فرونشست زمین یکی از مسائل مهم در علم مهندسی آب، جنگل‌داری، خاک‌شناسی و زمین‌شناسی است؛ مسأله‌ای که اکنون با توجه به وقوع تغییرات اقلیمی، افزایش میزان برداشت از سفره‌های آب زیرزمینی، کاهش تراز این منابع آبی به دلیل استفاده بی‌رویه و حفر چاه‌های عمیق و نیمه عمیق غیرمجاز به عنوان یک چالش و یا شاید یک ابرچالش برای ایران مطرح شده است.

فرونشست زمین به‌طور معمول بر اثر از بین رفتن ساختمان خاک و شسته شدن آن در لایه‌های زیرزمینی رخ می‌دهد و در نتیجه تبعات اقتصادی، اجتماعی و زیست‌محیطی به دنبال دارد؛ البته توپوگرافی هر منطقه و نوع خاک در نوع فرونشست‌ها مؤثر است، مثلاً در دشت‌های کوهپایه‌ای فرونشست به‌صورت غیر بحرانی و محدود رخ می‌دهد.

سقوط دکل‌های برق، سقوط خودروها یا حتی عابران پیاده در فروچاله‌ها، شکستن لوله‌های گاز و یا خروج قطار از ریل نمونه‌هایی از آثار فرونشست زمین است که از آن به‌عنوان «زلزله خاموش» یاد می‌شود. برداشت بی‌رویه آب از منابع زیرزمینی موجب شده که ۴۰۰ دشت از ۶۰۹ دشت کشور با این بحران روبرو شوند ، آن گونه که علیرضا شهیدی رئیس سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی می‌گوید: زبانه‌های این بحران حالا دیگر محدود به دشت‌ها نیست و به داخل شهرهایی همچون اصفهان و تهران هم کشیده شده است.

به گفته شهیدی تا همین چند سال پیش در برخی از دشت‌های کشور روزانه یک میلی‌متر و سالانه حدود ۳۵ تا ۳۶ سانتی‌متر زمین نشست می‌کرد، برای درک بزرگی این عدد باید بدانید که اتحادیه اروپا فرونشست بیش از ۴ میلی‌متر در سال را به منزله شرایط بحرانی می‌داند.

فرونشست در استان اصفهان که همه دشت اصفهان را در برگرفته ، چندسالی است به بحران تبدیل شده و طبق گفته کارشناسان در صورت تداوم این وضعیت سالانه با ۱۲ تا ۱۸ سانتی‌متر فرونشست مواجه خواهیم بود. با تداوم این شرایط و جاری نشدن آب در رودخانه زاینده‌رود به‌عنوان یکی از مهم‌ترین عوامل مؤثر در پیشگیری از این بحران و از سوی دیگر تأثیر ۲۰ ساله خشکی بستر زاینده‌رود با بی‌توجهی بیش از پیش نسبت به این بحران، در سال‌های آتی شاهد تخریب خانه‌های مردم، ابنیه‌های شاخص و تاریخی و در نهایت سیمای اصفهان زیبا خواهیم بود.

کاهش سطح آب‌های زیرزمینی و رسوبات ریزدانه دو عامل اصلی فرونشست زمین

محسن رفیعی پژوهشگر و زمین‌شناس اظهار داشت: با توجه به رخداد فرونشست زمین در بیش از ۱۵۰ کشور دنیا، بررسی‌های علمی فراوانی در این زمینه انجام و یا در حال انجام است.

او افزود: یک روش علمی پُرکاربرد در مطالعه فرونشست زمین که امروزه در بسیاری از مراجع علمی و دانشگاهی در سرتاسر دنیا مورد استفاده قرار می‌گیرد، مدل‌سازی آبخوان است.

این پژوهشگر و زمین‌شناس گفت: طبق تحقیقات علمی، کاهش سطح آب‌های زیرزمینی و وجود رسوبات ریزدانه به عنوان دو عامل اصلی فرونشست زمین در نظر گرفته می‌شوند، در این روش ابتدا یک مدل نرم‌افزاری شامل شرایط زمین‌شناسی، جنس و اندازه رسوبات و آب زیرزمینی منطقه تشکیل می‌شود.

