چرایی فرونشست زمین در ایران و چند راهکار برای جلوگیری از آن

گزارشی جهانی نشان می‌دهد بیش از ۶٬۳ میلیون کیلومتر مربع از زمین‌های جهان تحت تأثیر نرخ‌های قابل توجه فرونشست است. این شامل ۲۳۱هزار کیلومتر مربع از مناطق شهری و متراکم و جمعیتی نزدیک به ۲ میلیارد نفر است. مدل‌های مختلف و تطبیقی با نقاط با برداشت آب بالا نشان می‌دهد رابطه‌ای مهم و معنادار بین شدت برداشت آب زیرزمینی و نرخ فرونشست وجود دارد.

فرونشست زمین می‌تواند تدریجی یا فرو رفتن سریع زمین باشد در نتیجه عوامل طبیعی مانند فعالیت‌های آتشفشانی، زلزله و یا فروریختن حفره‌های زیرسطحی و.. یا فعالیت‌های انسانی مانند برداشت بیش از حد از آب‌های زیرزمینی یا فعالیت‌های معدنی رخ دهد.

فرونشست در ایران

در ماه‌های نخست سال ۹۸ در شورای شهر تهران رسماً تایید شد که ۱۱۸۲ کیلومترمربع در تهران با جمعیت ۳۳۶ هزارنفری تحت تاثیر فرونشست است. سال ۹۷ سازمان نقشه برداری تهران اعلام کرد که نرخ فرونشست تهران ۱۱ برابر استاندارد جهانی است و پایش داده‌ها نشان می‌داد در شهریار، اسلامشهر و استان البرز، نرخ نرمال فرونشست دو سانتیمتر در سال است.

در مورد تهران و کلانشهرهای دیگر مشخصا چند مورد مهم به جز این نرخ بالای فرونشست هم قابل توجه است. مناطقی کلیدی در ساختار یک کلانشهر که درگیر این مشکل و بحران هستند. فرودگاه‌ها در تهران، کرمان و اصفهان درگیر فرونشست شده اند. زیرسازهای شهری از لوله‌ها و کانال‌های آب و گاز گرفته تا تونل‌های مترو نیز درگیر این بحران جدی هستند. این آسیب اما همچنین مناطق تاریخی و باستانی شهرهای بیشتری را هم درگیر کرده است.

مطالعه جدیدی که در مجله علمی «نامه‌های تحقیقاتی ژئوفیزیک» به چاپ رسیده، تصویری هولناک از گستره فرونشست در ایران ارائه می‌دهد. مطابق این مقاله، ۴۸ درصد از کل کشور ایران تحت فرونشست سالانه دستکم ۵ میلیمتر قرار دارد. رتبه‌های بعدی به ترتیب به اندونزی (۴۴ درصد)، و پاکستان (۴۲ درصد) تعلق گرفته اند.

در مورد تاثیر فرونشست و روش‌های مقابله با آن در ایران نکات مهم و ویژه موقعیت جغرافیایی ایران وجود دارد. 

کلانشهرها در خود فرو می‌روند

در تبریز، در تهران و اصفهان، دشت‌های وسیعی در قزوین و همدان، در استان فارس و خراسان رضوی فرونشست گستره نسبتا وسیعی از سازه‌های عمرانی شهری و آثار باستانی را تحت تاثیر قرار داده است.

بسیاری از ترکیدگی لوله‌ها، سازه‌های عمرانی مترو و خیابان‌ها و مهمتر از همه آثار باستانی تحت تاثیر فرسایش و فروپاشی خاک قرار گرفتند. بر اساس گزارش سازمان زمین شناسی کشور در استان‌های کرمان، البرز، تهران، گلستان، قم و همدان نرخ فرونشست زمین در یک یا چند پهنه بالای ۲۰ سانتی‌متر در سال است. 

 در استان‌های آذربایجان شرقی، فارس، قزوین، سمنان، خراسان رضوی و اصفهان نرخ فرونشست زمین در یک یا چند پهنه بین ۱۵ تا ۲۰ سانتی‌متر در سال است. روند افزایش این زلزله خاموش و پنهان در زیر زمین در ایران با سرعت ادامه دارد. مهمترین آن برداشت از آب‌های زیرزمینی است.

