آمار تکاندهنده از زلزله خاموش ایران / آژیر قرمز در 5 منطقه تهران

فرونشست زمین،  زلزله خاموش در ایران است . فرونشست زمین  و خشکسالی و کمبود آب در ایران هر روز وارد مرحله تازه‌ای می‌شود؛ مرحله تازه حالا از خبرهای تازه‌ای که درباره فرونشست زمین و حشکسالی می‌رسد، سر برآورده است . در تازه ترین خبر اعلام شد که براساس یک گزارش رسمی، پنج استان با خطر بالای «فرونشست» روبه‌رو هستند. برخی اعضای کابینه، «ضعف حکمرانی آب» را منشأ بحران معرفی کردند. قرار است، «آب برنامه‌ریزی‌شده» برای تک‌تک استان‌ها به تصویب برسد.

به گزارش عرشه آنلاین، گزارش پنجم فرونشست زمین تهران در سازمان فناوری اطلاعات و ارتباطات شهرداری تهران اطلاعات تازه‌ای از نرخ فرونشست در شهر تهران ارائه کرده است. این گزارش می‌گوید مناطق ۱۰، ۱۷، ۱۸، ۱۹ و ۲۱ دارای فرونشست‌های معناداری هستند.

گزارش تازه مرکز پژوهش‌های مجلس که به نوعی تحلیلی بر این لایحه است، یکی از پیامدهای اقتصادی فرونشست را افزایش هزینه نگهداری زیرساخت‌ها، کاهش ارزش زمین و اموال و اختلال در فعالیت‌های اقتصادی و نابودی کسب و کارها عنوان می‌کند. با این توصیفات وضعیت فرونشست چگونه است؟ تا چه اندازه پیشروی کرده است؟

تشدید فرونشست زمین با خشکسالی

در سومین سال کم‌باران  پی در پی و در پایان پاییز ۱۴۰۲ مروری بر اثر‌های خشکسالی  به ویژه بر زمین و خاک دشت‌های ایران ضروری است. مرکز پژوهش‌های مجلس در آبان ۱۴۰۲ در مورد فرونشست زمین گزارشی منتشر کرد. در بخشی از این گزارش به بیلان آب ایران اشاره شده و آمده است: «تا سال 1401 از مجموع 609 دشت مطالعاتی کشور 410 دشت معادل 67.33درصد در شرایط بحرانی قرار داشته‌اند. بیشترین حجم اضافه برداشت از آب‌های زیرزمینی مربوط به حوضه‌های آبریز فلات مرکزی و شرقی است که نزدیک به نیمی از جمعیت کشور را در خود جای داده و حدود 75درصد از کل اضافه برداشت کشور مربوط به آن است.» خشکسالی با ساز و کارهای‌های مختلفی به فرونشست زمین می‌انجامد، به ویژه زمانی که منجر به کاهش منابع آب زیرزمینی شود. در اینجا نحوه اثر خشکسالی بر فرونشست زمین آمده است: 

شرایط خشکسالی اغلب منجر به کاهش بارندگی و کاهش دسترسی به آب‌های سطحی می‌شود که منجر به افزایش اتکا به آب‌های زیرزمینی برای نیازهای کشاورزی، صنعتی و خانگی می‌شود. اگر برداشت آب زیرزمینی از نرخ تغذیه طبیعی بیشتر شود، سطح آب کاهش می‌یابد. با استخراج آب زیرزمینی، فضاهای منفذی در آبخوان به اندازه کافی پر نمی‌شوند و باعث فشرده شدن رسوبات و فرونشستن زمین در بالای آبخوان می‌شود. 

در برخی مناطق، به ویژه مناطقی که دارای خاک‌های رسی هستند، خشکسالی طولانی‌مدت به خشک شدن خاک انجامیده است. خاک‌های رسی ظرفیت نگهداری آب بالایی دارند و وقتی خشک می‌شوند، ذرات خاک فشرده می‌شوند. این تراکم باعث کاهش حجم فضاهای منافذ و در نتیجه نشست می‌شود. همچنین خشکسالی منجر به از بین رفتن پوشش گیاهی شده، زیرا گیاهان در اثر تنش آبی از بین می‌روند. پوشش گیاهی نقش مهمی در تثبیت خاک و جلوگیری از فرسایش دارد. هنگامی که پوشش گیاهی کاهش می‌یابد، خاک در برابر فرسایش آسیب‌پذیرتر می‌شود که خطر فرونشست را تشدید می‌کند. در جریان خشکسالی، اغلب تقاضا برای آب، برای آبیاری و برای جبران کاهش بارندگی افزایش می‌یابد. این تقاضای افزایش یافته منجر به تشدید برداشت از آب‌های زیرزمینی می‌شود و بیشتر به فرونشست زمین می‌انجامد. از سوی دیگر تغییراتی در شیوه‌های کاربری زمین مانند افزایش پمپاژ آب زیرزمینی برای آبیاری یا تغییر در شیوه‌های کشاورزی ایجاد می‌شود. این تغییرات بر تعادل آب در یک منطقه اثر می‌گذارد و به‌ طور بالقوه موجب فرونشست زمین می‌شود.

