بررسی عوامل فرونشست زمین در استان کرمان/ضرورت استفاده از روش‌های فناورانه برای مقابله با این بحران

گروه علم و فناوری خبرگزاری آنا؛ فرونشست زمین، یکی از مخاطرات طبیعی قدیمی محسوب می‌شود که برای نخستین بار این پدیده سال ۱۳۴۷ در دشت رفسنجان مشاهده شد. استان‌های خراسان رضوی، کرمان، خوزستان، اصفهان، تهران و فارس از جمله استان‌های پرمخاطره و با وسعت بالای پهنه‌های فرونشستی زمین هستند.

پدیده فرونشست نتیجه استفاده بیش از حد و برداشت آب از منابع زیرزمینی بدون توجه به حفاظت محیط زیست است. در واقع فرونشست، پدیده ای مرفولوژیکی است و علت رخداد آن متأثر از عوامل طبیعی مانند آتشفشان، ریزش زمین در محل سنگ‌های انحلال پذیر، گسل، رانش قاره‌ای، چین خوردگی، آتش سوزی زیرزمینی و یا عوامل انسانی مانند استخراج معادن، استخراج آب زیرزمینی و نفت وگاز، ساخت و ساز است.

 فرونشست به علت ساختار‌های زمین شناسی و گسل‌ها نیز اتفاق می‌افتد و به دلیل حرکت بخش‌هایی از زمین در اثر گسل حوزه‌های افتادگی در زمین شکل می‌گیرند. بنابراین مهم‌ترین اثر فرونشست زمین، آثار زیست‌محیطی آن است.

تا زمانی که بین مصرف و برداشت منابع آب زیرزمینی تعادل برقرار نشود، فرونشست زمین ادامه خواهد داشت؛ اما ممکن است نرخ رشد آن با محدودیت برداشت و افزایش بارندگی تغییر کند

قدیمی‌ترین آثار فرونشست مربوط به کالیفرنیا با نرخ فرونشست ۶۰ سانتی متر بوده است؛ اما به تدریج در سایر کشور‌ها آثار این پدیده مخرب نمایان شد. در ایران، این پدیده اغلب به دلیل فعالیت‌های انسانی و به‌ویژه بهره‌برداری بی‌رویه از منابع آب زیرزمینی رخ می‌دهد. ایران جزء مناطق پرتنش آبی جهان است.

بررسی عوامل فرونشست در استان کرمان

 بیتا قاسم شیرازی دکتری زمین‌شناسی دانشگاه آزاد اسلامی واحد شهید حاج قاسم سلیمانی کرمان در گفت‌وگو با خبرنگار خبرگزاری آنا عوامل فرونشست در استان کرمان و مخاطرات و راهکارهای این پدیده را بررسی کرد.

وی اظهار کرد: در گذشته، برداشت آب از سفره‌های آب زیرزمینی به وسیله قنات‌ها امکان پذیر بود؛ به دلیل اینکه چنین اقدامی صحیح و حساب شده طبق فصول بارش باران انجام می‌شد، فرونشست زمین اتفاق نمی‌افتاد.

قاسم شیرازی بیان کرد: فرونشست زمین در استان کرمان به عواملی مانند افت سطح آب‌های زیرزمینی، از دست دادن آب و رطوبت توسط رس‌ها، انحلال لایه هاى تبخیرى، ساختار‌های زمین شناسی (گسل‌ها) و قنات‌های خشک ارتباط دارد.

افت سطح آب‌های زیرزمینی

عضو هیئت علمی دانشگاه آزاد اسلامی ادامه داد: برداشت بی‌رویه از سفره‌های آب زیرزمینی و تخلیه آبخوان‌های زمین علت اصلی فرونشست زمین در کرمان است که با برداشتن آب از لایه‌های زمین، بافت اسفنجی زمین خشک می‌شود و از بین می‌رود.

وی با توجه به شبکه قنات‌های متروکه بیان کرد: در شهر کرمان ۴۰ هزار میله قنات وجود دارد که ۷۰ کیلومتر قنات را شامل می‌شود و در مسیر این قنات‌ها ساخت و ساز‌هایی صورت گرفته است. با فاضلاب‌کشی کامل شهر کرمان احتمال فرونشست وجود دارد؛ زیرا قنات‌های متروکه شهر اکنون مملو از آب و فاضلاب هستند که به درون آن‌ها نفوذ کرده است.

