امیرحسین پورجوهری، استادیار دانشگاه آزاد اسلامی

علیرضا محمود، دانشجوی دکترای شهرسازی

چکیده
فرونشست زمین در دهه های اخیر به دلایل مختلف ازجمله رشد جمعیت، خشک‌سالی، برداشت بیش‌ازحد از منابع آبی و عوامل دیگر مشکلات و معضلات فراوانی پیش روی شهرها قرار داده است به‌طوری‌که این مسئله در سالهای اخیر به‌عنوان یکی از حوادث طبیعی در معرض خطر شدید برای برخی از شهرها در جهان و ایران شناخته‌شده است؛ ازاین‌رو، در این مقاله با استفاده از روش توصیفی و با بررسی اسناد کتابخانه‌ای، دلایل پدیده فرونشست در شهرهای ایران و جهان بررسی‌شده است و شهر تهران که در سال‌های اخیر با مسئله فرونشست روبرو بوده است به‌عنوان موردپژوهشی بررسی‌شده است؛ نتایج حاصل نشان می‌دهد که اگرچه مسئله فرونشست زمین در تهران به‌عنوان مسئله جدی شناسایی‌شده است اما هنوز به مرحله بحران نرسیده است و با مدیریت صحیح و با راهکارهای اجرایی و عملی می‌توان این مسئله را کنترل نمود.
مقدمه
پدیده فرونشست به‌عنوان یکی از مخاطرات ژئومورفیک طی سالهای اخیر در قسمتهایی از سطح کشور و ازجمله دشت تهران-شهریار (بلورچی، ۱۳۸۴) پیامدهای مخاطره آوری را به دنبال داشته است به‌طوری‌که برنامه های سازه ای، عمرانی و کشاورزی را با محدودیتهای جدی روبرو ساخته است. استان تهران با ۳۰ شهر واقع بر پهنه های فرونشست به‌عنوان دومین سکونتگاه شهری است که بیشترین زون فرونشست را دارد. مهم‌ترین عامل پدیده فرونشست را می‌توان برداشت های بیش‌ازاندازه از سفره های آبهای زیرزمینی دانست که این عامل نه‌تنها بر کانون های استقرار انسانی خسارات زیان باری را وارد نموده است؛ بلکه خسارت های ناشی از فرونشست ها و شکافهای زمین‌ترمیم ناپذیر و پرهزینه می باشند. مهاجرت‌پذیری تهران به‌عنوان پایتخت ایران و افزایش حومه‌نشینی و ساخت‌وسازهای بی‌برنامه در حاشیه شهر به همراه پدیده فرونشست، پایداری سازه ای شهرها را با خطر جدی روبرو ساخته است.

سخن اصلی
ازنظر هندسی، فرونشست زمین را می‌توان به‌عنوان تغییر مکان رو به پایین سطح زمین نسبت به سطح مرجع معین، مانند میانگین سطح دریا (MSL) ، ژئوئید یا بیضی مرجع یا نسبت به یک نقطه پایدار فرض شده در خارج از منطقه فرونشست مستعد، تعریف کرد (شکل شماره ۱).

شکل ۱: تصویر هندسی فرونشست زمین
(ABIDIN et al, 2015)

