فرونشست زمین چیست؟
به گزارش تابناک - این تعریف پدیده‌هایی همچون زمین لغزش‌ها را به دلیل اینکه حرکت آن‌ها دارای بردار افقی قابل توجهی است و همچنین نشست در خاک‌های دستی، که دارای مکانیزم متفاوتی می‌باشد شامل نمی‌شود.
علت‌های ایجاد فرونشست
عوامل متعددی باعث ایجاد این پدیده می‌شوند: از جمله انحلال، آب شدگی یخ‌ها و تراکم نهشته ها، حرکت آرام زمین و خروج گدازه و یا عملیات انسانی نظیر معدن کاری یا برداشت آب زیرزمینی و نفت، برداشت و استخراج مواد معدنی، ریزش سازه‌های زیرزمینی مانند تونل‌ها و یا ایجاد حفرات در اثر انحلال و برداشت بی رویه از منابع آب زیرزمینی، نفت و گاز.
نشست زمین در اثر حفر تونل برای گسترش خطوط مترو در تهران
در شهر تهران، یکی از مهم‌ترین علل نشست زمین در اثر حفر تونل برای گسترش خطوط مترو است. به طور کلی تغییر شکل و نشست خاک در اثر حفر تونل از دو دیدگاه قابل بررسی است:
نشست آنی (در حین احداث تونل روی داده و علت آن تغییر شکل در مقطع تونل است)
نشست بلند مدت که بسیار خطرناک می‌باشد، چرا که سال‌ها پس از حفر تونل روی داده و می‌تواند خسارات جبران‌ناپذیری به‌وجود آورد. اما برای جلوگیری از وقوع نشست ابتدا باید آن را پیش‌بینی کرد.
آسیب‌های ناشی از فرونشست
تغییر ناهمسان در ارتفاع و شیب رودخانه‌ها و آبراهه‌ها و سازه‌های انتقال آب، شکست و یا بیرون زدگی لوله جدار چاه‌ها در نتیجه تنش‌های تراکمی ناشی از تراکم آبخوان‌ها (ایجاد اختلال در بهره برداری از منابع آب زیرزمینی و ماسه دهی چاه ها)، پیشروی امواج در مناطق پست ساحلی، کاهش برگشت ناپذیر تمام یا بخشی از مخزن آب زیرزمینی در نتیجه از بین رفتن یا کاهش تخلخل مفید نهشته‌ها، کاهش بازدهی یا ایجاد تخریب در شریان‌های حیاتی و سازه‌های مهم و کاهش میزان نفوذپذیری سطحی و پیرو آن گسترش پهنه‌های بیابانی و تغییر در توپوگرافی و توسعه دشت سیلابی از جمله آسیب های فرو نشست زمین است.
فرونشست در ایران
در بین عوامل موثر در ایجاد فرونشست، به نظر میرسد که برداشت بیش از حد مجاز از منابع آب زیرزمینی، ضخامت لایه رسوبی و ویژگی‌های مهندسی رسوبات، عوامل اصلی ایجاد فرونشست در بیشتر دشت‌های ایران هستند.
مناطقی که هم اکنون در شرایط بحرانی ایجاد فروچاله‌ها و فرونشست‌ها قرار دارند شامل دشت کبودرآهنگ همدان، ورامین، نظرآباد، دشت تهران، دشت مشهد و نیشابور، دشت‌های استان کرمان، اصفهان و قزوین می‌باشند.
استان‌هایی که برای انجام بررسی مخاطرات ناشی از فرونشست در برنامه چهارم توسعه تعیین شده اند عبارتند از: خراسان رضوی، کرمان، تهران، اصفهان و قزوین که با توجه به اهمیت بررسی فروچاله‌ها در همدان این منطقه نیز در بررسی‌ها گنجانده خواهند شد.
برداشت بیش از حد مجاز را میتوان نتیجه عدم وجود مدیریت درست منابع آب در بخش برداشت و از سوی دیگر به هدر رفتن حجم عظیمی از آب در در نتیجه نادرست بودن شیوه‌های کشاورزی و مصارف صنعتی و شهری یا بطور خلاصه مصرف نامتناسب دانست.
فرونشست زمین از نظر کارشناسان و مسئولان
دکتر علی بیت اللهی، مدیر بخش زلزله و خطر پذیری مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی در گفتگو با خبرنگار ایسنا، اظهار کرد: در کشور علاوه بر مخاطرات لرزه‌ای، مخاطره بزرگ دیگری با عنوان “فرونشست زمین” به صورت خزنده از حدود ۳۰ تا ۴۰ سال قبل در حال شدت گرفتن است که همه دشت‌ها و مناطق شهری از جمله تهران را تحت تاثیر قرار داده است.
وی با بیان اینکه در فرونشست، سطح زمین بر اثر افت آب زیر زمینی پایین می‌رود و المان‌هایی که بر روی سطح زمین قرار دارند را به سمت پایین فرو می‌برد، افزود: روند گسترش فرونشست در کشور به گونه‌ای است که در بخش‌هایی مانند جنوب غربی تهران سالانه حدود ۳۵ سانتی‌متر است که این عدد، یک رکود جهانی به شمار می‌رود. به این معنی که بر اساس برآورد‌های انجام شده در ۲ سال گذشته در این منطقه سطح زمین سالانه ۳.۵ سانتی متر کاهش می‌یابد که بعد از ۱۰ سال ۳.۵ متر کاهش سطح زمین را خواهیم داشت.