او ادامه داد: با توجه به اطلاعات مربوطه تغییرات سطح آب زیرزمینی و میزان ورود و خروج آب به آبخوان (بیلان) سعی می‌شود مدل تهیه شده با شرایط واقعی آبخوان انطباق داده شود.

رفیعی بیان کرد: پس از انطباق مدل با شرایط واقعی می‌توان با توجه به سناریوهای مختلف و با توجه به تغییرات میزان آب ورودی و خروجی آبخوان، تغییرات سطح آب زیرزمینی و به تبع آن فرونشست را در سال‌های آینده پیش‌بینی کرد.

تعریف ۴ سناریو برای فرونشست زمین در اصفهان

این پژوهشگر و زمین‌شناس ادامه داد: از آنجایی که در سالیان اخیر فرونشست زمین در محدوده شهر اصفهان و شهرهای مجاور به یک چالش جدی بدل شده است، طی تحقیقات انجام شده در گروه زمین‌شناسی دانشگاه اصفهان، شرایط فرونشست و تغییرات آب زیرزمینی در این محدوده مورد بررسی و مطالعه قرار گرفته است.

او گفت: به همین منظور در ابتدا با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای، فرونشست رخ داده در سال‌های گذشته اندازه‌گیری شد که نتایج نشان دهنده نرخ میانگین فرونشست ۲/۱ سانتی‌متر در سال و بیشینه میزان فرونشست تا حدود ۱۲ سانتیمتر در سال است.

رفیعی اضافه کرد: در مرحله بعد با توجه به وضعیت زمین‌شناسی و آب زیرزمینی منطقه، مدل آبخوان تشکیل و با شرایط واقعی انطباق داده شد، به منظور پیش‌بینی شرایط آب زیرزمینی و فرونشست در سال‌های آینده، چهار سناریوی احتمالی با بازه زمانی ۱۰ ساله مد نظر قرار گرفته و مدل با توجه به شرایط این سناریوها مورد استفاده قرار گرفت.

این پژوهشگر و زمین‌شناس افزود: در ابتدا فرض شد که میزان ورودی و برداشت از آبخوان اصفهان به منوال گذشته ادامه یابد، در این صورت میانگین افت سطح آب زیرزمینی منطقه معادل ۳۰ سانتی‌متر در سال و میانگین فرونشست به عدد فاجعه بار ۱۰ سانتی‌متر خواهد رسید.

او ادامه داد: در سناریوی دوم، ضمن ثابت در نظر گرفتن میزان برداشت از آب زیرزمینی توسط چاه‌ها، یک جریان حداقلی ثابت در رودخانه زاینده‌رود در نظر گرفته شد که نتایج نشان دهنده کاهش ناچیز روند افت سطح آب زیرزمینی به ۲۵ سانتیمتر در سال و ادامه روند فرونشست با میانگین ۶/۸ سانتی‌متر در بازه ۱۰ ساله است.

رفیعی خاطرنشان کرد: در سناریوی سوم با در نظر گرفتن جریان فصلی رودخانه زاینده‌رود، کاهش برداشت ۴۰ درصدی از منابع آب زیرزمینی به معنی کاهش ۴۰ درصدی برداشت از چاه‌های منطقه اعمال شد که نتایج نشان دهنده توقف تقریبی اُفت سطح آب زیرزمینی و رسیدن میانگین اُفت به عدد ۲ سانتی‌متر در سال و همچنین رسیدن میانگین فرونشست به ۴/۱ در ۱۰ سال است.

مهار فرونشست زمین در گرو بازیابی آب‌های زیرزمینی

این پژوهشگر و زمین‌شناس ادامه داد: در بهترین شرایط در نظر گرفته شده با کاهش ۴۰ درصدی برداشت از چاه‌ها، یک جریان حداقلی دائمی برای رودخانه زاینده‌رود در نظر گرفته شد، تحت این شرایط، نه تنها افت سطح آب زیرزمینی متوقف شده، بلکه باعث بالا آمدن سطح آب به میزان ۸ سانتی‌متر در سال خواهد شد؛ همچنین در این شرایط شاهد توقف روند فرونشست حداکثر یک سانتیمتر در ۱۰ سال خواهیم بود.