عوامل مختلفی ازجمله فعالیت های زمین ساختی (مانند زلزله و گسل) ، فعالیت های آتش‌فشانی ، رانش زمین ، فعالیت های معدنی زیرزمینی ، استخراج بیش‌ازحد آب های زیرزمینی یا نفت/گاز ، تجمیع طبیعی خاک آبرفتی، بار سازه ها و … منجر به این پدیده خطرناک طبیعی-انسانی می‌شود.(Kurniawam, 2011) فرونشست زمین، با کاهش ارتفاع زمین، یک معضل زیست‌محیطی و یک فاجعه زمین‌شناسی شهری رایج در بسیاری از شهرهای بزرگ در جهان می‌باشد.(Zhou et al, 2020) در مقیاس جهانی، خطر فرونشست زمین‌بر اثر افت سطح آب در بین سال‌های ۱۹۵۰ تا ۱۹۷۰ هم‌زمان با صنعتی شدن و رشد شهرنشینی به اوج خود رسید.(Waltham1989) در حال حاضر ۱۵۰ شهر در جهان، فرونشست سالانه ۱۰ سانتی‌متر را تجربه می‌کنند که اکثر این شهرها در کشورهایی همچون چین، مکزیک، کانادا، ایالات‌متحده آمریکا، ایتالیا و… پراکنده‌شده‌اند.( Chen et al, 2018; Samsonov et al, 2014; Castellazzi et al, 2015; Fiaschi et al, 2017; Jones et al, 2016). در ایران اولین بار فرونشست زمین در دشت رفسنجان در سال ۱۳۴۶ همراه با پدیده لوله زایی در چاه‌های کشاورزی گزارش‌شده است (بهنیافر و همکاران، ۱۳۸۹).
این پدیده، تأثیرات متفاوتی بر جامعه خواهد داشت که در برخی موارد همچون زیرساخت‌های شهری تأثیری مستقیم دارد و در موارد همچون ابعاد اقتصادی، زیست‌محیطی و اجتماعی تأثیری غیرمستقیم خواهد داشت (جدول شماره ۱).

(ABIDIN et al, 2015)

در ایران نیز مهم‌ترین عامل در فرونشست زمین، بهره‌برداری بیش‌ازاندازه آب‌های زیرزمینی بوده است به‌طوری‌که در آمار گزارش‌شده توسط سازمان ملل در سال ۲۰۰۵ میلادی چین، هند و ایران رتبه‌های اول تا سوم برداشت بیش‌ازحد از منابع زیرزمینی آب را داشته اند. ایران به‌طور متوسط سالانه ۵ میلیارد مترمکعب آب بیش از ظرفیت لایه های آبدار زمین استفاده کرده است، به‌طوری‌که این میزان آب معادل آب موردنیاز برای تولید یک‌سوم کل غله تولیدی کشور است (توسلی و همکاران، ۱۳۹۸). در شکل شماره۲روند تغییرات کسری مخزن منابع آب زیرزمینی کشور نمایش داده‌شده است. همان‌طور که در نمودار نمایش داده‌شده، روند کسر آب از سال ۴۴ تا سال ۶۹ در یک سطح بوده است، اما از سال ۶۹ به بعد با افزایش برداشت‌ها از منابع آب زیرزمینی میزان این کسری افزایش‌یافته است.

شکل ۲: روند تغییرات کسری مخزن منابع آب زیرزمینی کشور
(رحمانی، ۱۳۹۸)

شهر تهران تحت تأثیر افزایش بهره برداری از دشت‌های تهران-شهریار و معین آباد-ورامین در چند دهه اخیر با پدیده فرونشست روبرو بوده است.

شکل ۳: جایگاه تهران نسبت به دشت‌های اطراف آن

عوامل مختلفی بر برداشت‌های بیش‌ازاندازه از دشت‌های اطراف تهران تأثیرگذار بوده است که از مهم‌ترین این عوامل می‌توان به افزایش جمعیت منطقه در دهه‌های اخیر و نیاز مبرم به آب شرب اشاره نمود که با توجه به خشک‌سالی‌ها، سفره‌های آب‌های زیرزمینی فرصت بازسازی نداشته‌اند و پدیده فرونشست در اطراف دشت‌های تهران مشاهده‌شده است که در اثر نادیده انگاشتن این مسئله از سمت مدیریت شهری، به کلان‌شهر تهران نیز سرایت کرده است. موضوع مهم دیگر در ارتباط با فرونشست تهران علاوه بر اینکه تأسیسات و زیرساخت‌های مهمی مانند راه‌آهن، خطوط مترو، انبارهای نفت و غیره در مناطق دارای فرونشست شدید قرار دارند، انطباق نسبی آن با مناطق آسیب‌پذیر فقیرنشین جنوب و جنوب غرب پایتخت است به‌گونه‌ای که در محدوده بزرگراه آزادگان، شهرک مصطفی خمینی و حوالی آن نرخ فرونشست از سال ۹۵ تا ۹۹ بیش از ۳ برابر شده است.