این دکتری زمین‌شناسی افزود: سطح آب‌های زیرزمینی بالاست و فرونشستی در شهر کرمان نداریم؛ اما  با راه‌اندازی فاضلاب‌کشی شهری و با پایین رفتن سطح ایستابی، آبی به بافت‌های زمین وارد نمی‌شود و لایه‌های خاک دچار افت خواهند شد که همین فضای خالی را به وجود می آورد.

به گفته قاسم شیرازی، آینده‌ای نزدیک پمپاژ آب‌های زیرزمینی و عدم جایگزینی آب سفره‌های زیرزمینی و تغذیه آنها، توسط فاضلاب باعث فرونشست خواهد شد.

مناطق دارای فرونشست در شهر کرمان

عضو هیئت علمی دانشگاه آزاد اسلامی گفت: استان کرمان ۲۵ شهرستان دارد که بیشترین آن‌ها برای شرب و کشاورزی از چاه‌ها و سفره‌های زیرزمینی استفاده می‌کنند. بیشتر دشت‌های استان کرمان ممنوعه هستند و ورودی آب به سفره‌های زیرزمینی آن‌ها کمتر از خروجی آن‌هاست. به همین دلیل پدیده فرونشست رخ می‌دهد. 

وی توضیح داد: پدیده فرونشست ممکن است به صورت تدریجى یا ناگهانى به طور طبیعى یا در اثر فعالیت بشر ایجاد شود. شهر کرمان در بخش شمالى دشت کرمان، روى رسوبات آبرفتى در محیط پلایایى یا دریاچه های خشک گسترش یافته است. در سطح سازه‌ها و ساختمان‌ها ترک خوردگی‌هاى متعددى دیده می‌شود که نشان‌دهنده نشست زمین در شهر هستند، تراکم قنوات در بخش‌هایی از شهر نیز بسیار زیاد است که می‌تواند مخاطره‌آمیز باشد.

دکتری زمین‌شناسی با بیان اینکه خطر فرونشست در بخش شرقى شهر کرمان اغلب به دلیل افت سطح آب زیرزمینى و جنس رسوبات تشکیل دهنده زمین است، گفت: خطر فرونشست زمین در بخش غربى و شمال غربى شهر به دلیل انحلال لایه‌هاى تبخیرى و ایجاد فضا‌های خالی است. در محدوده‌هاى شمال، جنوب و جنوب شرقى شهر نیز خطر فرونشست، ناشى از قنوات است.

باید با مدیریت صحیح منابع آبی، اصلاح الگوی کشت و شیوه آبیاری، تزریق آب به سفره‌های زیرزمینی (تغذیه مصنوعی آب‌های زیرزمینی) پدیده فرونشست و آثار آن را تحت کنترل درآورد

به گفته وی، تاکنون در جنوب شرقى شهر کرمان، نزدیکى میدان بیرم‌آباد، جنوب شهر، هفت باغ و چوپار فرونشست زمین دیده شده است. شواهدی از افت سطح آب زیرزمینی در ناحیه شمال شرق شهر به طرف جاده کوهپایه نیز وجود دارد. 

مناطق دارای فرونشست در استان کرمان

قاسم شیرازی یادآور شد: از آنجا که استان کرمان در اقلیم خشک و نیمه خشک قرار دارد و در این استان مناطق هموار در کنار مناطق مرتفع با خاک رسی قرار گرفته‌اند زمین در معرض فرونشست است.

عضو هیئت علمی دانشگاه آزاد اسلامی کرمان ادامه داد: قنات‌های غیرفعالی که در زیرزمین‌های شهر کرمان وجود دارند و به صورت مناسب پرنشده‌اند نیز خطر فرونشست زمین در این شهر را افزایش می‌دهند. کنترل فرونشست زمین بسیار دشوار است؛ زیرا لایه‌های رسی زمین در اثر تراکم، ضخامتشان کم می‌شود و پس از آغاز فرونشست، نشست زمین سرعت می‌گیرد و در ادامه کندتر و در نهایت تقریباً متوقف می‌شود.

به گفته دکتری زمین‌شناسی، سفره‌های آب زیرزمینی در استان کرمان سالانه ۶۰ سانتیمتر افت پیدا می‌کند که علاوه برکیفیت روی میزان برداشت آب تأثیر بسیار منفی می گذارد.