او با بیان اینکه بررسی نتایج این تحقیق نشان دهنده اهمیت کاهش برداشت از آب زیرزمینی همزمان با جریان رودخانه زاینده‌رود است، تصریح کرد: یکی از دلایل این موضوع وجود بالغ بر ۵ هزار حلقه چاه مجاز و غیرمجاز در محدوده آبخوان اصفهان برخوار است که حتی در صورت جریان دائمی آب رودخانه زاینده‌رود و تغذیه آبخوان توسط این رودخانه، برداشت بی‌رویه از این چاه‌ها مانع توقف افت سطح آب خواهد بود.

عضو هیأت علمی مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی هم با اشاره به تهیه گزارش ملی در خصوص فرونشست زمین در کل کشور گفت: ارزیابی‌ها نشان می‌دهد در کل کشور هیچ شهری به وسعت اصفهان در پهنه فرونشستی واقع نشده و در معرض قرارگیری المان‌های شهری، زیرساخت‌ها، آثار تاریخی در شهر اصفهان بیشتر از سایر شهرهای کشور بوده و بنابراین ریسک فرونشست زمین در اصفهان بسیار بالا است.

برای کنترل فرونشست زمان زیادی نداریم

علی بیت‌اللهی با بیان اینکه موضوع فرونشست زمین را به طور جدی از حدود ۶ سال پیش در پهنه اصفهان آغاز کردیم، گفت: فرونشست زمین هم از دیدگاه شناسایی پهنه‌های زمین و هم از دیدگاه راهکارها بررسی شد و نتیجه تحقیقات منجر به تهیه یک گزارش فرونشست ویژه زمین در اصفهان در ۱۶۵ صفحه شد که این گزارش تقدیم دولت شد.

او با بیان اینکه در انتهای این بررسی به ۲۲ طرح اجرایی کاهش خطر فرونشست زمین در اصفهان پرداخته شد، عنوان کرد: دیدگاه ما این بود اگر اصفهان به عنوان پایلوت طرح مقابله با فرونشست زمین انتخاب شود این طرح می‌تواند در کل کشور به عنوان یک الگو و راهنما در دستورکار قرار بگیرد چون تمام استان‌ها در معرض فرونشست زمین قرار دارند.

عضو هیأت علمی مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی با بیان اینکه از دیدگاه اجرایی برای مقابله با فرونشست زمین باید تلاش جدی برای تغذیه آب‌های زیرزمینی به عمل آید، ادامه داد: باید از دیدگاه مصرف یک تعادلی در میزان تغذیه آبخوان اصفهان برقرار شود در غیر این صورت اثرات فرونشست به صورت ترک خوردگی منازل مسکونی و زیرساخت‌ها در آینده ای نزدیک تشدید می‌شود.

او تصریح کرد: در ۲ سال گذشته پهنه فرونشستی اصفهان حدود ۲۰ درصد افزایش وسعت نشان می‌دهد و رفته رفته این وسعت بیشتر می‌شود و این پهنه فرونشستی حدود ۳ میلیون جمعیت را دربر گرفته است.

اصفهان باید به عنوان پایلوت مقابله با فرونشست زمین انتخاب شود

بیت‌اللهی با بیان اینکه بالغ بر ۳۸۵ مرکز آموزشی در شهر اصفهان و مراکز جمعیتی اطراف در پهنه فرونشست زمین هستند، گفت: براساس محاسبه کمی و مهندسی که انجام شد، جریان حداقلی زاینده‌رود به میزان ۱۵ مترمکعب الزامی است و اصلی‌ترین کاری که باید انجام شود جریان حداقلی برای کاهش تشدید فرونشست زمین در سال‌های آینده است.

افزایش ۲۰ درصدی پهنه فرونشست زمین در اصفهان

عضو هیأت علمی مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی با اشاره به چاه‌های آب اراضی بالادست سرچشمه‌های زاینده‌رود برای آبیاری باغات در دل کوهستان تصریح کرد: آبخیزداری که محلی برای آب‌خوردن اراضی باغی در شیب‌های تند کوهستانی شده، راندمان اقتصادی قابل مقایسه با خسارت‌های فرونشست در شهر اصفهان ندارد.