شکل ۵: پدیده فرونشست در خیابان‌های تهران شکل ۶: فرونشست زمین در دشت تهران

اگرچه تاکنون این پدیده به ساختمان‌ها آسیب جدی وارد نکرده است اما اگر روند بی‌توجهی به این مسئله ادامه داشته باشد قطعاً با بحرانی عظیم در پایتخت روبرو خواهیم شد. از مهم‌ترین نشست‌های تهران می‌توان به حفره بزرگراه “ستاری”، گودال ۵ متری خیابان “صفی علیشاه” خیابان انقلاب و “خیابان رجب نیا” اشاره نمود. در کلان‌شهر تهران با توجه به ساخت‌وسازهای بلندمرتبه و سست بودن سطح خاک امکان فرونشست در سطح شهر به‌شدت افزایش‌یافته است. درواقع، با بهره‌برداری بیش‌ازحد آب‌های زیرزمینی علاوه برنشست خاک، سطح خاک نیز سست شده و در ساخت‌وسازهای مختلف امکان فرونشست زمین افزایش می یابد و علاوه بر این، ساختمان هایی که از پی ریزی مناسبی برخوردار نیستند در برابر این بحران دچار مشکلات جدی شوند و علاوه بر این در برابر خطراتی همچون زلزله مقاومت زیادی نداشته باشند.
نتیجه‌گیری
مسئله فرونشست زمین موضوعی است که علی‌رغم اهمیت و تأثیر زیاد آن بر زندگی مردم، مورد غفلت قرارگرفته است به‌طوری‌که در بسیاری از نقاط جهان این مسئله تبدیل به بحران شده است؛ در ایران نیز با توجه به قرارگیری کشور، در اقلیم گرم و خشک، با بهره‌برداری از آب های زیرزمینی برای مصارف مختلفی همچون کشاورزی، شرب و … فرونشست زمین در دهه های اخیر به‌عنوان معضلی جدی پیش روی شهرها و مدیریت شهری قرارگرفته است؛ با گسترش شهرنشینی و کاهش بارندگی سالانه و میزان برداشت در دهه-های اخیر در دو دشت ورامین-معین آباد و تهران-شهریار فرونشست زمین به چشم می‌خورد و این مسئله وارد شهر تهران نیز شده است؛ اگرچه هنوز در شهر تهران این مسئله به بحران تبدیل نشده است اما در منطقه جنوب غربی تهران که ساختمان ها با پی سازی نامناسب وجود دارد تبدیل به معضل جدی شده است.

شکل ۷: نقشه فرونشست زمین در استان‌های تهران و البرز در سال ۲۰۱۸
منبع: موسسه تحقیقات آب

ازاین‌رو لازم است در زمینه فرونشست زمین و مسائل پس‌ازآن برای شهر تهران چاره‌اندیشی شود؛ اگرچه دشت‌های اطراف تهران جز اولین دشت‌هایی بوده‌اند که بانک داده کاملی در سطح جهانی داشته‌اند اما این اطلاعات بدون مدیریت رهاشده است که مسئله را روزبه‌روز جدی‌تر نموده است. توجه به استفاده بهینه از آب‌های زیرزمینی می‌تواند موجب کاهش مسئله فرونشست در تهران گردد که در این زمینه می‌توان به دنبال آبیاری‌های نوین در کشاورزی بود و همچنین مهاجرت به شهر تهران را کنترل نمود؛ علاوه بر این، نباید از مسئله تغییر اقلیم که در اکثر کشورهای جهان قابل‌مشاهده است، غفلت نمود چراکه برنامه‌ریزی و پیش‌بینی تغییرات اقلیم می‌تواند بهره‌وری سفره‌های آب زیرزمینی را افزایش دهد.

