شاهکار مهندسان ساسانی در برابر سیل+عکسها

دکتر سید عبدالعظیم امیر شاه کرمی‌، عضو هیات علمی‌دانشگاه امیر کبیر و متخصص ژئوتکنیک، سازه و هیدرولیک است. این فارغ التحصیل دانشگاه‌های انگلستان و فرانسه پیشتر طرحی را برای مهار آب‌های خوزستان ارائه داده بود.
مریم اطیابی در اسکان‌نیوز گفت و گویی در خصوص معماری برخی از سازه‌های میراث فرهنگی انجام داده که بخش نخست آن به شرح زیر است.

 
اگر بخواهیم در بین پل‌های تاریخی پل‌هایی را به عنوان نماد مقابله با سیل نام ببریم  پیشنهاد شما چیست؟ 
 
بهترین پل به لحاظ تثبیت بستر، تنظیم سیل، نگهداری اطراف و پخش کردن سیل در دشت، پل «خسرو» متعلق به دوره ساسانی در دو کیلومتری جنوب غربی شهر «بیستون» کرمانشاه است که بر روی رودخانه «گاماسیاب» قرار دارد. و پس از آن پل «خواجو» که بر روی رودخانه «زاینده رود» اصفهان احداث شده است.
 

 
آیا به لحاظ ساختار و عملکرد این دو پل به هم شباهت دارند؟
 
پل خواجو و پل خسرو هر دو شبیه هم هستند. به هر حال عملکرد آنها از دو منظر هیدرولیکی( ساختار) و هیدرولوژیکی (سیل) قابل بررسی است.

ساختار پل خسرو در عمق بسیار زیادی وسط دشت «چمچمال» قرار دارد که خاکش بسیار سست است، پی سازی کردن در لایه‌های مختلف رخ داده است.ابتدا خاک رس و ماسه بادی خاک که سست بود را برداشتند و خاک خوب ریختند. سپس خاک را خوب کوبیدند. روی آن ساروج ریختند و سپس روی آن را سنگ فرش کردند. این سنگ فرش‌ها به گونه‌ای است که وقتی می‌خواهد آب از آن عبور کند مثل فلس ماهی عمل می‌کند و انرژی آب را می‌گیرد .در ضمن خوردگی هم در کف به دلیل نوع سنگی که به لحاظ کیفی در آنجا به کار رفته، وجود ندارد.

پل خواجو عکس این را کار کرده است سر تا سر زیر پایه پل را شمع کوبیدند و پهنه غیر قابل نفوذی ایجاد کردند و داخل آن ساروج ریختند، سپس ادامه کوه را که بستر سنگ است تا زیر پل آوردند و دهانه‌های کوچک و کانال‌های عبور ایجاد کردند و طراحی مهندسی آن را به گونه ای انجام دادند که انرژی حاصل از آب در پایین دست پل به هم برخورد می‌کند، مستهلک می‌شود و حوضچه آرامش بسیار زیبایی را به لحاظ معماری تشکیل می دهد.
 

پل سی و سه پل  و پل خسرو هم این عملکرد را دارند؟

پل سی و سه پل این خاصیت را ندارد اما  پل خسرو همین کار را با یک قدمت بسیار بیشتری دوره ساسانی با ابتکارات بسیار زیباتری انجام داده است.

چون خاک آن منطقه به لحاظ کشاورزی بسیار غنی بوده و از آنجا که امکان داشته آب و سیل این خاک را بشورد و پایین ببرد و گودالی به نام رودخانه را تشکیل بدهد. برای اینکه این اتفاق نیفتد، مهندسان ساسانی به وسیله پل خسرو بستر رودخانه را تثبیت کردند. به لحاظ ارتفاع و مکان رودخانه نمی‌تواند جابه‌جا شود.بستر رودخانه گاماسیاب هم  به لحاظ ارتفاعی نمی‌تواند بالا یا پایین برود. پس این دو تدبیر در پل خواجو و پل خسرو به عینه وجود دارد.

به طور مثال در جاده هزار چون تثبیت خاک نیست.آب خاک را می‌شوید و می‌برد به این ترتیب  بستر رودخانه بالا و پایین می‌رود و جاهایی تبدیل به گودال می‌شود و جاده‌های کنار آن مرتب تخریب می‌شود  اما با مکان‌یابی درست پل خسرو و نوع مهندسی آن که در ارتفاع بالاتری ساخته شده نه تنها بستر رودخانه دچار فرسایش نمی‌شود و خاک تثبیت می‌شود هنگام سیلاب هم خاک در دشت پخش می‌شود.