مشکلات رصد و پایش فرونشست

با توجه به خطرات مرتبط با فرونشست زمین و ماهیت غیرقابل برگشت بودن برخی از پیامدهای آن، بسیار مهم است که بتوانیم به‌طور دقیق آن را مدل‌سازی کنیم. این رصد برای جلوگیری از بحران در سازه‌های عمرانی شهری و حفظ پتانسیل کشت زمین‌ها در مناطق روستایی و حفظ توان خاک در دشت‌ها، اهمیت ویژه می‌‌یابد. مد‌های مختلف در اوایل دهه ۹۰ میلادی رابطه برداشت بی‌رویه آب‌های زیرزمینی و فرونشست را نشان داد و در کشوری مثل ایران که از ۲۰۱۵ جزو ۵ کشور نخست جهان در برداشت از آب‌های زیرزمینی است باید برای مسئولین روشن می‌بود چطور این دومینو به‌زودی به کلانشهرها خواهد رسید.

مطابق آمار اعلام شده در سال‌های اخیر، میزان برداشت سالانه از منابع آب‌های زیرزمینی از طریق چاه‌ها، از ۹ میلیارد متر مکعب، به ۴۷ میلیارد متر مکعب رسیده و تعداد چاه‌ها ۱۶ برابر و میزان برداشت ۵ برابر شده است. حدود نیمی از چاه‌های مورد استفاده در ایران غیرمجاز هستند. اما پروسه کنتور گذاری چاه‌ها و یا روند کسب مجوز (که بسیار کند هم پیش می‌رود و به‌عنوان راهکار کنترلی به آن امید بسته شده) هم نتوانسته به‌عنوان یک عامل بازدارنده عمل کند. بلکه از یک سو دستکاری کنتورها می‌تواند اندازه گیری میزان برداشت را دچار اختلال کند و از سوی دیگر باعث برداشت بیشتر و بیشتر شود.

مشکل دیگر در رصد دقیق نرخ فرونشست و سرعت و عمق گسترش آن است که در ایران عمده دلیل این مشکل برداشت بی رویه از آب‌های زیرزمینی است که متولی برای نظارت و پایش بر آن وجود ندارد. همچنین اغلب داده‌های این حوزه ناشفاف و دسترسی به آن با محدودیت‌های زیادی مواجه است. از طرف دیگر اغلب با افت آب و رطوبت خاک فرونشست به‌سرعت خود را نشان نمی‌دهد، بلکه با یک تاخیر زمانی یک تا سه سال قابل اندازه‌گیری است.

زلزله خاموش چه می‌کند؟

آخرین مرحله مرگ خاک زمانی اتفاق می‌افتاد که دیگر توان ذخیره آب در روزنه و ذرات خاک وجود نداشته باشد؛ ضریب ذخیره به صفر برسد و خاک توان ذخیره رطوبت را از دست بدهد. به این ترتیب با خاکی مواجه هستیم که در خود از هم فرو می‌پاشد. اگر این اتفاق در محدوده یک آبخوان رخ دهد باعث نابودی آبخوان می‌شود و می‌تواند سفره‌های آب‌های زیرزمینی را برای همیشه نابود کند. تغییر سطح نفوذپذیری و مقاومت خاک می‌تواند افزایش نفوذ آب شور، تغییر در شیب نهرها و زهکشی‌ها را سبب شود و مدیریت سیلاب را نیز با مشکلات جدی مواجه کند.

اگر در فضای آثار باستانی رخ دهد آنها را نابود می‌کند و روند بازیابی بناها اساسا غیر ممکن می‌شود چون حتی مرمت را نیز درگیر می‌کند. اگر در سازه‌های عمرانی شهری اتفاق بیافتد می‌تواند به‌شدت خطرناک باشد زیرا چه کسی می‌داند کدام خیابان، ساختمان، تونل مترو و لوله آب و فاضلاب در حال از هم پاشیدن است؟ در زمین‌های کشاورزی نیز می‌تواند پتانسیل کشت و کار خاک را از بین ببرد و به این ترتیب گسترش آن در دشت‌ها می‌تواند با محدود کردن زمینهای زیر کشت امنیت غذایی را به خطر بیاندازد. 

چگونگی حل بحران

برای این بحران در جهان راهکارهایی وجود دارد اما ‌آنچه در تحقیق پیرامون این مسئله در کشورهایی مانند ایتالیا یا فرانسه یا آلمان توجه مرا به خود جلب کرد وجود «مجموعه‌ای از قوانین و حتی پیش‌بینی‌های مالیاتی در پیوند با این بحران» بود.

