فرونشست زمين؛ حتى خطرناک‌تر از زلزله
فرونشست زمين؛ حتى خطرناک‌تر از زلزله
دوشنبه 28 خرداد‌ماه مناطقى از ايران لرزيد و پايتخت‌‌نشينان يک بار ديگر لرزيدن را تجربه کردند. لحظاتى پس از آن و طبق روال معمول، اظهارنظرها در مورد زمين‌لرزه، خطرات آن، لزوم مقاوم‌سازى، آمادگى در برابر اين پديده و ... آغاز شد. اما اين بار يک نقل قول جديد در ميان تمام اين اظهارات به چشم مى‌خورد: فرونشست زمين در تهران را جدى بگيريم.
درست دو روز پيش از اين زمين‌لرزه، سرپرست معاونت عمرانى استاندارى تهران در جلسه ستاد امداد و نجات استان تهران با بيان اين‌که پديده فرونشست چون آثار تخريبى آنى همچون زلزله و سيل ندارد، براى مسئولين و مردم محسوس نيست، علت اصلى فرونشست زمين در استان را برداشت بدون مطالعه از سفره‌هاى آب زيرزمينى اعلام کرد.فرونشست تهران که به نظر مى‌رسد اولين بار در پژوهش‌هاى سازمان نقشه‌بردارى کشور به صورت جدى نمايان شده است، نه‌تنها جنوب غربى تهران را با نشست سالانه‌اى معادل 17 سانتى‌متر، بلکه ديگر مناطق استان را هم تحت تاثير قرار داده است.
شهرام نصيرى مدير گروه بلاياى طبيعى پايگاه ملى داده‌هاى علوم زمين کشور، در اين زمينه به همشهرى مى‌گويد: اگر در مناطق جنوبى تهران کاهش سطح آب زيرزمينى موجب اين پديده شده است، در مناطق شمالى شهر عدم تناسب جنس خاک با ساخت‌و‌سازها اصلى‌ترين دليل بروز فرونشست است.
وى در توضيح اين مطلب مى‌افزايد: خاک‌هاى سست و رسى در اثر تحميل بار زياد ناشى از ساختمان‌هاى بلند‌مرتبه واکنش نشان مى‌دهند و اين واکنش به صورت نشست بيش از حد خاک نمود مى‌يابد. اما اگر هنگام گشت‌‌و‌‌گذار در مناطق شمال تهران با دقت به اطراف نگاه کنيد، مشاهده مى‌کنيد که معمولاً ساختمان‌هاى بلند‌مرتبه در بسيارى از مناطق شمالى تهران داراى ترک‌هاى عرضى هستند که اين ترک‌ها نشان از فرونشست خاک منطقه در اثر پى‌ريزى ساختمان بر روى خاکى سست است.
چرا زمين مى‌نشيند؟
ريزش يا فرورفتگى تدريجى يا ناگهانى در سطح زمين به سمت پائين بدون محدوديت در سرعت، بزرگى يا ناحيه وقوع فرونشست ناميده مى‌شود که در صورت گسترش، عواقب شديد زيست محيطى و اقتصادى در پى دارد. اين پديده به عنوان يک مخاطره طبيعى ممکن است به صورت طبيعى يا در اثر فعاليت بشر ايجاد شود. بررسى مطالعات صورت گرفته در نواحى مستعد اين پديده در کشور حاکى از آن است که عمده فرونشست زمين در ايران در اثر عواملى همچون افت سطح سيالات زيرزمينى، انحلال تشکيلات زيرسطحى و ريزش کارست است. مهندس نصيرى در اين زمينه مى‌گويد: هنگامى‌که تشکيلات زيرسطحى زمين به واسطه حل شدن توده آهکى از بين مى‌رود کارست ايجاد مى‌شود و با توسعه آن فرونشست پديد مى‌آيد. به گفته اين کارشناس ارشد زمين‌شناسى مهندسى، فرونشست‌هاى اطراف سد لار منشأ کارستى دارند که به دليل تاثير گازهاى آتشفشانى بر سنگ‌هاى آهکى منطقه پديد آمده‌اند. از آنجا که تشکيل کارست پديده‌اى است که بيشتر سدها را تحت تاثير قرار مى‌دهد، لازم است پيش از مکان‌يابى سد قابليت ايجاد کارست و فرونشست منطقه بررسى شود. زمين‌لرزه‌ها، تجزيه خاک‌هاى داراى عناصر ارگانيکى (مواد آلى) و ناپايدارى زمين‌هاى ناهموار از ديگر عوامل طبيعى تاثيرگذار بر فرونشست زمين هستند.
