خندق

الخندق هو نوع من الحفر أو المنخفضات في الأرض يكون عادةً أعمق من عرضه (على عكس القناة أو الخندق الجانبي )، وأضيق مقارنة بطوله (على عكس الحفرة أو الحفرة البسيطة ). ^{[ 1 ]}

في علم الجيولوجيا ، تتشكل الخنادق نتيجة التعرية بفعل الأنهار أو الحركة الجيولوجية للصفائح التكتونية . وفي الهندسة المدنية ، تُستخدم الخنادق غالبًا لتركيب المرافق تحت الأرض ، مثل خطوط الغاز والماء والكهرباء والاتصالات . وفي مجال الإنشاءات ، تُحفر الخنادق لأساسات المباني والجدران الاستنادية والسدود، ولإنشاء الأنفاق بتقنية الحفر والتغطية. وفي علم الآثار ، تُستخدم "طريقة الخنادق" للبحث عن الآثار القديمة والتنقيب عنها ، أو للحفر في طبقات المواد الرسوبية. وفي الهندسة الجيوتقنية ، تُستخدم الخنادق لتحديد مواقع الصدوع ودراسة خصائص التربة العميقة. وفي حرب الخنادق ، يحتلّ الجنود الخنادق لحمايتها من نيران الأسلحة والمدفعية.

يتم حفر الخنادق باستخدام أدوات يدوية مثل المجرفة والفأس أو معدات ثقيلة مثل الحفارة الخلفية وآلة حفر الخنادق والحفارة .

بالنسبة للخنادق العميقة، يتطلب عدم استقرار الجدران الترابية شديدة الانحدار استخدام تقنيات هندسية وأخرى تتعلق بالسلامة، مثل التدعيم . تُعتبر الخنادق عادةً هياكل مؤقتة تُردم بالتراب بعد إنشائها أو تُهجر بعد استخدامها. تُثبّت بعض الخنادق باستخدام مواد متينة كالخرسانة لإنشاء ممرات مفتوحة كالقنوات والطرق المنخفضة.

تتشكل الخنادق الطبيعية نتيجة التعرية بفعل المياه الجارية أو الأنهار الجليدية (التي ربما تكون قد ذابت منذ زمن بعيد). أما الخنادق الأخرى، مثل الوديان المتصدعة والخنادق المحيطية ، فتتشكل بفعل الحركة الجيولوجية للصفائح التكتونية . ومن الخنادق المحيطية خندق ماريانا وخندق ألوشيان . ^{[ 2 ] [ 3 ]} يتميز خندق ماريانا بعمقه النسبي (حوالي 10 كيلومترات (6.2 ميل) )، وشكله الخطي الضيق، ويتشكل نتيجة انزلاق الصفائح التكتونية عند تقاربها. ^{[ 4 ]} 

في مجال الهندسة المدنية، وتحديدًا في إنشاء وصيانة البنية التحتية، تلعب الخنادق دورًا محوريًا. تُستخدم الخنادق لتركيب البنية التحتية أو المرافق تحت الأرض (مثل أنابيب الغاز والمياه والاتصالات ) التي قد تُعيق أو تتلف بسهولة إذا وُضعت فوق سطح الأرض. وتُستخدم الخنادق لاحقًا للوصول إلى هذه المنشآت لأغراض الصيانة. كما تُحفر للبحث عن الأنابيب وغيرها من البنية التحتية التي لم يعد موقعها الدقيق معروفًا ("خندق البحث" أو "شق البحث"). وأخيرًا، قد تُحفر الخنادق كخطوة أولى في إنشاء جدار الأساس . ويُستخدم تدعيم الخنادق غالبًا في أعمال الحفر لحماية العمال وتثبيت الجدران شديدة الانحدار.

يُعدّ إنشاء نفق للمرافق بديلاً لحفر الخنادق . ويمكن حفر هذا النفق إما بالحفر النفقي أو باستخدام تقنية الحفر والتغطية . وتتمثل مزايا أنفاق المرافق في تقليل عدد غرف التفتيش للصيانة، ونقل المرافق لمرة واحدة، وتقليل أعمال الحفر والإصلاح، مقارنةً بقنوات الكابلات المنفصلة لكل خدمة. وعند تخطيطها بدقة، فإنها تتيح الوصول السريع إلى جميع المرافق دون الحاجة إلى حفر خنادق وصول أو اللجوء إلى خرائط مرافق غير واضحة وغير دقيقة في كثير من الأحيان.

من أهم مزايا وضع المرافق تحت الأرض السلامة العامة. فخطوط الكهرباء الأرضية، سواء كانت في قنوات مشتركة أو منفصلة، ​​تمنع كابلات المرافق المتساقطة من إعاقة الطرق، مما يسرع الوصول في حالات الطوارئ بعد الكوارث الطبيعية مثل الزلازل والأعاصير والتسونامي. ^{[ 5 ]}

في بعض الحالات، يُحفر خندق كبير ويُحافظ عليه عمدًا (دون ردمه)، غالبًا لأغراض النقل. ويتم ذلك عادةً لإنشاء طرق سريعة منخفضة، أو ممرات سكك حديدية مفتوحة ، أو قنوات . ومع ذلك، تُشكل هذه الخنادق الكبيرة والدائمة عوائق كبيرة أمام وسائل النقل الأخرى، وغالبًا ما تُصبح حدودًا فعلية بين الأحياء أو المساحات الأخرى.

