبات رمل منقولة ومترسبة بواسطة الرياح وتصبح الكثبان الرملية المتحركة ثابتة حينما يحدث أحد الميكانيكيات التالية:

1- تصلب نتيجة أكاسيد الحديد أو تكوين قشرة كلسية من الجبس أو الكربونات.

2- تكون حاجز من حبيبات رملية ذات حجم أكبر من أن تحمله الرياح التى تهب بالمنطقة.

3- التغطية بواسطة غطاء نباتى.

وتتكون الكثبان الرملية من حبيبات كوارتز مختلطة مع الفلسبارات وأحياناً مع نسبة قليلة للغاية من الهورنبلند والليمونيت ويعتمد لون حبيبات الرمل على الغطاء الموجود عليها فاللون الأصفر والأحمر يرجع إلى الليمونيت وأكاسيد الحديديك على التوالى.

 عملية تكوين الكثبان:

يتراوح قطر حبيبات الرمل من 0.05 إلى 2 مم بينما الحبيبات الأقل من 0.05 مم يطلق عليها غبار (تراب) وتتجمع حبيبات الرمل التى تنقل غالباً بالرياح على هيئة كثبان مختلفة الأشكال والأحجام.

وتوجد 3 أنواع من الحركة في انتقال الرمل هى التعليق والقفر والزحف تتوقف أساساً على حجم حبيبة الرمل وقبل التكلم عنها يجب الإشارة إلى العامل الذى يسبب حركتها وهو الرياح.

الرياح : هي كتلة هواء متحركة تتغير سرعتها مع الارتفاع وتكون سرعتها عند سطح التربة أقل ما يمكن وتتزايد تدريجياً مع الارتفاع ويحدث أهم اختلاف في السرعة في المليمترات أو السنتيمترات الأولى فوق سطح التربة وتسمى هذه المنطقة منطقة الاضطراب وتؤدى الدوامات التى تتكون بهذه المنطقة التى تحرك الرياح.

السرعة الفعالة: هى السرعة التى يمكن عندها للرياح تحريك حبيبات الرمل وتتوقف على حجم الحبيبة.

ميكانيكية الحركة:

كما سبق ذكره توجد 3 طرق لانتقال حبيبات الرمل هى:

التعليـق:

وهو غير فعال في حركة الكثبان لأن السرعات التى تحدث معلق للتراب في الهواء ونادراً ما تصل السرعات الكافية لرفع حبيبات الرمل وتستطيع طبقة الاضطراب رفع حبيبات الطين إلى علو كبير في الجو قد يصل إلى عدة مئات أو آلاف من الأمتار بفعل تيارات الهواء مسبباً عواصف ترابية.

القفـز:

وفيها تتحرك حبيبات الرمل قفزات متتالية تحت تأثير الرياح وينتقل بهذه الطريقة حوالى 95% من حبيبات الرمل ويتراوح قطر الحبيبات القابلة للقفز من 0.8-0.6 مم وفى هذه الطريقة تقفز حبيبة الرمل تحت تأثير الرياح وتحمل بعيداً باتجاه الرياح ثم تسقط بصورة رأسية غالباً تحت تأثير وزنها وتصطدم بحبيبة أخرى مسببة حركتها وهكذا.

الزحف:

تحرك الجزيئات الأكبر بالزحف على السطح وبعد أن تتدحرج لأمتار قليلة تبدأ عملية القفز ونتيجة لاصطدام الحبيبات الساقطة ترتفع حبيبات أخرى في الهواء وتستمر عملية القفز ويكون معدل الحركة حوالى 0.5سرعة الرياح تقريباً وأقل سرعة لاستمرار عملية القفز حوالى 17 كم/ ساعة عند ارتفاع 1 متـر فوق سطح الأرض وهذه السرعة للأسطح الرملية المستوية وتختلف مع ميل الكثيب والكساء الخضرى والرطوبة والمادة الرابطة مثل كربونات الكالسيوم ومدى شدة الرياح التى لها دور أساسى في بدأ تحرك الرمال.

منشأ الكثبان الرمليـة:

تقسم الكثبان الرملية تبعاً لمنشأها إلى كثبان ساحلية وفيها يكون مصدر الرمال التيارات البحرية التى تنقل الرمال إلى الشاطئ (نتيجة عمليات المـد والجزر) التى تتجمع لتكون الكثبان الرملية وعندما يكون مصدر الرمل من الأراضى الداخلية فإنها لتسمى كثبان داخلية أو قارية.