نصيرى در اين باره مى‌گويد: خاک‌هاى داراى عناصر ارگانيکى نتيجه عملکرد فشارهاى بلند مدت بر لايه‌هاى متشکل از عناصر گياهى است. اين مواد در زير سفره‌هاى آب زيرزمينى واقع مى‌شوند و براى صدها سال به صورت نسبتاً پايدار باقى مى‌مانند و اگر به هر دليلى سفره آب زيرزمينى پايين‌تر از خاک‌هاى اشاره شده قرار گيرد، اين نوع خاک‌ها در معرض خشک شدگى يا تجزيه شدن قرار مى‌گيرند و در نتيجه سازه‌هاى احداث شده بر روى اين خاک‌ها نشست مى‌کنند.
هرچند به گفته دکتر مهدى زارع رئيس پژوهشکده زلزله‌شناسى و مهندسى زلزله، بررسى الگوى فرونشست‌هاى ايجاد شده در تهران حاکى از آن است که اين نشست‌ها بر اثر زلزله پديد نيامده‌اند، به‌طور کلى بايد گفت زمين‌لرزه از دلايل طبيعى بروز اين پديده است که مى‌تواند جابه‌جايى‌هاى عمودى تا حدود 15 متر (نسبت به سطح دريا) ايجاد کند.
اين فرونشست‌ها ممکن است داراى گسترش تدريجى قبل از بروز زمين‌لرزه و يا به صورت ناگهانى باشند. اگرچه اين پديده به‌ندرت حاصل مى‌شود ولى در صورت بروز بسيار مخرب است. کارشناسان اغلب وقايع فرونشستى در امتداد شمال غربى اقيانوس آرام را مرتبط با زمين‌لرزه مى‌دانند.
انقباض خاک‌هاى رسى از ديگر مواردى است که موجب فرونشست مى‌شود. نصيرى در اين زمينه مى‌گويد: رس نسبت به عبور آب نفوذ‌ناپذيرى شديدى دارد و معمولاً حجمى از رطوبت را براى دهه‌هاى زيادى نگهدارى مى‌کند.
اين نوع خاک در صورت خشک شدن منقبض و با مرطوب شدن منبسط مى‌شود و اين مسئله به هنگام منقبض و متورم شدن فصلى موجب شکاف برداشتن خاک مجاور سازه‌ها مى‌شود. از سوى ديگر هنگامى که درختان در خاک‌هاى رسى رشد مى‌کنند، ريشه‌هاى درختان به منظور يافتن آب گسترش مى‌يابند و باعث خشک شدگى محلى خاک‌ها و غالباً فرونشست مى‌شوند.
خسارت به خاک زيرين به دليل جريان آب موجود در آن نيز از ديگر مواردى است که منجر به فرونشست مى‌شود. معمولاً آب‌هاى زيرزمينى حاصل از باران يا نشت کانال‌هاى اصلى آب مسير عبور خود را شسته و باعث تضعيف آن مى‌شوند و اين مسئله به صورت فرونشست خاک و زمين زير ساختارهاى سنگين نزديک آن و در نهايت نشست سازه‌هاى مربوطه مشاهده مى‌شود.
«فرونشست 17 سانتيمترى زمين در جنوب غربى تهران براى تاسيسات زيربنايى خطرناک است.» اين اظهار نگرانى مهندس يوسفعلى درون‌پرور، سرپرست معاونت عمرانى استاندارى تهران که با تاکيد بر لزوم تغيير الگوى کاشت و ممنوعيت صدور مجوز حفر جديد در دشت‌هاى اين محدوده همراه بود، بيانگر آن است که کاهش سفره‌هاى آب زيرزمينى از عوامل مهم تاثيرگذار بر فرونشست زمين در اين منطقه است. مدير‌گروه بلاياى طبيعى پايگاه ملى داده‌هاى علوم زمين کشور در اين زمينه مى‌گويد: اگرچه آب‌هاى زيرزمينى پرکننده فضاهاى کوچک بين ذرات خاک هستند، مى توانند در حفظ شکل زمين نيز مؤثر باشند. در اين حالت هرگونه کاهش و پايين آمدن سطح ايستايى سفره‌هاى آب زيرزمينى موجب خروج آب از اين فضا‌ها و در نهايت نشست زمين مى‌شود.از سوى ديگر، افزايش جمعيت منجر به افزايش تقاضاى آب از منابع آب زيرزمينى مى‌شود که سبب فرونشست بيشتر زمين در نواحى قبلاً نشست کرده و يا باعث فرونشست جديد در نواحى‌اى مى‌شود که تاکنون وقايع فرونشستى در آن مشاهده نشده است.اين بدان معناست که هرچند در گذشته عمدتاً نواحى فرونشستى فقط شامل زمين‌هاى کشاورزى بوده که آب زيرزمينى به منظور آبيارى مزارع استفاده مى‌شده، در آينده به دليل افزايش جمعيت در شهرهاى مهم خسارات ناشى از فرونشست زمين بيشتر خواهد بود.تغييرات آب و هوايى در سال‌هاى اخير که موجب بارش کمتر و کاهش منابع آب زيرزمينى و در نتيجه پمپاژ آب زيرزمينى بيشتر در اين مدت بوده است هم از ديگر دلايل بروز فرونشست است که کارشناسان به آن اشاره مى‌کنند. توجه به اين موارد وقتى اهميت بيشترى دارد که بدانيم سامانه‌هاى آب زيرزمينى واکنش کندى نسبت به فعاليت‌هاى بشرى دارند و در نتيجه مديريت صحيح اين منبع با ارزش لازم و ضرورى است. ديگر فعاليت‌هاى بشرى همچون تغيير کاربرى زمين، احداث، بهره‌بردارى و يا بارگذارى سازه‌هاى مهندسى، زهکشى خاک‌هاى آلى، معدن‌کارى زيرسطحى و يا پمپاژ نفت نيز از جمله دلايل وقوع فرونشست محسوب مى‌شوند.