لطالما حُفرت الخنادق لأغراض عسكرية. ففي عصر ما قبل الأسلحة النارية ، كانت تُستخدم أساسًا كحاجز أمام مهاجمي المواقع المحصنة، مثل الخندق المحيط بالقلعة (ويُسمى هذا تقنيًا بالخندق ). ومن الأمثلة المبكرة على ذلك معركة الخندق ، وهي حرب دينية ، وإحدى المعارك الأولى التي خاضها النبي محمد صلى الله عليه وسلم . ^{[ 6 ]}

مع ظهور الأسلحة النارية الدقيقة، استُخدمت الخنادق لإيواء القوات. وتطورت حرب الخنادق وتكتيكاتها بشكل أكبر في حرب القرم ، والحرب الأهلية الأمريكية ، والحرب العالمية الأولى ، حتى امتدت أنظمة الخنادق الرئيسية الواسعة، والخنادق الاحتياطية (في حال سقوط الخطوط الأمامية)، وخنادق الاتصال، لعشرات الكيلومترات على طول الجبهة دون انقطاع، ولكيلومترات أخرى خلف خط المواجهة. تُعرف المنطقة الواقعة بين الخنادق في حرب الخنادق باسم " الأرض الحرام " لأنها غالبًا ما تكون غير محمية من نيران العدو. بعد انتهاء الحرب العالمية الأولى ، أصبح الخندق رمزًا لها ولأهوالها. ومن بين الصراعات التي تلت الحرب العالمية الأولى والتي شهدت استخدامًا مكثفًا لأنظمة الخنادق: ^الحرب العراقية الإيرانية ⁽ 1980-1988)، وحرب بادمي (1998-2000) ^{، والحرب الروسية} الأوكرانية ( ²⁰¹⁴ -حتى ^{الآن ) .}

تُستخدم الخنادق للبحث والتنقيب عن الآثار القديمة ، أو للحفر في طبقات الرواسب للحصول على رؤية جانبية (طبقية) لها، على أمل ترتيب القطع الأثرية أو المواد المكتشفة ترتيبًا زمنيًا. تكمن ميزة هذه الطريقة في أنها لا تُتلف سوى جزء صغير من الموقع (المناطق التي تقع فيها الخنادق، والتي غالبًا ما تكون مرتبة على شكل شبكة). إلا أن هذه الطريقة تعاني أيضًا من عيب يتمثل في أنها لا تكشف إلا عن أجزاء صغيرة من الموقع ككل، ولذا تعتمد الحفريات الأثرية الحديثة عادةً على أساليب مُدمجة. ^{[ 10 ]}

تشكل الخنادق التي يزيد عمقها عن 1.5 متر تقريبًا مخاطر أمنية ناتجة عن جدرانها شديدة الانحدار ومساحتها الضيقة. وتتشابه هذه المخاطر مع تلك التي تحدث في الحفر أو أي حفريات أخرى ذات جدران شديدة الانحدار. وتشمل هذه المخاطر السقوط، والإصابة نتيجة انهيار الجدران ، وعدم القدرة على الخروج من الخندق، والغرق، والاختناق . ^{[ 11 ] [ 12 ]}

• السقوط في الخندق. تشمل طرق التخفيف من المخاطر الحواجز مثل الدرابزين أو السياج.
• الإصابة الناتجة عن انهيار جدار شديد الانحدار. تشمل إجراءات التخفيف بناء جدران مائلة ( خندق مائل ) أو جدران متدرجة ( خندق مدرج ). بالنسبة للجدران الرأسية، تعمل دعامات الخندق على تثبيت الجدران، بينما توفر حواجز الخندق حماية ضد انهيار المواد. يزداد خطر الانهيار نتيجةً للأحمال الإضافية ، وهي أي وزن موضوع خارج الخندق بالقرب من حافته. تشمل هذه الأحمال أكوام التربة المستخرجة من الخندق أو المعدات الثقيلة، مما يضيف ضغطًا إضافيًا على جدران الخندق.
• يتعذر الخروج من الخندق بسبب جدرانه شديدة الانحدار وغير المستقرة، والتي قد يصعب تسلقها. تتيح السلالم أو الدرج أو المنحدرات الخروج. وقد تساعد الرافعات في عمليات الإنقاذ.
• الغرق في الماء أو الطين المتراكم في الخندق نتيجة الأمطار أو التسرب أو تسرب أنابيب المياه.
• الاختناق والتسمم والحرائق والانفجارات الناجمة عن الغازات الأكثر كثافة من الهواء والمتراكمة في الخنادق. قد تنجم هذه الغازات عن عمليات معالجة صناعية قريبة، أو استخدامها المتعمد داخل الخندق، أو تسربها من شبكة المياه القريبة. تشكل هذه الغازات خطر الاختناق ، وقد تكون سامة أيضًا. تشكل الغازات القابلة للاشتعال، مثل الغاز الطبيعي، خطرًا للحريق والانفجار. تزيد المؤكسدات، مثل الأكسجين النقي، من خطر نشوب حريق بسبب أنواع الوقود الأخرى الموجودة في الخندق. تتميز غازات مثل النيتروجين النقي والغاز الطبيعي بكثافة مشابهة للهواء النقي، لكنها تكون أكثر كثافة عند البرودة، كما هو الحال عند تبخرها من حالتها السائلة، وقد تتسرب على الأرض وتملأ الخندق. تعمل مراوح وقنوات التهوية على تقليل هذا الخطر. تكشف أجهزة استشعار الأكسجين وغيرها من أجهزة استشعار الغازات عن الخطر، ويمكن لأجهزة الإنذار الصادرة منها تنبيه الموجودين.

• الحفر والتنقيب ( موضوع من مواضيع السلامة والصحة المهنية التابعة للمعهد الوطني للسلامة والصحة المهنية ، ومراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها )
• التوعية بسلامة الخنادق ( منشور صادر عن المعهد الوطني للسلامة والصحة المهنية ، مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها )