به گزارش خبرنگار ایرنا، فرونشست به معنی نشست تدریجی یا پایین رفتن ناگهانی سطح زمین به دلیل تراکم مواد زیرسطحی است. برداشت بیش از حد آب‌های زیرزمینی به دلیل نیازمندی به منابع آبی، یکی از اصلی‌ترین دلایل این پدیده محسوب می‌شود. پدیده‌ای که در مناطق مسکونی، صنعتی و کشاورزی می‌تواند فاجعه‌های فراوانی به دنبال داشته باشد.
نمونه فرونشست زمین را می‌توان در دشت تهران مشاهده کرد. موضوعی که به تازگی موسسه تحقیقاتی «اینتل لب» هم به آن اشاره کرده و به استناد اطلاعات و داده‌های ماهواره‌ای و مقایسه تصاویر ضبط شده از ژانویه ۲۰۲۰ تا می ۲۰۲۱ به این نتیجه رسیده که بیشترین حد فرونشست زمین در تهران به طور متوسط ۴ سانتی متر در سال بوده و حتی در برخی نقاط این تغییرات به ۲۵ سانتی متر رسیده است.
متهم اصلی فرونشست چیست؟
امیر شمشکی، محمد جواد بلورچی و ایمان انتظام سلطانی در مقاله‌ای که در سال ۱۳۸۴ در سمپوزیوم علوم زمین ارائه کرده بودند، نوشتند که فرونشست زمین در پهنه‌ای وسیع با مساحتی حدود ۴۱۶ کیلومتر مربع در جنوب غرب دشت تهران و شهریار قطعی بوده و بیشینه نرخ این فرونشست حدود ۱۶ سانتی متر در سال و الگوی آن V شکل است.
این محققان اعلام کرده بودند که مهم‌ترین عامل در شکل گیری این پدیده، افت شدید آب زیرزمینی در رسوبات آبرفتی ریزدانه‌ای است که قابلیت تراکم پذیری بالایی دارند و راه کار اساسی برای مقابله با آن، کاهش بهره برداری از منابع آب زیرزمینی و جلوگیری از برداشت شن و ماسه در مناطق بالا دست و در داخل محدوده فرونشست به علت اثر منفی این برداشت‌ها در تغذیه سفره آب زیرزمینی است.
زهره عبادتی، معاون نظارت و پایش اداره کل حفاظت از محیط زیست استان تهران در مورد پدیده فرونشست به خبرنگار ایرنا گفت: در غرب و جنوب غرب استان تهران با پدیده فرونشست درگیر شدیم و سازمان نقشه برداری نیز بر اساس مطالعات انجام شده، هشدار این موضوع را داده که فرونشست در استان تهران در حال رخ دادن است. عمده دلیل فرونشست در تهران، مشکلات ناشی از برداشت آب‌های زیرزمینی و استفاده از چاه‌های مجاز یا غیرمجاز است که به صورت بی رویه حفر می‌شوند. از طرفی بحث کمبود بارش نیز وجود داشته و تغذیه آب‌خوان‌ها ضعیف‌تر شده و بنابراین توازن میان تخلیه و تغذیه از بین رفته است. وقتی این توازن از بین برود، تعادل مورد نیاز در زیر زمین برای حفظ ساختار و بافت خاک نیز دچار آسیب شده و در نتیجه پدیده فرونشست رخ می‌دهد.
امیر اکبری گرکانی، عضو هیات علمی پژوهشگاه نیرو و دکترای ژئوتکنیک نیز درباره پدیده فرونشست به خبرنگار ایرنا بیان کرد: این پدیده در سال‌های اخیر به دلایل مختلف، زیاد شده و عمده‌ترین دلیل آن در کشورهایی که اقلیم گرم و خشک دارند، برداشت بی رویه از سفره‌های آب زیرزمینی است. این پدیده دلایل دیگری مانند استخراج بیش از حد از منابع زیرزمینی هم دارد که اگر پس از متروکه شدن و عدم جمع آوری مناسب، می‌تواند منجر به فرونشست شود. دلیل دیگر هم می‌تواند توسعه اراضی کشاورزی باشد که به طور مستقیم یا غیرمستقیم به برداشت از سفره‌های آب زیرزمینی مرتبط است.
این دکترای ژئوتکنیک افزود: این‌که یک سازه منجر به فرونشست شود، این طور نیست و معمولا سازه‌ها به دلیل فرونشست دچار آسیب می‌شوند.
فرونشست با فروریزش و فروچاله تفاوت دارد
اکبری گرکانی گفت: پدیده فرونشست با فروریزش و فروچاله متفاوت است. منشا و دلیل ایجاد و روش شناسایی و تحلیل و خرابی‌ها و ابعاد و اندازه و محدوده درگیری و همچنین روش بهسازی و کنترل آنها با یکدیگر تفاوت دارد. آن‌چه در برخی خیابان‌ها ممکن است رخ بدهد، فروچاله است.
وی ادامه داد: فرونشست در یک دشت وسیع و در ابعاد گسترده رخ می‌دهد و ریشه آن در عمق زمین است. فرونشست به واسطه تحکیم لایه‌های ضخیم خاک است که در اثر آب کشی بیش از حد از سفره‌های آب زیرزمینی و اعمال تحکیم اجباری به آن لایه‌ها رخ می‌دهد و سطح آن وسیع است. در حالی‌که فروچاله ممکن است به صورت چاله‌ای به ابعاد چند متر رخ بدهد.
این دکترای ژئوتکنیک افزود: فروریزش در خاک‌های خاصی رخ می‌دهد که حتی بار یک ساختمان هم در آن اهمیت دارد. فروریزش در خاک‌های غیر اشباعی رخ می‌دهد که در حالت عادی مقاومت بالایی دارند و به دلیل بالا رفتن درجه اشباع یا افزایش تنش‌های سربار که ناشی از ساخت و ساز است، منجر به فروریزش می‌شود. بنابراین فرونشست به دلیل بار سازهای ایجاد نشده و ریشه آن در عمق خاک است و آثار مخرب آن روی سطح زمین رخ می‌دهد.
عضو هیات علمی پژوهشگاه نیرو گفت: البته فرونشست می‌تواند به شهرها هم کشیده شود. در حومه تهران یا ورامین یا در اشتهارد، فرونشست به دامنه مناطق شهری نیز کشیده شده است. موضوع این است که فروچاله به صورت گودالی به قطر چند متر رخ داده و فرونشست می‌تواند منطقه وسیعی را تحت تاثیر قرار بدهد.
وی بیان کرد: فرونشست منشا عمیق دارد، اما فروچاله‌ها به دلیل آب شستگی دانه‌های خاک اتفاق می‌افتد. ماتریس ریزدانه خاک ممکن است بر اثر جریانات سطحی مثل ترکیدگی لوله یا جریان آب‌های سطحی که به زیر زمین راه پیدا کرده، منجر به شسته شدن خاک و از بین رفتن چسبندگی آن و در نتیجه پوک شدن خاک می‌شود و ممکن است به دلیل بار عبور اتومبیل‌ها یا سربار روسازی، منجر به ریزش شود. در نتیجه ریشه فروچاله عمقی نیست.
تاثیر فرونشست بر ساخت و سازها
نکته قابل تامل دیگر این است که پدیده فرونشست می‌تواند در سال‌های آتی به طور جدی بر فرآیند ساخت و سازها اثر منفی بگذارد. در این میان حتی شریان‌های اصلی انتقال نیرو می‌تواند از این پدیده متضرر شود و این نکته نیازمند مطالعات جامع ژئوتکنیکی در سطح استانی و کشوری است.
زهره عبادتی در این زمینه به خبرنگار ایرنا اظهار کرد: بر اساس گزارش‌هایی که به سازمان حفاظت از محیط زیست ارائه شده، کاهش آب‌های زیرزمینی و برداشت بی رویه از چاه‌ها منجر به بروز فرونشست می‌شود. این پدیده را در مناطق مسکونی در جنوب تهران نیز مشاهده می‌کنیم. باید محل‌هایی که برای ساخت و ساز در نظر گرفته می‌شود، از نظر لایه‌های زیرین و آب‌های زیرزمینی مورد مطالعه و بررسی قرار بگیرند. گزارش‌هایی در مناطق جنوب تهران داشتیم که عدم توجه به شرایط آب‌های زیرزمینی منجر به فرونشست در مناطق مسکونی شده است.
معاون نظارت و پایش اداره کل حفاظت از محیط زیست استان تهران در پاسخ به این سوال که آیا شهرداری‌ها مجوزی از نظر شرایط آب‌های زیرزمینی یا خطر فرونشست از سازمان محیط زیست دریافت می‌کنند، گفت: مباحث مربوط به فرونشست بیشتر توسط وزارت نیرو و سازمان زمین شناسی مورد بررسی قرار می‌گیرد و تاکنون قوانینی تدوین نشده که شهرداری‌ها ملزم به دریافت اظهار نظر محیط زیست باشند. ممکن است پدیده فرونشست تا جایی پیش برود که منجر به تدوین قوانینی برای ورود سازمان محیط زیست شود. سازمان محیط زیست در این زمینه بیشتر در مناطقی اظهار نظر می‌کند که کاهش آب‌های زیرزمینی منجر به پدیده فرونشست شده باشد و با توجه به شرح وظایف سازمان حفاظت از محیط زیست، این سازمان در بحث ساخت و سازها از نظر فنی وارد نمی‌شود.
امیر اکبری گرکانی، دکترای ژئوتکنیک نیز در این زمینه بیان کرد: قطعا موضوع فرونشست بر ساخت و سازها در سال‌های آینده تاثیر خواهد داشت. حتی شریان‌های حیاتی مثل خطوط انتقال نیرو و لوله‌های گاز رسانی و ریل‌های راه آهن هم تحت قرار خواهند گرفت. به طور مثال ممکن است زیر یک دکل انتقال برق خالی شده و کل برق یک منطقه از مدار خارج شود. فرونشست‌ها در مناطقی در حال رخ دادن است که پروژه‌های حیاتی داریم.
نیاز به مطالعات جامع ژئوتکنیکی برای آمادگی در برابر فرونشست
نکته قابل تامل دیگر در زمینه فرونشست، پیشگیری و آمادگی در برابر این پدیده است. موضوعی که نیازمند نگاه کلان و مطالعات جامع استانی و کشوری است تا بتواند آمادگی در برابر این رخداد را به بیشترین حد برساند. هرچند در این میان، شهرداری‌ها نقش دارند، اما این جنس مطالعات باید وسیع‌تر و با نگاهی کلان‌تر انجام شود.
اکبری گرکانی در این زمینه اظهار کرد: هر ساختمانی که بخواهد ساخته شود، باید مطالعات ژئوتکنیکی داشته باشد. علوم مختلفی شامل ژئوتکنیک، ژئولوژی یا زمین شناسی، هیدروژئولوژی یا آب زیرزمینی و سنجش از دور، در مورد فرونشست موثر است. یک شرکت مشاور باید آزمایش مکانیک خاک را برای هر ساختمان ارائه کند و همه مسائل مربوط به حیطه آن ساختمان را بررسی می‌کند. ولی فرض کنید یک ساختمان در حال حاضر هیچ مشکلی ندارد و به دلیل استفاده بی رویه از چاه‌های مجاز و غیرمجاز عمیق، چند سال دیگر تحت تاثیر قرار بگیرد. حتی خود شهرداری‌ها هم از این چاه‌های عمیق آب کشی می‌کنند و در این زمینه مقصر هستند و این موضوع ممکن است چند سال بعد، منطقه دیگری را تحت تاثیر قرار بدهد. اگر این آب کشی‌ها از چاه‌های عمیق منجر به تاثیر بر زمین یک ساختمان شود، دیگر مربوط به آن شرکت مشاور که وضعیت خاک یک ساختمان را بررسی کرده، نیست و باید در حد کلان مثل شهرداری کل یا استانداری بررسی شود. بنابراین کنترل موضعی یک ساختمان از لحاظ فرونشست فقط برای همان محدوده انجام می‌شود.