او ادامه داد: همه این موارد در قالب ۲۲ طرح اجرایی بررسی شده است و از سال ۱۴۰۰ تاکنون این سند به استانداری اصفهان، نمایندگان اصفهان، وزارت کشور و سازمان برنامه و بودجه ارائه شده است اما هیچ کاری در این زمینه انجام نشده، زحماتی که ما کشیدیم و برای آن وقت گذاشته‌ایم به این امید بود که اقداماتی برای کاهش فرونشست زمین انجام دهیم و تاکنون پاسخ مثبتی نگرفته‌ایم.

زمان زیادی برای اقدامات کنترلی فرونشست زمین نداریم

بیت‌اللهی با اشاره به فرونشست زمین در آثار تاریخی اصفهان گفت: تفاوت آثار تاریخی با سایر مستحدثات در این است که اگر اینها آسیب ببینند، دیگر امکان نوسازی وجود ندارد و ارزش هنری، تاریخی و فرهنگی از بین خواهد رفت، بنابراین، درباره این اماکن منحصربه‌فرد که گویای تاریخ سرزمین‌مان است، باید بسیار حساس‌تر رفتار شود.

عضو هیأت علمی مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی افزود: این پدیده مانند زمین‌لرزه نیست که یکباره رخ دهد و تمام شود بیم آن می‌رود که با استمرار آن به مرحله‌ای برسد که دیگر نتوان اقدامی انجام داد، این هشدار را به همه مسؤولان کشور و به‌ویژه در وزارت میراث‌فرهنگی می‌دهیم که زمان زیادی برای اقدامات کنترلی وجود ندارد.

سرپرست اداره کل حفاظت محیط زیست استان اصفهان نیز با اشاره به خسارت‌های وارد شده به محیط زیست استان گفت: با خشک شدن و از دست رفتن تالاب بین‌المللی گاوخونی در پایین‌ترین نقطه پایاب زاینده‌رود، نابودی کشاورزی شرق استان بواسطه کمبود ذخیره آب سد زاینده‌رود و خشکی رودخانه، تغذیه سفره‌های آب زیرزمینی متوقف شد و به همین خاطر فرونشست ۱۶ تا ۲۵ سانتی‌متری دشت‌های آبی اصفهان و برخوار را شاهد هستیم.

احمدرضا لاهیجان‌زاده افزود: یکی از بالاترین نرخ‌های فرونشست زمین به ویژه تنها فرونشست در کلان شهر را، در اصفهان شاهدیم که از سمت رودخانه زاینده‌رود به سوی شمال استان و دشت برخوار و شاهین‌شهر در حال حرکت است.

او با تأکید بر اینکه پایداری سرزمین دارای اهمیت بالایی است، تصریح کرد: مسأله فرونشست زمین در اصفهان باید در اولویت اول استان قرار بگیرد، زیرا پایداری سرزمین مطرح است، شاید وجود یک معدن در منطقه‌ای برای منطقه‌ای تنش‌زا باشد، اما فرونشست زمین تمدنی را تحت تأثیر قرار می‌دهد.

مدیرکل مدیریت بحران استانداری اصفهان هم گفت: با توجه به اینکه مطالعات اولیه در خصوص وضعیت فرونشست زمین توسط مرکز تحقیقات راه و مسکن و شهرسازی برای دشت اصفهان برخوار تهیه شده، مقرر شد اعتبارات لازم برای اجرای طرح‌های کاهش خطر توسط سازمان برنامه و بودجه به استان تخصیص یابد.

منصور شیشه‌فروش اضافه کرد: با هدف پایش شرایط فرونشست در اصفهان پایش ۱۲۰ مدرسه در معرض خطر فرونشست با همکاری نوسازی مدارس و نظام مهندسی و مسکن تحقیقات و راه شهرسازی در حال بررسی است.

