دهان‌گشوده زمین

علی بیت‌اللهی / عضو هیات علمی مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی- یکی از پدیده‌های موثر طبیعی که با مجموعه‌ای از عوامل انسان‌ساز و طبیعی مرتبط بوده و ضربه‌های جبران‌ناپذیری بر محیط زندگی و زیست وارد می‌کند، پدیده فرونشست زمین است. این پدیده در برخی از کشورهای جهان در محدوده شهرها، روستاها و در اراضی زراعی و مراتع و جنگل‌ها به‌وقوع پیوسته و می‌پیوندد. در پهنه ایران پدیده فرونشست زمین در اغلب دشت‌های آن در حال رخ دادن است. از حدود پنج دهه قبل این پدیده با شروع خشکسالی‌ها و افزایش برداشت آب‌های زیر‌سطحی تشدید شده و در چند سال اخیر آهنگ نشست شتاب بیشتری پیدا کرده است. بر اساس برخی از گزارش‌ها فرونشست زمین در برخی از مناطق کشور به بیش از 30 سانتی‌متر رسیده است. پدیده فرونشست علاوه بر آثار زیانبار بر عوارض انسان‌ساز سطح زمین، نظیر ساختمان‌ها، سامانه‌های حمل‌و‌نقل و شریان‌های حیاتی، موجب از بین رفتن تخلخل در لایه‌های آبرفتی زمین شده و آنها را نفوذ‌ناپذیر و ناتوان به جذب دوباره آب زیرزمینی می‌کند. در سطح زمین سیلاب‌ها و روان‌آب‌های گسترده رخ داده و دشت‌ها با ازدست دادن توان نگهداری آب زیرزمینی از بین می‌روند. خشکسالی‌های ممتد چندین‌ساله اخیر در کشور از یک‌سو و استحصال بی‌رویه آب‌های زیرزمینی از سوی دیگر دست به دست هم داده و موجب افت شدید سطح آب‌های زیرزمینی در آبخوان‌های کشور شده است. در دشت‌هایی مانند فامنین همدان، معین‌آباد ورامین، کرمان، فارس، اصفهان و‌... میزان افت سطح آب گاه به بیش از 100 متر ظرف مدت 20 تا 30 سال رسیده است. آب‌های زیر‌زمینی با اشغال فضای بین دانه‌های خاک و آبرفت، موجب ایجاد فشار حفره‌ای به سمت بیرون و اطراف خود و ایجاد مقاومت در برابر فشار و فشردگی ناشی از وزن لایه‌های فوقانی می‌شود. دشت‌های حاصلخیز به اراضی فاقد استعداد کشاورزی تبدیل شده و کشاورزی کشور آسیب و لطمه جدی خواهد دید. بنابراین یکی از مهم‌ترین ضرورت‌های استراتژیک کشور، پرداختن به موضوع فرونشست زمین و ارزیابی ریسک‌های متعدد آن است. وجود چاه‌های فاقد مجوز نیز یکی دیگر از دلایل مصرف کنترل‌نشده آب‌های زیرزمینی است. آمارهای موجود نشان می‌دهد که به‌عنوان مثال علاوه بر حدود 50 هزار حلقه چاه دارای مجوز حدود 30 هزار حلقه چاه غیرقانونی نیز فقط در استان تهران وجود دارد که در مورد میزان استحصال آب زیرسطحی آنها مدیریتی وجود ندارد و چنین وضعیتی برای کشور خشک و نیمه‌خشکی مانند ایران بسیار نگران‌کننده است. باید همچنین ذکر کرد که علاوه بر اقدامات جدی در خصوص مدیریت سختکوشانه و سختگیرانه مصرف آب زیرزمینی، ضرورت دارد در خصوص مصرف آب چاه‌های دارای مجوز نیز بازنگری اساسی صورت پذیرد، نصب کنتورهای هوشمند مختص چاه‌های آب می‌تواند در این زمینه بسیار کارساز باشد. ریسک‌های ناشی از فرونشست زمین، علاوه بر کشاورزی، محیط زیست و منابع طبیعی، زیرساخت‌ها و سکونتگاه‌ها را نیز تهدید می‌کند. فرونشست زمین موجب ایجاد انحنا در لوله‌های انتقال آب و فاضلاب، نفت و گاز و ناپایداری پی دکل‌های برق فشار قوی شده و در دراز‌مدت موجب گسیختگی آنها خواهد شد. اثرات فرونشست زمین در مسیر راه‌آهن و بزرگراه‌ها و در محدوده‌های فرودگاهی بسیار مهم و گاه مخرب است. فرونشست زمین در خاک‌های واگرا، همراه با بروز شکاف‌های ممتد و طویل و بروز فرسایش تونلی شده و موجب ایجاد فروریزش‌های خطی می‌شود.