منابع
۱- بلورچی، محمدجواد (۱۳۸۴)، احتمال فرونشست در اراضی وسیعی از تهران، پایگاه خبری شریف نیوز.
۲- بهنیافر، ابوالفضل؛ قنبرزاده، هادی؛ اشراقی، علی (۱۳۸۹)، بررسی عوامل مؤثر بر پدیده فرونشست‌های دشت مشهد و پیامدهای ژئومورفیک آن، فصل‌نامه جغرافیا و برنامه‌ریزی شهری چشم‌انداز زاگرس، سال دوم، شماره ۵، پاییز ۸۹٫
۳- توسلی، امید؛ کاربین، حسن؛ ترابی، مینا و عساکره، عادل (۱۳۹۸)، بررسی عوامل مؤثر بر فرونشست دشت جنوب شرقی تهران براثر برداشت بی‌رویه آب‌های زیرزمینی، نشریه علمی علوم مهندسی آب و فاضلاب، سال چهارم، شماره ۲، صص ۵۸-۷۲٫
۴- رحمانی، احمد (۱۳۹۸)، فرونشست زمین قسمت ۱ (علل و عوامل)، نشریه طبیعت ایران، سال چهارم شماره ۶ ، پیاپی ۱۹، بهمن و اسفند ۹۸، صص ۷۷ -۹۱.

۵- ABIDIN, Hasanuddin Z; ANDREAS, Heri; GUMILAR, Irwan ; SIDIQ, Teguh P. andf Muhammad GAMAL, Indonesia (2015), Environmental Impacts of Land Subsidence in Urban Areas of Indonesia, FIG Working Week 2015 From the Wisdom of the Ages to the Challenges of the Modern World Sofia, Bulgaria, 17-21 May 2015.
6- Kurniawam, A.(2011). “The Evaluation of Land Subsidence in Surabaya from Global Positioning System Measurement Using GAMIT/GLOBK”. Master Thesis, Institute of Technology Sepuluh November (ITS), Surabaya.
7- Zhou, Chaofan; Gong, Huili; Chen, Beibei; Gao, Mingliang; Cao, Qun; Cao, Jin, Duan; Li, Zuo, Junjie and Min Shi (2020), Land Subsidence Response to Di erent Land Use Types and Water Resource Utilization in Beijing-Tianjin-Hebei, China, Remote Sens. 2020, 12, 457; doi:10.3390/rs12030457.
8- Waltham, A.C ( 1989 ) , Ground subsidence . Blackie & Son Limites.
9- Jones, C.E.; An, K.; Blom, R.G.; Kent, J.D.; Ivins, E.R.; Bekaert, D. (2016) Anthropogenic and geologic influences on subsidence in the vicinity of New Orleans, Louisiana. J. Geophys. Res.-Solid Earth 2016, 121, 3867–۳۸۸۷٫
۱۰- Fiaschi, S.; Tessitore, S.; Boni, R.; Di Martire, D.; Achilli, V.; Borgstrom, S.; Ibrahim, A.; Floris, M.; Meisina, C.; Ramondini, M.; et al (2017) . From ERS-1/2 to Sentinel-1: Two decades of subsidence monitored through A-DInSAR techniques in the Ravenna area (Italy). Gisci. Remote Sens. 2017, 54, 305–۳۲۸٫
۱۱- Castellazzi, P.; Longuevergne, L.; Martel, R.; Rivera, A.; Brouard, C.; Chaussard, E (2018) Quantitative mapping of groundwater depletion at the water management scale using a combined GRACE/InSAR approach. Remote Sens. Environ., 205, 408–۴۱۸٫
۱۲- Samsonov, S.V.; Gonzalez, P.J.; Tiampo, K.F.; d’Oreye, N (2014) Modeling of fast ground subsidence observed in southern Saskatchewan (Canada) during 2008–۲۰۱۱٫ Nat. Hazard. Earth. Sys. 2014, 14, 247–۲۵۷٫
۱۳- Chen, G.; Zhang, Y.; Zeng, R.; Yang, Z.; Chen, X.; Zhao, F.; Meng, X (2018) Detection of Land Subsidence Associated with Land Creation and Rapid Urbanization in the Chinese Loess Plateau Using Time Series InSAR: A Case Study of Lanzhou New District. Remote Sens. 2018, 10, 270.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.