شکاف و فرونشست زمین، بحرانی جدی برای ایران

به گزارش حلقه وصل، در روزهای اخیر کلیپی در شبکه های مجازی از منطقه طاهرآباد در شمال شهر کاشان واقع در استان اصفهان منتشر شد که تعدادی فروچاله بزرگ و کوچک را که در امتداد چندین کیلومتر شکاف در زمین ایجاد کرده بود،  به تصویر می کشید.

فاجعه ای زیست محیطی در مناطق مختلف استان اصفهان و البته بیشتر استان های کشورمان که به گفته دکتر هدایت الله فهمی معاون سابق دفتر برنامه ریزی کلان آب و آبفای وزارت نیرو و رییس مرکز پژوهشی پژوه آب گستر وزارت علوم، تحقیقات و فناوری، این مساله در کشور ناشی از خشکسالی،  حفر بی رویه چاه های کشاورزی و صنعتی و اضافه برداشت از آب‌های زیرزمینی و کاهش ذخایر آبخوان ها است.

این پژوهشگر منابع آب کشورمان در گفت و گو با خبرنگار گروه دانشگاه و آموزش ایرنا با بیان اینکه، مشکل اخیر در منطقه طاهرآباد کاشان در استان اصفهان به دلیل اضافه برداشت آب از دشت کاشان است، افزود: به طور معمول زمین از هر ۱۰ متر و بسته به نوع خاک،  نیم تا یک متر نشست می کند.

فهمی، تنها راهکار جلوگیری از شکاف زمین و مبارزه با بحران فروچاله و فرونشت زمین در کشورمان را در وهله نخست کاهش برداشت آب های زیرزمینی و حفر چاه و البته تغذیه مصنوعی و تزریق آب به آبخوان ها ذکر کرد.

تفاوت فرونشست با فروچاله

اما این کارشناس حوزه آب در کشورمان با اشاره به تفاوت بین پدیده فرونشست زمین و فروچاله تاکید کرد: باید بین فرونشست که در یک منطقه نسبتا وسیعی اتفاق می افتد و فروچاله که حفرات مدور و نسبتا عمیق اما با شعاع کم هستند،  تفاوت قائل شد.

فهمی افزود: در واقع فرونشست بر اثر بهره برداری زیاد از آب های زیرزمینی توسط چاه ها اتفاق می افتد و فروریزش یا نشست سطح زمین به علل مختلف در مقیاس بزرگ است. فرونشست حرکت قائم رو به پایین سطح زمین است که گاها با بردار اندک افقی ناشی از ذوب یخ ها، خروج گدازه از پوسته زمین، فعالیت های معدنی و اضافه برداشت آب های زیرزمینی رخ می دهد.

وی با بیان اینکه، در حال حاضر بیش از ۹۰ درصد استان های ایران به دلیل قرار گرفتن در کمربند خشکی جهان با پدیده فرو نشست زمین مواجه شده اند، اظهار داشت: مدیریت نامناسب آب در کشور و برداشت بی رویه از سفره های آب زیرزمینی و توسعه آسفالت و کاهش نفوذ برف و باران و تغذیه زمین را به دنبال داشته است.

فهمی می گوید: خروج ذرات ریز خاک همراه آب به سطح زمین که به علت نامناسب بودن فیلتر اطراف چاه و قطر زیاد سوراخ های لوله آبکش اتفاق می افتد،  سبب افزایش تخلخل خاک و در نتیجه فرونشست زمین می شود.

وی اضافه کرد: پایین رفتن سطح آب زیرزمینی به میزان چند متر سبب برداشته شدن فشار آب منفذی در این ضخامت از خاک شده و تراکم خاک در اثر افزایش فشار موثر در لایه های خاک را به دنبال دارد.

فهمی بیان کرد: نرخ فرونشست با میزان افت آب زیرزمینی و ضخامت رسوبات ریز دانه به ویژه رس رابطه مستقیم دارد. اضافه برداشت از آبخوان باعث می شود که فشار تعادلی منفذی آب کاهش پیدا کرده و در نتیجه وزن لایه های فوقانی، نشست زمین در مقیاس وسیعی رخ دهد.