فرونشست در گستره‌های استانی و سکونتگاه‌های شهری

بر مبنای آمار سال 1395، در 31 استان کشور، جمعیتی برابر با 79.926.270 نفر زندگی می‌کنند که در 13.059.522 واحد مسکونی دارای اسکلت و 9.702.815 واحد مسکونی فاقد اسکلت سکنی گزیده‌اند. استان تهران دارای بیشترین جمعیت و تراکم جمعیتی (به‌دلیل قرارگیری شهر تهران در آن) در کشور است. بر مبنای مطالعات انجام‌شده توسط نگارنده، مشخص شد که از 31 استان کشور، در محدوده 18 استان زون‌های با خطر بالای فرونشست زمین گسترش یافته است. بر مبنای مطالعات انجام‌شده، نتایج حاصل با ارائه نموداری بیان می‌شود: بر اساس برهم‌نهش زون‌های با خطر بالای فرونشست زمین و موقعیت شهرها، مشخص شد که استان اصفهان با 31 شهر واقع بر پهنه‌های با خطر بالای فرونشست زمین در ردیف اول از لحاظ تعداد سکونتگاه‌های شهری است و در پی این استان، استان‌های تهران با 30 شهر، کرمان با 25 شهر و خراسان رضوی با 24 شهر در رتبه‌های بعدی‌اند.

آثار زیانبار فرونشست زمین در نقاط مختلف کشور

علاوه بر اثر فرونشست زمین بر سکونتگاه‌های شهری و روستایی، شریان‌های حیاتی، مانند خطوط انتقال نفت، گاز، آب، فاضلاب، مخابرات و خطوط انتقال نیرو هم تحت تاثیر فرونشست زمین قرار دارند. به‌عنوان مثال در استان البرز کاهش سالانه 60 میلیون مترمکعبی از منابع آب زیرزمینی مشکلات زیربنایی اقتصادی و محیط زیستی شگرفی را بر این گستره خواهد گذاشت. فرونشست زمین در اثر افت سطح آب در دشت اشتهارد یا دشت ورامین و مناطق جنوبی ورامین در جوار روستای معین‌آباد در استان تهران، مسیر راه‌آهن تهران-مشهد، طرفین آزادراه قم-گرمسار و‌... موجب ایجاد شکاف‌های وحشتناکی در سطح زمین شده است. این امر، امکان نفوذ آب‌های ناشی از نزولات جوی به داخل شکاف‌ها و افزایش سطح مقطع شکاف‌های زیرسطحی را فراهم خواهد ساخت و در پی آن فروریزش‌های ناگهانی و عمده دیگری را در سطح زمین شاهد خواهیم بود. چنین رخدادهایی، باعث خسارت‌های زیادی بر زیرساخت‌ها، مانند خطوط انتقال نفت و گاز و آب و برق خواهد شد. خطری که هم‌اکنون سه خط موازی انتقال نیرو و خط توزیع 20 کیلوولتی را در بخشی از دشت اشتهارد تهدید می‌کند و لازم است مسوولان شرکت برق منطقه‌ای و توزیع برق به آن توجه ویژه داشته باشند. شکل‌هایی از ابعاد شکاف‌های روی سطح زمین و موقعیت خطوط نیرو در ادامه نشان داده شده است. در محدوده میانی دشت مهیار و در نهشته‌های آبرفتی به‌دلیل مصرف بی‌رحمانه آب‌های زیر‌زمینی که موجب افت شدید سطح آب‌های زیرزمینی شده است، فرونشست مستمر در حال تکوین است و در مرز بین کوه و دشت به‌دلیل نبود پتانسیل تحکیم و فرونشست در سازندهای سخت و رخنمون‌دار حاشیه دشت، تنش برشی ایجاد شده و در نهایت با گسیختگی خاک و تشکیل شکاف‌های ممتد محاطی دشت، اثر تخریبی فرونشست در سطح زمین رخنمون پیدا می‌کند. در شمال شرقی اصفهان و در فاصله تقریبی 22کیلومتری از مرکز شهر و در امتداد بلوار زینبیه که به اراضی اطراف مسکن مهر طلاب حبیب‌آباد اصفهان (پس از گذر از علی‌آباد ملأ علی) منتهی می‌شود، آثار فرونشست در بخشی از دشت پهناور برخوار که روزگاری با آبخوان‌های غنی خود شناخته می‌شد، با بروز شکاف‌های ناشی از فرسایش تونلی خود را نمایان می‌کند در بازدید آثار فرونشست زمین در محدوده اراضی جنوب ورامین، حوالی روستای معین‌آباد، علاوه بر مشاهده خطر و تهدید جدی و بالای آن بر زیرساخت‌ها، با اندوه اهالی نیز از نزدیک آشنا شدیم. ترک و شکاف‌های ناشی از فرونشست زمین در مزارع کشاورزی، امر آبیاری مزارع را با مشکلات عدیده همراه ساخته است. در زمین ابتدا شکاف‌های باریک ایجاد شده و سپس به‌طور ناگهانی فروریزش اتفاق می‌افتد. در همین گستره سه خط بزرگ فشار قوی برق قرار گرفته است که به نام کریدور انتقال نیروی برق جنوب کشور معروف است. فروریزش‌های ناشی از فرسایش تونلی (یا فرسایش خندقی) که همزمان با تاثیر فرونشست ناحیه‌ای زمین در جنوب ورامین و در خاک‌های مساله‌دار رخ می‌دهد، تهدید جدی بر پایداری دکل‌های بزرگ انتقال نیروی برق در این ناحیه است. این امر چندین مرتبه به مسوولان شرکت برق استان تهران تذکر داده شده است. امیدوارم در این شرایط کمبود برق وگرمای هوا، حادثه‌ای در این ناحیه رخ ندهد. علاوه بر خطرات ناشی از فروریزش زمین بر زیرساخت‌ها، مانند خطوط نیرو، لوله‌های نفت و گازی که از حوالی این منطقه گذر می‌کنند، خطوط راه‌آهن، کشاورزی مردم نیز دچار مشکل شده است.        