أنواع الكثبان الرملية:

تتشكل الكثبان الرملية ويعاد تشكيلها بواسطة الرياح ولكن تبقى في أشكال محددة يمكن تقسيمها إلى 3 أنواع هى:

1- الكثبان الهلالية crecent dunes أو البرخان وهذا النوع من الكثبان يتكون بالمناطق التى بها اتجاه واحد سائد للرياح.

2- الكثبان الطولية (كثبان السيف) وهى تتكون بالمناطق التى بها اتجاهين للرياح أو لها اتجاه واحد رئيسى ينقسم نتيجة العوائق الطبوغرافية.

3- الكثبان النجمية: وهى لا يوجد بها اتجاه سائد للرياح على مدار العام (أكثر من اتجاهين) وكل نوع من هذه الكثبان له 3 مستويات من التركيب هى:

ا- الصورة البسيطة Simple من الكثبان (كثبان فردية هلالية)، طولية ، نجمية).

ب- الصورة المركبة Composed form وهى تتكون من وحدات من نفس النوع تتجمع في أعداد اكبر وأحجام مختلفة.

جـ ـ الصورة المعقدة: وهى تجمع لأنواع وأحجام مختلفة من الكثبان الرملية نتيجة تواجد بجانب بعضها أو زحف بعضها فوق البعض الآخر.

وفيما يلى وصف بسيط لكل نوع من الأنواع السابقة.

الكثبان الهلالية: تشمل عائلة الكثبان الهلالية البرخانات والكثبان الرملية التى تشبه القطع الناقص وتتميز بالآتى:

أ- وجود وجهين للكثيب أحدها طويل ذات انحدار بسيط وهذا الجانب المواجه للرياح وهو الجهة التى يحدث بها ترسيب أو هجرة للرمال والجانب الواجهة أو الجبهة وهو وجه انسيابى شديد الانحدار ويترسب الرمل على هذا الجانب.

ب- وجود قمة نشطة وهى نقطة التقاء الجانب المواجه للرياح مع الجبهة والتى تكون الأسطح الثنائية.

وتتقدم الكثبان الهلالية (البرخان) إلى الأمام في اتجاه الرياح نتيجة انهيار الرمل اسفل الجبهة ويتراوح معدل تقدم هذه الكثبان من 5-30 متر سنوياً.

2- الكثبان الطولية أو كثبان السيف:

وهذه قد يصل طولها إلى عدة مئات من الأمتار في الارتفاع وعدة مئات من الكيلو مترات في الطول والكثيب المتوسط يصل إلى حوالى 40 كم في الطول، 50-100 متر في الارتفاع وتنتج هذه الكثبان نتيجة رياح قوية عمودية على اتجاه الرياح الأصلية.

وعلى هذا يتحرك رمل الكثيب موازى لمحور تجمع الرمل الذى يزداد في الطول باستمرار عن طريق الترسيبات الرملية.

3- الكثبان النجمية:

تتكون الكثبان النجمية نتيجة وجود رياح من عدة اتجاهات ويكون شكلها عادة هرمى ولها 3 أذرع أو أكثر ممتدة حتى القمة وأحد مميزات هذه الكثبان هو الانحدار الشديد لأذرعها من القمة إلى القاعدة وهى كثبان متحركة تغير أذرعها فقط مكانها وطولها.

ويوجد نوع من الكثبان يسمى الكثبان العرضية وهو ينشأ نتيجة التحام الجهات المواجهة للرياح للكثبان الهلالية أو البرخان مع بعضها مكونة انحدارات عمودية على اتجاه الرياح السائدة وينشأ هذا النوع نتيجة وجود عائق طوبوغرافى بالمنطقة.

تثبيت الكثان الرملية:  

المبدأ العام في تثبيت الكثبان الرملية هو أنه مهما استخدمت طرق ميكانيكية أو كيميائية فإنها تصبح غير فعالة بعد مدة إذا لم يتم زراعة كساء خضرى.

التثبيت المؤقت:

تحتاج الكثبان الرملية المتحركة إلى نظم ميكانيكية أو معاملات كيماوية لحماية البادرات من الاحتكاك بالرمل بفعل الرياح.