این دکترای ژئوتکنیک افزود: مطالعات ژئوتکنیک که برای یک ساختمان انجام می‌شود، فقط در محدوده همان ساختمان است و در واقع این یک ضعف محسوب می‌شود. این یک پتانسیل بالقوه برای فرونشست است که بعدتر می‌تواند بالفعل شود. به طور مثال چند ده سانتی متر فرونشست در دشت ورامین مشاهده می‌شود، اما این در مقیاس بزرگ‌تر رخ می‌دهد. وقتی یک ساختمان را بررسی می‌کنیم، فرونشست کلان‌تر قابل ارزیابی نیست. البته می‌توان فروچاله را به واسطه انجام گمانه شناسایی کرد، اما شناسایی فرونشست نیازمند مطالعات کلان‌تر است.
عضو هیات علمی پژوهشگاه نیرو گفت: باید داده‌های علوم ژئوتکنیک، ژئولوژی یا زمین شناسی، هیدروژئولوژی یا آب زیرزمینی و سنجش از دور را در مورد یک منطقه وسیع در کنار یکدیگر قرار داد و آنالیز کرد تا بدانیم رفتار فرونشست یک منطقه وسیع در چه وضعیتی است. متاسفانه در این زمینه مطالعات ضعیف بوده و اقدامات انجام شده در این زمینه ناپخته و خام است.
کسی در مورد خرابی ناشی از فرونشست پاسخگو نیست
اکبری گرکانی بیان کرد: اگر یک ساختمان دچار مشکل شود، از مهندس ناظر یا مجری یا مالک بازخواست می‌شود، اما اگر بگویند خرابی ساختمان به دلیل فرونشست رخ داده که به واسطه آب کشی از چاه‌های عمیق مجاز و غیرمجاز بوده، از چه کسی می‌خواهیم بازخواست کنیم.
این دکترای ژئوتکنیک افزود: مثل این است که بگوییم مقصر ریزگردها چه کسی است. معمولا نمی‌توان مقصر یک پدیده و خرابی بزرگ را پیدا کرد.
برای پیشگیری از فرونشست چه باید کرد؟
محققان در مقاله‌های مرتبط با فرونشست، تغییر الگوی کشت و استفاده از روش‌های نوین آب یاری و نیز تغییر الگوی مصرف آب در صنعت و استفاده از چرخه‌های بسته آب در راستای کاهش بهره برداری از منابع آب زیرزمینی را به عنوان یکی از راه حل‌ها ارائه کرده و گفته‌اند که بدون اعمال مدیریت صحیح منابع آب، جلوگیری از پیش رفت فرونشست زمین امکان پذیر نخواهد بود و در این راستا، تهیه ترازنامه آب با دقت بالا و با در نظر گرفتن نقش ساختارهای زمین شناختی و مرزهای آب زمین شناختی ضروری است.
همچنین محققان و پژوهشگران در این حوزه پیشنهاد کرده‌اند که برای کاهش خطر ناشی از تغییرات ناگهانی و تخریب شریان‌های حیاتی، تا زمان کنترل این پدیده، سازه‌های مهم و شریان‌های حیاتی در پیرامون و داخل محدوده فرونشست به طور پی در پی مورد پایش قرار بگیرد.
با این حال، شناسایی مناطق خطر برای ساخت و ساز در این زمینه نکته‌ای مغفول مانده است که باید به سرعت در دستور کار مراجع مربوطه قرار بگیرد و حتی برای ساخت و سازهای محدود نیز باید به آن توجه کرد تا از بروز فاجعه‌هایی در آینده جلوگیری شود.