این کارشناس حوزه آب، فرسایش خاک و از بین رفتن قابلیت کشت محصولات کشاورزی را از تبعات اصلی فرونشست ذکر کرد و در خصوص فروچاله ها گفت: فروچاله‌ شامل فرورفتگی سطح زمین به صورت بیضی و کروی و دارای دیواره‌هایی با شیب تند در ابعاد به‌ طور متوسط سه تا ده‌ها متر است که بر اثر گسیختگی لایه‌های سطحی اتفاق می افتد.

رییس مرکز پژوهشی پژوه آب گستر وزارت علوم، تحقیقات و فناوری، افزود: فروچاله‌ها اغلب در سنگ‌های کربناته شامل آهک و سنگ‌گچ پدیدار می شوند و شناسایی آنها به علت  این‌که قابل رؤیت نیستند، کار دشواری است. رخداد فروچاله به‌طور حتم نیاز به ریزش سقف یک حفره زیرزمینی دارد و روی سطح زمین نیز به صورت واضح قابل رؤیت است درحالی که در پدیده فرونشست ممکن است زمینی به وسعت یک دشت درگیر شود و آثار آن بصورت واضح قابل رویت نباشد.

وضعیت برداشت از آبخوان های زیرزمینی چگونه است؟

این پژوهشگر منابع آب کشورمان گفت: در طول دو دهه گذشته هر سال به طور متوسط سالانه حدود ۶ میلیارد مترمکعب اضافه برداشت آب در کشور صورت گرفته است که به شکل تجمعی، حجمی بالغ بر ۱۵۰ میلیارد مترمکعب کسری آب در کشور را شامل می شود.

فهمی با اشاره به اینکه، در حال حاضر بیش از ۹۰ درصد مصارف آب های کشور در حوزه کشاورزی مصرف می شود، تصریح کرد: متاسفانه با توجه به مساحت کشور به طور میانگین در هر ۱.۵ کیلومتر مربع کشور یک چاه حفر شده است.

دشت‌های کشور دست به گریبان با فرونشست و فروچاله

معاون سابق دفتربرنامه ریزی کلان آب و آبفای وزارت نیرو و رییس مرکز پژوهشی پژوه آب گستر وزارت علوم، تحقیقات و فناوری در ادامه اظهار داشت: بارگذاری و اضافه برداشت بیش از میزان تجدیدشوندگی منابع آب زیرزمینی، در حدود ۴۸۰ دشت از ۶۰۹ دشت کشور باعث بحرانی و ممنوعه شدن استفاده از آنها و در برخی از دشت ها باعث رخداد فرونشست و فروچاله شده است.

معاون سابق دفتر برنامه ریزی کلان آب و آبفای وزارت نیرو خاطرنشان کرد: خشکسالی های چند سال اخیر نیز باعث تشدید بحران آب های زیرزمینی شده است. نتایج بررسی های انجام شده نشان می دهدکه شرایط ویژه در سنگ بستر آهکی و وجود دی اکسید کربن بیشتر از ۱۵۰۰ میلی گرم در لیتر، عامل اصلی توسعه کارست در منطقه است.

وی افزود: وجود حفره های انحلالی بزرگ، مجاری آب، سیستم درز و شکاف وسیع در سنگ بستر و پمپاژ آب موجود در آنها عامل اصلی ایجاد فروچاله‌ها است و عواملی همچون ماسه شویی لایه ها، خروج ماسه های ریز، رس و حتی گاز از چاه ها و افت سریع سطح آب زیرزمینی در تسریع وقوع فروچاله‌های منطقه ای دخیل هستند.  گاهی در شهرها علاوه بر عوامل بیان شده، وجود قنوات یا شکستگی خطوط توزیع آب در ناحیه می تواند باعث به وجود آمدن فروچاله شود.