مقابله با فرونشست زمين
فرونشست سطح زمين در صورت گسترش به ساختارهاى زيربنايى موجود خسارت وارد مى‌کند و در بدترين شرايط، زندگى بشر را به مخاطره مى‌اندازد. از سوى ديگر نشانه اوليه اين پديده به عنوان يکى از مخاطرات طبيعى هميشه قبل از وقوع ريزش مشاهده نمى‌شود.
مهندس نصيرى در اين زمينه مى‌گويد: تشخيص و نمايان‌سازى نواحى که به دليل خطرپذيرى و به مخاطره انداختن زندگى، مستعد فرونشست هستند ضرورى است و اين اهميت موجب شده پايگاه ملى داده‌هاى علوم زمين، با گردآورى منابع تحقيقاتى موجود در کشور و ارائه يک الگوى اطلاعاتى در اين زمينه، پايگاه داده‌هاى فرونشست زمين در ايران را تدوين کند.مهندس نصيرى با بيان اين مطلب، مى‌گويد: از سوى ديگر بايد توجه داشته باشيم که تاثيرات فرونشست ممکن است به وسيله ديگر فعاليت‌هاى طبيعى در ناحيه همچون فعاليت‌هاى آتشفشانى، زمين‌لرزه‌ها و زمين‌لغزش‌ها تسريع شود و با توجه به لرزه‌خيز بودن مناطق زيادى از کشور ما توجه به اين پديده اهميت ويژه‌اى دارد.آزمايش خاک منطقه پيش از ساختمان‌سازى، تقويت خاک با روش‌هايى چون کوبش و استفاده از شمع در مکان‌هايى که خاک از استحکام لازم بى‌بهره است، مکان‌يابى مسير قنوات در هنگام احداث سازه‌ها از جمله مواردى است که مهندس نصيرى به آنها اشاره مى‌کند. اين کارشناس ادامه مى‌دهد: متاسفانه مطالعات ما در اين مورد اغلب موردى و پراکنده هستند حال آن‌که لازم است با انجام مطالعات منسجم در اين مورد دولت از طريق سازمان‌هاى مرتبط اقدام به انتشار نقشه‌هاى تصميم‌سازى کند که نمايانگر ابعاد خطر در شهرهاى مختلف باشد. اين نکته‌اى است که در سخنان سرپرست معاونت عمرانى استاندارى تهران نيز به چشم مى‌آيد: کارگروه‌هاى زيرمجموعه ستاد حوادث استان بايد پديده فرونشست در استان را به‌طور جدى در دستور کار خود قرار دهند تا با برنامه‌ريزى هدفمند امکان کنترل و جلوگيرى از فرونشست ميسر شود.مهندس درون‌پرور در جلسه ستاد امداد و نجات استان تهران ضمن تاکيد بر ضرورت هماهنگى و همکارى کليه دستگاه‌هاى اجرايى استان جهت کنترل پديده فرونشست زمين در استان، خاطرنشان مى‌کند: تمامى دستگاه‌هاى خدماتى در استان بايد نسبت به مقاوم‌سازى تاسيسات زيربنايى از جمله خطوط انتقال نفت، گاز، آب، تلفن و همچنين خطوط راه‌آهن با هماهنگى سازمان زمين‌شناسى کشور اقدام کنند.