برای کاهش اثر خشکسالی بر فرونشست زمین، اتخاذ شیوه‌های مدیریت آب پایدار ضروری است. این شامل ترویج صرفه‌جویی در آب، بهبود بهره‌وری آبیاری، اجرای پروژه‌های تغذیه آب زیرزمینی و توسعه منابع آب جایگزین است. علاوه بر این، برنامه‌ریزی کاربری زمین که اثرات بالقوه خشکسالی بر منابع آب زیرزمینی را درنظر می‌گیرد، ریسک فرونشست را کم می‌کند. 

 استخراج شدید آب، به ویژه از منابع آب زیرزمینی، در واقع منجر به فرونشست زمین می‌شود. فرونشست زمین زمانی اتفاق می‌افتد که آب از سفره‌های زیرزمینی با سرعتی سریع‌تر از دوباره پر شدن طبیعی خارج شود. آب زیرزمینی فضاهای منفذی بین ذرات خاک و سنگ در یک سفره آب را اشغال می‌کند. هنگامی که آب با سرعت بالایی استخراج می‌شود، این فضاهای منافذ خالی می‌شوند. اگر سرعت استخراج بیشتر از سرعت شارژ مجدد و طبیعی آبخوان باشد، ذرات خاک شروع به فشرده شدن می‌کنند. با فروپاشی فضاهای منافذ، زمین بالای آبخوان شروع به فرو رفتن می‌کند. 

رسوبات موجود در آبخوان معمولا از مواد مختلفی ازجمله ماسه، سیلت و رس تشکیل می‌شود. استخراج شدید آب منجر به فشرده شدن این رسوبات می‌شود. این فشردگی باعث کاهش حجم آبخوان می‌شود و در نتیجه سطح زمین نشست می‌کند.

استخراج شدید آب یک فرورفتگی مخروطی یا کاسه‌ای شکل در سطح ایستابی آب اطراف چاه استخراج ایجاد می‌کند که به عنوان «مخروط نشست» یا «کاسه فرونشست» شناخته می‌شود. اگر مخروط نشست به تدریج گسترش یابد منطقه وسیعی را تحت اثر قرار می‌دهد و منجر به فرونشست زمین می‌شود.

برداشت بیش از حد آب ساختار آبخوان را تغییر می‌دهد. این اختلال منجر به کاهش ضخامت و حجم آبخوان و منجر به فرونشست زمین می‌شود.

فرونشست زمین به دلیل استحصال شدید آب یک نگرانی قابل توجه در بسیاری از مناطق در سراسر جهان است، به ویژه در مناطقی که نیازهای زیاد آبی کشاورزی، صنعتی یا شهری دارند. عواقب جدی برای زیرساخت‌ها، اکوسیستم‌ها و جوامع دارد. شیوه‌های مدیریت پایدار آب، از جمله تنظیم سرعت استخراج آب‌های زیرزمینی، تغذیه مصنوعی سفره‌های زیرزمینی و استفاده از منابع آب جایگزین، برای کاهش ریسک فرونشست زمین مرتبط با برداشت شدید آب ضروری است.

 فرونشست زمین هم در مناطق شهری و هم در دشت‌ها رخ می‌دهد، اما علل و ویژگی‌های خاص ممکن است براساس جغرافیا، شرایط زمین شناختی و فعالیت‌های انسانی در این محیط‌ها متفاوت باشد. 