پل خواجو وقتی سیل می‌آید آب را پس می‌زند و به سمت یک سری کانال (مادی) می‌برد و آب را پخش می‌کند به این ترتیب آب نه تنها آسیبی به سطح شهر نمی‌زند بلکه سفره‌های آب زیرزمینی را غنی می‌کند.

اگر این کانال‌ها و زهکش‌های سیل نبود شاید در سیل‌های مختلف اصفهان از بین می رفت .مادی ها دو نقش حیاتی دارند موقع سیل آب را در سطح بسیار وسیعی پخش می‌کنند و در وقت عادی هم موجب تغذیه آب زیرزمینی شهر اصفهان می‌شوند.

در مورد پل خسرو، یک سری کانال در بالادست پل خسرو قرار دارد که مربوط به دوره ساسانی است و یکی از آنها خیلی جالب است چرا که در دل کوه کنده شده است به عبارتی بخشی از شرقی‌ترین کانال در کوه به ارتفاع ۸ متر و در برخی موارد ۱۲ متر با کندن سنگ در دل کوه ایجاد شده است که متاسفانه هیچ کدام از این‌ها مستند‌سازی نشدند. در یک کلام پل خسرو و پل خواجو دو نقش دارد یک توزیع سیل است بخش دوم تثبیت بستر رودخانه است و هر دو هم از روش استهلاک انرژی بهره بردند و هر دو هم با علم هیدرولیکی امروزی کاملاً قابل توجیه هستند.

 

 
اصفهان به شهر «مادی»‌ها مشهور است. شما هم در صحبت‌هایتان به آن اشاره داشتید .این مادی‌ها و پل خواجو چه نقشی در سیستم‌آبرسانی شهر اصفهان و محیط زیست و کشاورزی آن داشتند؟

شهر کویری اصفهان که رودخانه‌ی فصل داشت ،با مهندسی مادی ها و پل خواجو صاحب رودی دائمی و زاینده‌رود شد. امروز آثار این اثر مهندسی عظیم هنوز پابرجاست .بندها و ماده های مشروب کننده و حیات بخش شهر که در فاصله آتشگاه تا پل مارون ساخته شده اند ،آهنگ سه ماهه آب زاینده‌رود را به آهنگ سالیانه بدل می کند .پی پل خواجو دیواره آب بند این جریان و کلید اصلی این سیستم است.
 
با نگاهی به هیدرولوژی ناحیه اصفهان، می‌بینیم که در سطح و زیر سطح اصفهان، سیستم مدیریتی برای آب وجود دارد. که پل خواجو بخش اندکی از این سیستم را تشکیل می‌دهد.

پل خواجو نقش اصلی در کیفیت نسبت آب و زمین دارد.موقعیت پل هم از جهت سازه‌ای و هم از جهت هیدرولیک در هماهنگی کامل با وضع بستر طبیعی زمین و مقطع زمین شناسی آن است؛ به گونه‌ای که پی پل سدی زیرزمینی برای دریاچه مخزن آب زیرزمینی شهر اصفهان هم هست. پل خواجو سبب می‌شود که رودخانه در بالادست، آب مادی‌ها را فراهم آورد و سفره آب زیرزمینی شهر را تقویت کند و در پایین دست، چون زه کش زمینِ بسترِ شهر عمل کند.

سرچشمه آب زاینده رود کوه‌های فریدن است که در ۱۵۰ کیلومتری غرب اصفهان در رشته کوه‌های زاگرس جای دارد در این رشته کوه تقریباً پنج ماه در سال بارندگی هست زاینده رود پیش از ساخت تونل کوهرنگ رودی فصلی بود که در سه ماه از سال آب فراوان داشت. مهندسان دوره صفوی با احداث تاسیسات تاخیرانداز و بندها و مادی های بسیار و ایجاد پرده آب بند به وسیله پل خواجو هم مسأله آب شهر را حل کردند و هم با شستشوی خاک و قابل کشت کردن دوام و گسترش آبادانی را در حاشیه کویر میسر کردند.