مجموعه فعالیت‌ها در موضوع فرونشست مانند بسیاری از بحران‌های محیط زیستی دیگر سه بخش اصلی دارد. اینکه چگونه و از چه راه‌ها و سرمایه گذاری‌ها و قوانینی از بروز آن پیشگیری کنیم. دوم اینکه چطور آن را در مناطقی که رخ داده پایش دقیق و متوقف یا کم توان کنیم. و سوم آنکه چطور در مناطقی که رخ داده است می‌توان راهی یافت برای تغییر وضعیت تحمیلی به خاک.

اما مشکل مهم این است که مجموعه این سه فاکتور با متغیرهای فراوانی در پیوند هستند، چون از اساس طبیعت، زنجیره‌ای به هم پیوسته از عوامل علت و معلولی است. فرسایش خاک به برداشت آب‌ها زیرزمینی و کشاورزی گره خورده است. همچنین فرسایش خاک با حوزه قوانین ساخت و ساز و توسعه شهری و تمام زیرسازهای فضای شهری ( از تونل‌ها تا میرزهای کابل و لوله و پل و ..) در پیوند قرار دارد. همچنین حفاظت از آثار باستانی و رعایت محدوده سایت‌های تاریخی و تجاوز به این حریم با ساخت و ساز و کشاورزی رابطه‌ای متقابل دارد. فرآیند آموزش و مجموعه قوانین دقیق و میدانی با نهادهای ویژه برای کنترل و نظارت نیز بر پروسه فرسایش خاک تاثیرگذار اند.   

بنابراین یکی از ابتدایی‌ترین گام‌ها طرح نقشه‌ای مدون از فرونشست در ایران با ایستگاه‌های قابل پایش برای رصد میزان و گستردگی فرونشست و امکان تجمیع داده‌ها و به روز رسانی آن در بازه‌های زمانی مشخص است. این نقشه همزمان می‌تواند نقشه راهی باشد برای شیوه گسترش جهت و چگونگی آن. 

کشورها با توجه به نیاز و موقعیت جغرافیایی خود راه‌هایی را برای رصد و کنترل و کاهش اثر مخرب فرونشست برای خود بر می‌گزینند که می‌تواند حتی از استانی به استان دیگر هم متفاوت باشد. به‌طور مثال در ایتالیا مهمترین عامل فرونشست زمین، تغییر در خط ساحلی و زمین‌های ساحلی است و با جغرافیای طبیعی پیوند خورده است مانند شهر ونیز. در منطقه دیگری در شرق ایتالیا قوانین سختگیرانه‌ای برای حریم رودها و ساخت و ساز بر روی مناطق تپه‌ای و حتی محدودیت‌هایی در استفاده از انواع خاصی از آسفالت اعمال شده است.

در فرانسه قوانین جدید ساخت و ساز ، مسئله امکان و پتانسیل فرونشست را با توجه به نقشه شهری فرونشست در مناطقی که بیشتر در معرض خطر هستند الزامی کرده‌ است. روش‌هایی مانند فناوری‌های مورد استفاده برای معکوس کردن تراکم و یکپارچه‌سازی خاک بسیار زمان بر و پر هزینه هستند. حل این بحران آنقدر پر هزینه و پیچیده است که مثلا کشوری مانند اندونزی اعلام کرده است که پایتختش را به مکانی حدود ۲ هزار کیلومتر دورتر از جاکارتا منتقل خواهد کرد. 

نکته بسیار قابل توجه اما این است که، شهرهایی با بالاترین نرخ گسترش سرزمینی و فرونشست (بیش از یک سانتی‌متر فرونشست در سال) تقریباً در بیشتر موارد دو ویژگی مشترک دارند: در آسیا واقع شده‌اند و از دلتاهای رودخانه‌ها سرچشمه می‌گیرند، مانند داکا (بنگلادش)، مانیل (فیلیپین) و شانگهای (چین) که حداقل ۵۰ میلیون نفر در آن زندگی می‌کنند. اما بحرانی که در ایران با آن مواجهیم بسیار چند وجهی، انسان‌ساخت و با سرعتی غیر قابل مقایسه در حال پیشروی است. شاید بتوان گفت هیچ کشوری به جز ایران تا این حد بحران فرونشست زمین نادیده نگرفته است.