التثبيت الميكانيكى:

يتم التثبيت الميكانيكى بواسطة الأسيجة وتستخدم فيها أى مادة نباتية موجودة بالمنطقة وفى المناطق التى تهب منها الرياح ويجب ألا يزيد طول هذه الأسيجة عن 90سم فوق سطح الأرض حيث أن معظم الرمال المنقولة تكون في طبقة الـ 30 سم السطحية كما يجب أن تكون منفذة حتى تسمح بتجمع الرمال خلف السياج وفى حالة وجود رياح متعددة تهب في اتجاه مختلف عن الاتجاه السائد للرياح تعمل مربعات من الأسيجة وعادة تتراوح المسافة بين أى سياجين متوازيين من 3-15 متر حسب اتجاه وشدة الرياح.

وهناك أنواع مختلفة من الاسيجة تبعاً للغرض من استخدامها فهناك الأسيجة المجمعة للرمال والاسيجة المحولة للرمال والتى قد تكون ألواح من الصاج وهكذا ويختلف تركيب  السياج تبعاً لسرعة الرياح ففى المناطق التى بها رياح متوسطة السرعة يكتفى بربط الأعواد أو سعف النخيل بحبل وفى المناطق المعرضة لرياح شديدة تقوى الأسيجة اكثر بترتيب الأعواد مائلة في اتجاهات مختلفة.

أيضاً يشمل التثبيت الميكانيكى استخدام شبك من البلاستيك لتغطية سطح الكثبان ومنعها من الحركة.

التثبيت الكيماوى:

ويتم أما بواسطة البترول الخام أو المواد الكيماوية

تستخدم الطرق الكيماوية على نطاق كبير في عدد من الدول خاصة المنتجة للبترول وأهم أنواع المواد الكيماوية المستخدمة هى:

الزيوت الثقيلة مثل البيوتومين.

الشموع.

الزيت الخام.

المنتجات الكيماوية.

وهذه المواد باستثناء الزيت الخام تستخدم على نطاق غير واسع في تثبيت الكثبان في المناطق الجافة

التثبيت المستديم

الطريقة الوحيدة الفعالة لتثبيت الكثبان الرملية هى التثبيت البيولوجى باستخدام النباتات وعادة يتم التثبيت باستخدام الأشجار والشجيرات والأعشاب وتستخدم الأعشاب في الكثبان الساحلية المجاورة للشاطئ.

وعادة تبدأ عملية التثبيت بعد انتهاء عملية التثبيت المؤقت ولبدء عملية التثبيت يجب الانتظار حتى تسقط أمطار تكفى لابتلال وتشبع الطبقة السطحية وتستمر عملية التثبيت إلى قبل انتهاء المطر بفترة بسيطة وعلى ذلك بمصر تتم عملية تثبيت الكثبان الرملية في الفترة من ديسمبر- مارس وهى فترة سقوط الأمطار.

الأنواع المستخدمة في التثبيت:

يجب أن تتوفر في الأنواع المستخدمة في تثبيت الكثبان الرملية الصفات الآتية:

أ- تحمل ومقاومة الجفاف

ب- يجب أن تتميز هذه الأنواع بمجموع جذرى قوى يمكن أن يمتد داخل التربة حتى يصل إلى الطبقات الرطبة.

جـ ـ يجب أن يكون له القدرة على النمو تحت ظروف الكثبان التى لا تتوفر بها العناصر الغذائية ولهذا تفضل الأنواع البقولية التى لها القدرة على تثبيت الكثبان.

د- تحمل الرياح

وتوجد أنواع من الأشجار والشجيرات تستخدم في تثبيت الكثبان الرملية واهم الأنواع المستخدمة بمصر هى:

Acacia salignaو Acacia tortilisو Prosopis juliflora

وهذه الأنواع بقولية لها القدرة على تثبيت النيتروجين كما أن أوراقها مستساغة للحيوانات وبها نسبة عالية من البروتين الخام وتصلح قرونها أيضاً للتغذية.

الإتل Tamarix articulata

القطفsp  Atriplex ومعظم أنواع القطف أنواع تستخدم كأعلاف.

الخروع Ricinus communis

السسيال Agava sissal

Parkinsonia aculeata

وعادة يبدأ التثبيت من بداية ذيل الكثيب ويستمر إلى أعلا حتى يصل للقمة.