وی اضافه کرد: اکنون بیشتر مناطق جنوب و جنوب غربی استان کرمان از جمله دشت دولت‌آباد ارزوییه، قلعه‌گنج، منوجان، فاریاب، رودبار، جیرفت و عنبرآباد، سیرجان در غرب استان و فهرج و نرماشیر در شرق استان با پدیده فرونشست درگیرند. در شمال استان هم از ۵۰ سال پیش فرونشست در حال وقوع است اما سال‌های اخیر این روند کاهش یافته است.

قاسم شیرازی با بیان اینکه کرمان سابقه ثبت نخستین فرونشست گسترده زمین را دارد که اکنون نماد آن در دشت اختیارآباد قابل مشاهده است، گفت: فروچاله‌ای بسیار عظیم در این منطقه ایجاد شده که البته این مسئله نیز در شمال غرب شهر کرمان روی داده است.

عضو هیئت علمی دانشگاه آزاد اسلامی توضیح داد: متوسط سالانه فرونشست منطقه بهرمان حدود ۳۰ سانتی‌متر در مساحتی به وسعت ۲۸۱ کیلومتر مربع در قسمت میانی دشت برآورد شده است. مقایسه میزان فرونشست با تغییرات سطح آب استخراج شده از چاه‌های پیزومتریک هم نشان می‌دهد که پایین آمدن ۲.۳ سانتی متر آب زیرزمینی‌ می‌تواند فرونشستی معادل یک سانتی‌متر را در این دشت ایجاد کند.

مخاطرات فرونشست زمین

وی مرگ آبخوان‌ها را یکی از مخاطرات فرونشست زمین عنوان کرد و گفت: شوری آب از دیگر مخاطرات است. افت سطح آب علاوه بر فرونشست زمین باعث نفوذ آب زیرزمینی از افق‌های پایین‌تر به لایه‌های بالایی می‌‌شود و با توجه به افزایش میزان املاح محلول آب در لایه‌های آبدار عمیق‌تر، میزان شوری افزایش و به‌عبارتی دیگر، کیفیت آب‌های زیرزمینی کاهش می‌باید.

به گفته دکتری زمین‌شناسی، افزایش شوری آب استحصالی، خاک‌های کشاورزی سطحی را تحت‌ تأثیر قرار داده و کیفیت راندمان و محصولات کشاورزی را کاهش می‌دهد. 

قاسم شیرازی از بین رفتن دشت‌ها و آبرفت‌ها را از دیگر مخاطرات فرونشست زمین دانست و گفت: با از بین رفتن دشت‌ها و آبرفت‌ها، لایه‌های زمین متراکم می‌شوند؛ در سطح زمین شکاف‌ها و شکستگی‌هایی اتفاق می‌افتد که مردم عموماً آن‌ها را می‌بینند؛ اما در زیرزمین لایه آبرفتی از بین می رود.

عضو هیئت علمی دانشگاه آزاد اسلامی کرمان با بیان اینکه فعال‌شدن گسل‌‌ها از دیگر مخاطرات فرونشست زمین هستند و این خطر از پیامد‌های برداشت بی‌رویه آب از سفره‌های زیرزمینی ایجاد شده است، ادامه داد: آسیب به ﻣﻨﺎﻃﻖ ﺷﻬﺮى از دیگر مخاطرات است و شهر‌ها ﺑﻪ دﻟﯿﻞ ﺗﺮاکم ﺟﻤﻌﯿﺖ، ﺳﺎﺧﺘﻤﺎﻧ‌ﻬﺎ و ﺷﺮﯾﺎن‌ﻫﺎى ﺣﯿﺎﺗﻰ آﺳﯿﺐ پذیرﺗﺮ هستند.

به گفته وی، فرونشست ﻣﻰ‌ﺗﻮاﻧﺪ ﺑﻪ ﺧﯿﺎﺑﺎﻧ‌‌‌ﻬﺎ، پلﻫﺎ و ﺑﺰرگراﻫ‌‌ﻬﺎ، ﺧﻄﻮط آﺑﺮﺳﺎﻧﻰ، گاز و ﻓﺎﺿﻼب خسارت زده و ﺑﻪ پی ﺳﺎﺧﺘﻤﺎﻧ‌‌‌ﻬﺎ آﺳﯿﺐ رﺳﺎﻧﺪه و ﻣﻮﺟﺐ ﺗﺮک در آﻧﻬﺎ شود.

راهکاریی برای جلوگیری از فرونشست زمین

دکتری زمین‌شناسی خاطرنشان کرد: در استان کرمان مشکل فرونشست زمین را به صورت وسیع از ۴۰ سال پیش داشتیم و درآینده نیز وجود خواهد داشت؛ اما در نقاطی که هنوز قنات‌ها دایرند و چاهی حفر نشده شرایط بهتر است.