چه باید کردها و برنامه‌های ضروری و کلان ملی برای مقابله

با توجه به عامل اصلی فرونشست زمین که همانا افت سطح آب زیرزمینی در دشت‌ها و نیز در گستره‌های سکونتگاه‌های شهری و روستانی و در مسیر شریان‌های حیاتی است، پاسخ به سوال مهم چه باید کرد را نیز باید در رابطه با روش‌های جلوگیری از افت سطح آب زیرزمینی جست‌وجو کرد. خشکسالی‌های دهه‌های اخیر، اثر چشمگیر بر افت سطح آب زیرزمینی در پهنه‌های دشتگون ایران‌زمین گذاشته است. نزولات جوی در شکل برف و باران، مهم‌ترین چشمه تغذیه‌کننده آبخوان‌ها هستند و با کاهش بارندگی‌ها، تغذیه سفره‌های آب زیرزمینی نیز کاهش یافته و بیلان منفی آب را در آنها شاهد خواهیم بود. بنابراین به‌عنوان عامل طبیعی، خشکسالی‌های ممتد در کشور را می‌توان یکی از علل اصلی کاهش سطح آب زیرزمینی و به‌تبع آن بروز و گسترش فرونشست زمین دانست. حفاری چاه‌های مجوزدار و فاقد مجوز و استحصال بی‌رویه آب‌های زیرزمینی علاوه بر خشکسالی‌های ممتد، مهم‌ترین عامل انسانی وقوع فرونشست زمین است و از میان چاه‌های آب، باید تاکید ویژه بر روی چاه‌های تامین آب کشاورزی و زراعی کرد که موثرترین عوامل افت سطح آب زیرزمینی و در نتیجه وقوع فرونشست زمین هستند. روش‌های غلط و منسوخ آبیاری‌های زراعی نیز از عوامل اصلی وقوع و گسترش فرونشست زمین هستند. آبیاری به روش غرقابی که در اکثر مزارع و باغات کشور رایج است، نیاز آبی بالایی را تحمیل می‌کند و برای تامین چنین نیازی، نیاز به استحصال بی‌رحمانه آب از سفره کراندار آب‌های زیرزمینی است. مصرف بیش از حد آب که نیاز چنین روش آبیاری غلطی است موجب افت چشمگیر سطح آب زیرزمینی شده و از این‌رو فرونشست زمین را موجب می‌شود. علاوه بر شیوه‌های غلط و منسوخ آبیاری، فقدان مدیریت علمی در کشت و زرع هم موجب کاشت محصولات «آب‌بر» به‌ویژه در سرزمین خشک و نیمه‌خشک ایران شده است. محصولاتی مانند صیفی‌جات، برنج و باغات انواع میوه‌جات که نیاز آبی بسیار بالایی دارند، موجب استحصال آب بیشتری از سفره آب زیرزمینی و از این‌رو، افت سطح آب می‌شوند و افت سطح آب زیرزمینی به‌ویژه در نهشته‌های ریزدانه معادل فرونشست زمین خواهد بود.

به‌رغم وجود چاه‌های آب قانونی (که البته اغلب هم به‌طور غیر‌قانونی و بیش از حد مجاز آب زیر‌زمینی را استحصال می‌کنند)، و غیر‌مجاز، همچنین علاوه بر استفاده از روش‌های منسوخ آبیاری و نیز کشت محصولات آب‌بر و با نیاز آبی بالا، متاسفانه تغذیه سفره آب زیرزمینی در کشور نیز توسعه قابل توجهی نیافته است تا بتواند درصدی از بیلان منفی آب را جبران کند. در فصول با بارندگی‌های مناسب و در زمان‌های غیر نیاز آبی، آب‌های جاری و روان‌آب‌ها را می‌توان به دشت‌های نیازمند هدایت کرد و با روش‌های مهندسی ساده، موجب تجمع آب در نقاط معین و نفوذ آن به درون لایه‌های آبدار زمین و ترمیم افت سطح آب زیرزمینی شد.