فضای سبز کناره‌های زاینده رود بر رطوبت هوای شهر می‌افزود و آن را لطیف می‌کرد و همراه با شبکه مادی‌ها که در اصلاح خاک اهمیت فراوان دارد، سبب می‌شد که همواره جریان عمودی آب در خاک وجود داشته باشد بدین ترتیب مهندسان صفوی به کمک رودخانه و فضای سبزی که به واسطه وجود مادی‌ها ممکن شد، توانستند سه بخش محیط زیست یعنی جو، سطح زمین و زیر سطح زمین را مهار و حفاظت کنند. مجموعه فضای سبز و مادی‌ها مانند اجزای دستگاه تنفس هوای مطلوب شهر را تامین می‌کند به همین سبب این مجموعه از آتشگاه در غرب شهر آغاز می‌شود.
 

و پل خواجو چگونه در این سیستم عمل می‌کند؟

از نظر کاربردی و مهندسی هیدرولیک پل خواجو از ۲۱ کانال اصلی تشکیل شده که هر ۱۷ دریچه در دو سطح دارد. در این سیستم ظرایف بسیاری در سازه و نقش دریچه‌ها، زاویه و اندازه کانال‌ها، ارتفاع ورودی‌ها و سکوهای متفاوت در خروجی کانال‌ها وجود داشته است.

حوضچه آرامش ویژه پل و طراحی ویژه سطوح و کف و محورهای کانال‌ها همگی کمک می‌کنند تا سرعت جریان آب در گذر از بالادست پل به پایین دست آن مرتب تغییر کند.

بخش کمتر دیده شده مهندسی هیدرولیک پل خواجو همان پرده آب زیرزمینی است. این پرده نقش کلان ِشهری دارد و از نظر کالبدی همان پایه‌های پل است. بخش دوم پایه‌های سنگی پل است که از کانال‌های انتقال آب با سیستم کنترل دریچه در میان بنا، در دو سطح با اختلاف ارتفاع ۴ متر تشکیل شده است. دریچه‌های زیرین با کف طبیعی رودخانه همتراز است و به شکل مایل طراحی شده‌اند، که باعث می‌شود آب در صورت لزوم به سوی دریچه‌های بالایی هم هدایت کنند.

پل خواجو به کمک این سیستم به سد تنظیمی برای زاینده‌رود بدل شده است که می‌تواند ارتفاع آب بالادست را تا حداکثر ۴ متر بالا ببرد از سوی دیگر شیوه حرکت آب و تنظیم سرعت و جهت حرکت آب از بالادست تا پایین دست این پل بسیار بسیار حائز اهمیت است.

به طور خلاصه آب به دلیل شیب طولی کف سنگی و زاویه تند پایه‌های پل با کمترین تنش و تلاطم وارد بنا می‌شود، سپس به دلیل کانالهای آب و برآمدگی سنگی لایه‌ای از آب ساکن در دو پهلو و کف کانال ایجاد می‌شود که مانع فرسایش بدنه سنگی پل شده در عین حال پوشش کم اصطکاک برای آب جاری رودخانه فراهم می‌کند. آب جاری رودخانه به کمک این برآمدگی درون لایه‌ای از آب ساکن در پل می‌لغزد. سپس جریان آبی که تلاطم طبیعی رودخانه را داشته در مرحله سوم به جریانی بسیار آرام بدل می‌شود که درون لایه ساکن آب می‌لغزد. جالب آنکه در طراحی پایین‌دست پل رودخانه، آرام کردن آب برای پیشگیری از تخریب کف و بدنه پل طراحی شده است.

طراح پل خواجو با ایجاد تلاطم و تقاطع حساب شده در جریان آب توانسته حوضچه آرامش بی‌مانند ایجاد کند که در آن نیروی ویرانگر آب با خود آب مستهلک می‌شود این حوضچه با ارتفاع سکوهای خروجی و زوایای متفاوت آب خروجی در کانال‌های جانبی ایجاد شده است.

این اختلاف‌ها نظم جریان موازی آب را در کانال‌های میانی بر هم می‌زند در این حوزه انرژی ویرانگر آب به صورت انرژی حرارتی آزاد می‌شود.افزون بر این با برخوردهای جریان متقاطع آب حباب‌های بسیاری تولید می‌شود که اکسیژن آب را افزایش می‌دهد  و محیط را برای پرورش ماهی مهیا می‌کند، از این رو مهندسان صفوی حوضچه‌های پرورش ماهی در پایین دست پل طراحی کرده بودند.
 





 
 
_{مهندس سید عبدالعظیم امیر شاه کرمی}