تبعات اضافه برداشت از آبخوان‌های زیرزمینی به گفته رییس مرکز پژوهشی پژوه آب گستر وزارت علوم

. تشدید بحران تامین آب شرب در شهرها و روستاها

• کاهش توان تغذیه پذیری آبخوان ها

• شوری بیشتر آب و خاک

• افزایش فزاینده هزینه‌های کشاورزی بدلیل پمپاژ از اعماق بیشتر و افزایش مصرف انرژی به دلیل افزایش عمق سطح ایستابی

 • کاهش راندمان محصولات کشاورزی و درآمد کمتر کشاورزان

• به خطر افتادن اراضی باغی و از بین رفتن اراضی زراعی

 • خشک شدن باغات و مزارع (حدود پنج میلیون هکتاراز اراضی آبی توسط منابع آب های زیرزمینی آبیاری می شوند و به عنوان نمونه در سال های اخیر سالیانه هفت هزار هکتار از باغات پسته در کرمان و نیز کلیه باغات شیرامین در حوزه دریاچه ارومیه خشک شده است)

• مهاجرت های عظیم مردم از مناطق بحران زده به طرف مناطق پرآب‌تر

• خشک شدن چشمه ها، قنوات، چاه ها، رودخانه ها، تالاب ها و ...(بطور متوسط ظرف ۱۰ سال گذشته ۴۰ درصد آبدهی منابع آب زیرزمینی کاهش یافته است)

• بلااستفاده ماندن ۲۹۶ هزارکیلومتر از شبکه های آب و فاضلاب که آب زیرزمینی در آن جریان دارد

• افت کیفی منابع آب زیرزمینی ناشی از پیشروی آبهای شور

• افزایش کف شکنی و جابجایی چاه ها (سالیانه حدود ۱۲۰۰ کیلومتر کف شکنی در کشور انجام می شود)

• مهاجرت مردم و حاشیه نشینی در اطراف شهرهای بزرگ که منجر به بروز ناهنجاری های اجتماعی و سیاسی امنیتی در کشور خواهد شد از تبعات خشک شدن منابع آب موجود و عدم امکان تامین آب برای شرب، بهداشت و اشتغال است.

• به خطر افتادن امنیت ملی کشور علاوه بر امنیت غذایی

• نشست زمین و از بین رفتن مخازن طبیعی آب های زیرزمینی و آسیب دیدن ساختمان ها و تاسیسات زیربنایی کشور به دلیل فرونشست

پیشنهادهایی برای کنترل بحران آب و فرونشست زمین

- کاهش بهره برداری از منابع آب زیرزمینی (حداقل به میزان ۲۵ درصد) و جلوگیری از برداشت شن و ماسه در مناطق بالادست و در داخل محدوده فرونشست به علت اثر منفی این برداشت ها در تغذیه سفره آب زیرزمینی است.

- تغذیه مصنوعی و آبخوان داری در دشت های بحرانی

- رعایت حقآبه های زیست محیطی در مناطق به گونه ای که از آب های زیرزمینی و سطحی به گونه ای استفاده شود که تعادل لندفرم های ژئومورفولوژیکی منطقه حفظ شود.

- تخصیص درصدی از منابع آب از سرچشمه حوضه ها به پایاب حوضه ها و بهره برداری از منابع آب زیرزمینی در حد کمتر از میزان تغذیه آبخوان بیلان منفی ایجاد نمی شود و در نتیجه تعادل لندفرم های محیطی بر هم نخواهد خورد.

- تغییر اساسی در الگوی مصرف و بهره برداری از منابع آب زیرزمینی به ویژه در بخش کشاورزی و استفاده از روش های نوین آبیاری کشاورزی برای به حداقل رساندن مصرف و هدر رفت آب.

- کنترل دقیق سطح ایستابی آب های زیرزمینی، برای برنامه ریزی و جلوگیری از وقوع فروچاله

- باید از کف شکنی و حفاری در سنگ بستر خودداری شود

- برای جلوگیری از ماسه شویی چاه های آب باید از گراول پک مناسب استفاده شود

- از بهره برداری چاه هایی که در سنگ بستر حفاری شده و آبدهی بالایی دارند، جلوگیری شود

- توجه به خطر فروچاله، از ساخت‌وسازهای مسکونی، تجاری و کاربری های کشاورزی در مناطق پرخطر جلوگیری شود و این مناطق به عنوان مناطق ممنوعه قلمداد تا از ایجاد فروچاله های بیشتر ممانعت شود

- ایجاد تشکل های بهره برداران آب زیرزمینی و سپردن مدیریت آبخوان و بهره برداری و حفاطت از آبخوان به آنان