او با بیان اینکه پایش ورزشگاه نقش جهان و زمین‌های اطراف آن از نظر فرونشست زمین بررسی شده است، افزود: پایش خطوط انتقال گاز، تاثیرات فرونشست زمین در مسکن مهر، خطوط ریلی و تاب‌آوری آن‌ها و نیز پایش آثار تاریخی توسط مرکز تحقیقات راه و شهرسازی انجام شده است.

شیشه‌فروش تصریح کرد: با هماهنگی سازمان زمین شناسی نقشه‌های فرونشست زمین در دشت‌های کاشان، مهیار، برخوار، بادرود، نظنز، اردستان، گلپایگان تهیه شده و ۲۷ دستگاه جی پی اس در دشت اصفهان برخوار نصب شده است.

مدیرکل مدیریت بحران استانداری اصفهان با بیان اینکه درخواست استان تسریع در تخصیص اعتبار مصوب به استان برای اجرای طرح‌های اولویت‌دار پیشنهادی مرکز تحقیقات است، تأکید کرد: برای احیای آبخوان‌ها و جبران کسری منابع آب زیرزمینی لازم است وزارت نیرو به صورت ویژه برای اجرای طرح‌های تأمین آب استان و احیای رودخانه زاینده‌رود و تالاب گاوخونی، تأمین حقابه‌های قانونی زیست محیطی و کشاورزی زاینده‌رود اقدام و از بارگذاری‌های غیرقانونی و خارج از ظرفیت حوضه آبریز خودداری شود.

او با بیان اینکه بر اساس ارزیابی‌های متعدد نرخ فرونشست زمین بین ۱۰ تا ۱۸ سانتی‌متر در مناطق مختلف استان گزارش شده است، گفت: تغذیه نشدن آبخوان اصفهان از طریق زاینده‌رود سبب بیلان منفی شده است و با توجه به بالا بودن نرخ فرونشست در اصفهان و جمعیت بالای این شهر باید با نگاه ملی به این موضوع نگاه کرد.

شیشه‌فروش با اشاره به اقدامات انجام شده در راستای کنترل فرونشست در اصفهان عنوان کرد: اجرای طرح‌های الگوی کشت، آبیاری نوین، توسعه گخانه‌ها و روش‌های بهینه مصرف آب در بخش کشاورزی، حذف کاشت چمن در فضای سبز، جداسازی آب شرب از آب فضای سبز، بازچرخانی آب در صنایع، مصرف بهینه آب در بخش شرب، طرح‌های تعادل بخشی منابع آب، مسدود کردن چاه‌های غیرمجاز، تعدیل پروانه‌های چاه، تقویت تیم‌های گشت و نظارت و طرح های تعادل‌بخشی از جمله اقدامات انجام شده در راستای کنترل فرونشست زمین در اصفهان است.

مدیرکل مدیریت بحران استانداری اصفهان با اشاره به اینکه فرونشست زمین در شهر اصفهان توسط شهرداری در حال مطالعه است، افزود: در آینده نزدیک خروجی مطالعات نشان می‌دهد که کدام پهنه در خطر است و باید چه اقداماتی انجام شود.

او ادامه داد: بر اساس مطالعات مرکز تحقیقات راه و مسکن و شهرسازی، اصفهان باید پایلوت کاهش خطر فرونشست شود و رقم اولیه اجرای این طرح ۶۰ میلیارد تومان است که باید به استان تخصیص یابد تا اجرایی شود و هنوز این بودجه به استان تخصیص پیدا نکرده و سازمان برنامه و بودجه باید نسبت به تخصیص این اعتبار اقدام کند.

شیشه‌فروش تأکید کرد: سازمان نقشه‌برداری کشور با همکاری مرکز تحقیقات راه و مسکن و شهرسازی و مراکز دانشگاهی در دوره‌های زمانی ۶ ماهه باید نسبت به سنجش فرونشست زمین با استفاده از تکنیک دورسنجی و پردازش تصاویر ماهواره‌ای اقدام کنند.

مدیرکل مدیریت بحران استانداری اصفهان خاطرنشان کرد: سازمان زمین شناسی با همکاری مراکز دانشگاهی و محققان اقدام به اندازه‌گیری سالانه زمینی فرونشست زمین با استفاده از ایستگاه‌های جی پی اس حداقل در ۲۱ ایستگاه جانمایی اقدام کنند.