بیت‌اللهی با تاکید بر اینکه در چنین شرایطی در زیر زمین لوله‌های گاز، فاضلاب، آب و بر روی سطح زمین المان‌های شهری، چون سازه‌های مسکونی و اداری و جاده و ریل وجود دارد که تحت تاثیر این خمش‌ها، آسیب پذیر و گسیخته می‌شوند و از بین می‌روند، ادامه داد: این پدیده علاوه بر آنکه زیر ساخت‌های شهری را نابود می‌کند، دشت‌ها را نیز از بین می‌برد؛ چرا که آب‌های زیر زمینی که میان ماسه‌ها و لایه‌های خاک قرار دارد، این آب از دل زمین به بیرون کشیده و مصرف می‌شود.
زلزله خاموش و سرطان پوسته زمین
نشست یا فرونشستن زمین پدیده‌ای است که در اثر خالی شدن آب بافت‌های متراکم و لایه‌های زیرین سطح زمین رخ می‌دهد و در اثر آن سطح زمین به صورت تدریجی و در برخی موارد به صورت ناگهانی فرو می‌نشیند.
به اعتقاد کارشناسان این نشست باعث ایجاد ترک و شکاف‌هایی در زمین شده و باعث تاثیر روی الگوی جریان‌های زیرزمینی و سطحی، تغییر کیفیت آب‌های زیرزمینی، تغییر شکل سطح زمین، سیل خیزی مناطق و … می‌شود.
آنان بر این باورند که پدیده فرونشست که هم اکنون در ۲۰۰ دشت کشور مشهود است خطرش بیش از زلزله است، زیرا وقتی در شهری زمین لرزه رخ دهد بعد از چند سال بالاخره بازسازی می‌شود، اما شهری که در اثر فرونشست از بین برود و آبخوانش تخلیه شود دیگر با هیچ انرژی و سرمایه گذاری بازسازی نمی‌شود.
مهندس «محمد مجتبایی» کارشناس و پژوهشگر در حوضه آب نیز به خراسان می‌گوید: حفر بی رویه غیراصولی و غیرکارشناسی چاه‌های آب و پمپاژ‌های گسترده منابع آب زیرزمینی در دهه‌های اخیر در کشور ما که در منطقه نیمه خشک و خشک قرار دارد صدمات و خسارات فراوانی را بر مخازن و منابع آب‌های زیرزمینی به عنوان منبع اصلی آب کشور وارد کرده است.
به گفته وی افت آب‌های زیرزمینی علاوه بر خشک شدن قنات ها، کاریز‌ها و چشمه ها، حرکت لایه‌های آب شور به سمت منابع شیرین و تغییر کیفیت آب به شوری و تلخی را سبب شده، ولی در عین حال افت آب در سفره‌های زیرزمینی دارای خطر نشست زمین به علت خالی شدن لایه‌ها و خلل هاست که این نشست‌ها علاوه بر تخریب برگشت ناپذیر منابع زیرزمینی، امکان بروز حوادث و فجایع در صورت واقع شدن در زیرسازه‌های حیاتی انرژی مثل پالایشگاه ها، نیروگاه ها، خطوط انتقال انرژی مثل گاز و برق، تأسیسات حمل و نقل مانند خطوط راه آهن، فرودگاه ها، پل‌ها و جاده‌ها و صنایع و کارخانجات را به دنبال خواهد داشت.
فرونشت زمین؛ پدیده‌ای انسان ساخت
نصرالله کمالیان، عضو کمیسیون عمران مجلس و متخصص زمین و زلزله در این باره می‌گوید: یکی از موارد مهم در دلایل فرونشست که از مشکلات ساخته دست انسان است برداشت بی رویه آب از سفره‌های زیرزمینی و خالی شدن لایه‌های تحتانی است. وقتی حجم آب کاهش می‌یابد منافذی در بین لایه‌های خاک ایجاد می‌شود که به دلیل سنگینی لایه‌های بالایی آرام آرام این منافذ پر می‌شود و به مرور که این یک دهم سانتی متر جابه جایی در لایه‌ها به سطح زمین میرسد در مجموع از عمق ۲۰۰ متری تا سطح زمین می‌تواند جابه جایی یا نشست ۵۰ سانتی متری اتفاق بیفتد.
نماینده مردم «قوچان و فاروج» می‌افزاید: افزایش پدیده فرونشست در کشورمان نگران کننده است و با توجه به خطر‌ها و تبعات آن باید با جدیت به مهار و کنترل آن بپردازیم.
او با اشاره به تبعات پدیده فرونشست زمین می‌گوید: اگر پدیده فرونشست به صورت نامتقارن باشد و حتی در فاصله ۲۰ متری از یک سازه هم باشد باعث کج شدن ساختمان‌ها می‌شود و ممکن است با ادامه یافتن باعث تخریب سازه‌ها بشود.
وی می‌افزاید: علاوه بر آن پدیده فرونشست ذخیره سازی آب در سفره‌های زیرزمینی را هم دچار اخلال می‌کند، به دنبال کم شدن حجم مخزن و شکست لایه‌های خاک و پر شدن منافذ رسوب آب به لایه‌های پایینی با مشکل مواجه می‌شود و دیگر آب برای ذخیره به مخزن‌های زیرزمینی نمی‌رسد که خطر این پدیده به مراتب بالاتر از خطر تخریب سازه هاست چرا که برای یک عمر سفره‌های زیرزمینی را از دست می‌دهیم.
«کمالیان» با تأکید بر به حداقل رساندن عوامل وقوع فرونشست زمین می‌گوید: گاهی اوقات این فرونشست‌ها راه نفوذ آب‌های زیرزمینی را می‌بندد و قنات‌ها را خشک می‌کند و در نتیجه کشاورزی تعطیل و روستا‌ها خالی از جمعیت می‌شود.