قاسم شیرازی تأکید کرد: نشست زمین باید متوقف شود در غیر این صورت آسیب‌های قابل ملاحظه‌ای به زیرساخت‌های شهری، مزارع و باغ‌های کشاورزی وارد می‌کند و راهکار مناسب برای با این خطر جلوگیری از اضافه برداشت آب‌های زیرزمینی است. راهکار‌های دیگر پرکردن سریع شکاف‌های ایجادشده در نقاط مستعد و ایجاد سازه‌هایی با شناژ و کف سازی مناسب است.

این عضو هیئت علمی دانشگاه اضافه کرد: باید با مدیریت صحیح منابع آبی، اصلاح الگوی کشت و شیوه آبیاری، تزریق آب به سفره‌های زیرزمینی (تغذیه مصنوعی آب‌های زیرزمینی) پدیده فرونشست و آثار آن را تحت کنترل درآورد. فرونشست بر خلاف زلزله با اقدامات برنامه‌ریزی شده قابل کنترل است و در این زمینه باید اقدامات اساسی از سوی مردم و مسئولان انجام پذیرد؛ هرچند که تغذیه مصنوعی آبخوان‌های محصور امکان‌پذیر نیست.

تدوین مجموعه مقرراتی با عنوان «مقررات ملی فرونشست زمین» با استفاده از نظر متخصصان این حوزه و اجرایی‌شدن آن موجب کاهش خطرات فرونشست زمین در کشور می‌شود

وی یادآور شد: تا زمانی که بین مصرف و برداشت منابع آب زیرزمینی تعادل برقرار نشود، فرونشست زمین ادامه خواهد داشت؛ اما ممکن است نرخ رشد آن با محدودیت برداشت و افزایش بارندگی تغییر کند.

قاسم شیرازی، تغذیه مصنوعی آبخوان‌ها را راه دیگری برای مقابله با پدیده فرونشست دانست و بیان کرد: وسعت پهنه‌های فرونشست زمین، نرخ سالانه و میزان فرونشست زمین، روندی افزایشی را در استان کرمان دارد و تاکنون به صورت متمرکز به نشست زمین پرداخته نشده است.

ضرورت پایش کرمان با روش های فناورانه

دکتری زمین‌شناسی گفت: استان کرمان باید با روش‌ها و فناوری‌های جدید، مورد پایش و اکتشاف قرار گیرد؛ یکی از اﺑﺰارﻫﺎی ﺗﻮاﻧﻤﻨﺪ برای پاﯾﺶ پدﯾﺪه ﻓﺮوﻧﺸﺴﺖ، روش «ﺗﺪاﺧﻞ‌ﺳﻨجی راداری» اﺳﺖ که ﻗﺎدر ﺑﻪ ﺑﺮداﺷﺖ ﻣﻨﻄﻘﻪ ﺑﺎ پوﺷﺶ وﺳﯿﻊ بوده و ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ روﺷ‌‌‌‌‌ﻬﺎی دیگر مانند نقشه‌برداری و تکنیک‌ﻫﺎی ﻧﻈﺎرت ژﺋﻮتکنیکی ﻣﻘﺮون ﺑﻪ ﺻﺮﻓﻪ‌ﺗﺮ اﺳﺖ.

عضو هیئت علمی دانشگاه آزاد اسلامی تأکید کرد: سازمان نقشه‌برداری باید برای اجرای شناسایی مناطق مستعد فرونشست اقداماتی انجام دهد و بانک جامع فرونشست زمین در استان کرمان تهیه شود. بخش دیگری از اقدامات مهم برای کاهش ریسک فرونشست زمین، کاهش در معرض قرارگیری سازه‌های احداثی در زون‌های فرونشستی است. 

وی خاطرنشان کرد: فرونشست زمین در دشت‌های استان کرمان تا سطح زیادی پیش رفته در حالی که راهکار قطعی برای جلوگیری از آن وجود ندارد؛باید با انجام اقداماتی زندگی خود را با این شرایط سازگار کنیم. تدوین مجموعه مقرراتی با عنوان «مقررات ملی فرونشست زمین» با استفاده از نظر متخصصان این حوزه و اجرایی‌شدن آن موجب کاهش خطرات فرونشست زمین در کشور می‌شود.