او ادامه داد: شرکت آب منطقه‌ای نسبت به حفر ۲۱ حلقه چاه پیزومتری تا رسیدن به سنگ کف منطقه با تعیین دقیق سطح ایستابی و ضخامت آبخوان و میزان تغییرات اُفت سطح ایستابی به بررسی اثرات آن بر فرونشست زمین در مدت زمان یکساله اقدام کند.

شیشه‌فروش تصریح کرد: کنترل و کاهش فرونشست زمین در اصفهان در گرو جریان دائمی زاینده‌رود و تالاب گاوخونی برای تعادل بخشی به آبخوان اصفهان و کاهش نرخ فرونشست زمین است و وزارت نیرو باید نسبت به احیای زاینده‌رود اقدام کند.

مدیرکل مدیریت بحران استانداری اصفهان ادامه داد: جریان دائمی زاینده‌رود می‌تواند تا حدی در راستای تقویت سفره‌های آب زیرزمینی و کاهش اثرات فرونشست زمین تأثیرگذار باشد.

او با بیان اینکه استحصال آب از چاه‌های دشت اصفهان باید با نصب کنتورهای هوشمند کنترل شود، بیان کرد: باید برنامه‌های پیشگیری و کنترل فرونشست زمین به صورت ملی برای استان اجرایی و مورد حمایت قرار گیرد.

شیشه‌فروش عنوان کرد: تأمین اعتبارات مورد نیاز استان برای اجرای طرح‌های تعادل‌بخشی منابع آب، اجرای طرح‌های تامین آب و احیای زاینده‌رود، بررسی موضوع فرونشست زمین در جلسات شورای عالی آب و کارگروه ملی سازگاری با کم آبی با تدوین برنامه‌های حمایتی و اجرایی ملی برای کاهش خطر و پیشگیری از تشدید آثار این پدیده در استان اصفهان مورد درخواست استان است.

مدیرکل مدیریت بحران استانداری اصفهان افزود: با مطالعات انجام شده از ۳۵ دشت مطالعاتی استان ۲۹ دشت استان با کاهش سطح آب‌های زیرزمینی مواجه شده و در دشت‌های اصفهان، برخوار، مهیار، دامنه، کاشان، گلپایگان، نجف‌آباد، اردستان، شهرضا، فلاورجان و بادرود اثرات فرونشست زمین ناشی از تخلیه آب‌های زیرزمینی آشکار شده و باعث بروز خسارت به بخشی از اراضی کشاورزی، راه‌ها، مدارس و اماکن مسکونی شده است.

برخلاف تصور عموم مردم و حتی بسیاری از مسؤولان فرونشست بر اثر استفاده بیش از اندازه در منابع زیرزمینی در یک سال حاصل نشده بلکه سالیان سال است که اضافه برداشت از منابع زیرزمینی در حال تکرار و تکرار شدن است. آنچه امروز شاهد آن هستیم حاصل همین دست درازی در طول سال‌های دراز بوده و نمی‌توان خشکسالی‌های چند سال اخیر را عامل اصلی آن دانست.

کارشناسان و مسؤولان در سال‌های گذشته، همواره بر مُخاطرات و تهدیدهای ناشی از گسترش فرونشست زمین در اصفهان هشدار داده‌اند؛ این هشدارها زمانی جدی‌تر شده است که آثار تخریبی فرونشست زمین بر ابنیه تاریخی و میراثی اصفهان خود را به مرور زمان نشان می‌دهد و هر روز تصاویر جدیدی از تَرک‌ها و نشست‌ها در آثار تاریخی مختلف این خطه منتشر می‌شود.

فرونشست زمین در مناطق گسترده استان اصفهان حاصل خشکسالی ۲۰ ساله، خشکی زاینده‌رود و برداشت‌های بی‌رویه از منابع آب‌های زیرزمینی است، با توجه به اینکه ابنیه تاریخی شهر هم تحت تأثیر فرونشست زمین قرار گرفته، باید رودخانه زاینده‌رود احیا و اجرای طرح‌های تأمین آب در دستور کار وزارت نیرو قرار گیرد.
منبع : فارس