 در مناطق شهری، فرونشست زمین اغلب با فعالیت‌های انسانی مانند برداشت بیش از حد آب‌های زیرزمینی، ساخت و ساز و تغییر کاربری زمین همراه است. تقاضا برای آب در محیط‌های شهری، به‌ویژه برای مصارف صنعتی و خانگی، می‌تواند منجر به پمپاژ بیش از حد آب‌های زیرزمینی شود و باعث فرونشست زمین شود. در دشت‌ها یا مناطق کشاورزی، فرونشست زمین نیز ممکن است ناشی از برداشت بیش از حد آب‌های زیرزمینی برای آبیاری باشد. شیوه‌های کشاورزی، مانند آبیاری گسترده، به کاهش آب‌های زیرزمینی و منجر به فرونشست می‌شود. مناطق شهری ممکن است ترکیبی از زمین طبیعی و زمین مصنوعی داشته باشند. فرونشست در نواحی شهری تحت اثر استخراج آب‌های زیرزمینی از سفره‌های طبیعی و سازه‌های دست‌ساز انسان مانند چاه‌ها و تاسیسات زیرزمینی است. دشت‌ها اغلب شامل رسوباتی هستند که به تدریج رسوب می‌کنند، ازجمله رسوبات آبرفتی رودخانه‌ها. ترکیب مواد زیرسطحی بر میزان و سرعت فرونشست در دشت‌ها اثر می‌گذارد.

فرونشست زمین در نواحی شهری ریسک‌های قابل‌توجهی برای زیرساخت‌ها ازجمله ساختمان‌ها، جاده‌ها و تاسیسات ایجاد می‌کند. فرونشست متفاوت، که در آن مناطق مختلف با سرعت‌های متفاوتی فرو می‌روند، منجر به آسیب و ناپایداری زیرساخت‌ها می‌شود. 

در دشت‌ها، اثر بر زیرساخت‌ها ممکن است براساس توسعه متفاوت و با شدت مختلف در پهنه‌های گوناگون باشد. زیرساخت‌های کشاورزی مانند سامانه‌های آبیاری نیز ممکن است تحت اثر قرار گیرند. با این حال، عواقب آن برای مناطق شهری پرجمعیت اغلب شدیدتر است.

خود توسعه شهرنشینی نیز در مناطق خشک به دلیل تغییر در چشم‌انداز، افزایش سطوح غیرقابل نفوذ و تغییر در الگوهای زهکشی طبیعی به فرونشست زمین می‌انجامد. فعالیت‌های ساختمانی و استخراج منابع زیرزمینی فرونشست را تشدید می‌کند. دشت‌ها در اثر فعالیت‌های کشاورزی، مانند برداشت بیش از حد آب‌های زیرزمینی برای آبیاری، دچار فرونشست می‌شوند. تغییرات در کاربری زمین، مانند تبدیل مراتع به مزارع کشاورزی، بر سرعت فرونشست اثر می‌گذارد.

مدیر مرکز تحقیقات راه مسکن و شهرسازی گفت: به ازای هر متر کاهش سطح آب‌های زیرزمینی شاهد فرونشست ۱ تا ۵ سانتی‌متری در کشور خواهیم بود.

علی بیت اللهی مدیر مرکز تحقیقات راه مسکن و شهرسازی گفت: فرونشست زمین، پدیده‌ای تدریجی است. دلیل اصلی آن در کشور ایران، افت سطح آب‌های زیرزمینی است. هرچند که در برخی مناطق ساحلی در دنیا، بر اثر بالا  آمدن سطح آب، به ویژه در زون هایی که ساخت و سازهای بزرگ و بلندمرتبه باشد، به دلیل اثر اشباع شدگی لایه های  آبرفتی نزدیک به سطح و کاهش مقاومت آنها در برابر نیروی وزن روی سطح زمین مستحدثات سنگین نیز، نشست و یا فرونشست زمین مشاهده شده است.

به گفته وی، نشست زمین ناشی از وزن مستحدثات، به دلیل نیروی وزن و فشارش به سطح زمین است، درحالیکه فرونشست زمین، ناشی از نیروی کششی از درون زمین به سطح زمین در اثر تراکم لایه های تحتانی است.

او می گوید: فرونشست زمین علاوه بر تغییر در سطح آب زیرزمینی، به دانه بندی آبرفتی که تغییرات سطح آب در آن‌ها رخ می‌دهد نیز بستگی دارد.

بیت اللهی بیان کرد: بررسی‌های میانگین گیری شده نشان می‌دهد که به ازای هر متر افت سطح آب زیرزمینی، حدود ۱ تا ۵ سانتیمتر فرونشست زمین را می‌توان انتظار داشت.

او گفت: هرچند که رابطه افت آب و فرونشست زمین به صورت دائمی، خطی نبوده و به مرور زمان با افت سطح آب و افزایش فرونشست زمین و به تبع آن، تراکم لایه های که سطح آب در آنها پائین تر رفته، آهنگ و نرخ نشست زمین کمتر و رابطه کلی فرونشست زمین با افت سطح آب، از خطی به غیرخطی تبدیل خواهد شد.