اصفهان مرکز فرونشست زمین در ایران
راه‌حل طرح
ایران رتبه چهارم فرونشست زمین را در میان کشورهای جهان به خود اختصاص داده است و در این میان رتبه نخست استان‌های درگیر فرونشست کشور نیز متعلق به استان اصفهان است. محققان سازمان زمین‌شناسی، اصفهان را پرمخاطره‌ترین منطقه و نماد فرونشست کشورنام‌گذاری کرده‌اند.
فرونشست در استان اصفهان چند سالی است که به بحران تبدیل شده است، بحرانی که اکنون دیگر تمام دشت اصفهان را در بر گرفته است و طبق آخرین گزارش‌ها، نرخ فرونشست سالانه زمین را در استان به میانگین، ۱۲ تا ۱۸ سانتی متر رسانده است.
گروه عمران و شهرسازی مرکز پژوهش‌های مجلس به تازگی گزارشی در خصوص فرونشست در استان‌های کشور منتشر کرده است. نتیجه تحقیقات در این گزارش نشان می‌دهد در اصفهان حدود ۱۰ هزار کیلومتر مربع شامل ۳۰,۳۰۰ واحد مسکونی و به طور ویژه پالایشگاه نیروگاه برق شهید منتظری، ورزشگاه نقش جهان، فرودگاه بین‌المللی شهید بهشتی، پست‌های خطوط انتقال نیرو فشار قوی، شهرک صنعتی محمودآباد، خطوط انتقال سوخت به فرودگاه نائین و سگزی، خطوط قطار شهری به ویژه خط اصفهان به شاهین شهر و ابنیه تاریخی مانند پل روی رودخانه زاینده رود به شدت در معرض تهدیدهای ناشی از فرونشست زمین هستند.
آسیب فرونشست زمین به ۴۰۸ کلاس درس در استان اصفهان
یکی دیگر از نقاط قابل توجه در وضعیت پر مخاطره فرونشست دراصفهان، تحت خطر بودن گروه‌های سنی کودک و نوجوان و آسیب پذیری مدارس و کلاس‌های درس در بافت شهری این استان است. مدیرکل نوسازی مدارس استان اصفهان درتازه‌ترین گزارش خود در نشست خبری بیست و چهارمین جشنواره خیرین مدرسه ساز استان اصفهان در روز شنبه، ۱۷ دی‌ماه با اعلام اینکه ۴۰ مدرسه دراین استان براثر فرونشست زمین دچار آسیب دیدگی هستند و ۹۴ مدرسه نیز جزو مدارس خطرآفرین به شمار می‌آیند، گفت: از این تعداد ۴۶ مدرسه دستور تخلیه فوری و ۲۱ مدرسه با دستور تخلیه و تخریب چند فضا قابلیت استفاده دارند و ۲۷ مدرسه با رعایت موارد ایمنی فعلا قابلیت استفاده تا یکسال آینده را دارند. آمار عجیبی که گویای عمق پیشرفت فرونشست در دهه‌های اخیر و شدت افزایش این بحران در مناطق استان اصفهان است.
دلایل پیشرفت فرونشست در اصفهان
اصفهان به دلیل برداشت بیش از حد منابع آب زیرزمینی توسط چاه‌های مجاز و غیرمجاز و همچنین خشک شدن زاینده رود در سال‌های اخیر، میزبان وضعیت بحرانی فرونشست است . در واقع آب‌های زیرزمینی این استان، که در طول میلیون‌ها سال بر روی همدیگر انباشته شده‌اند، به تدریج با برداشت‌های مکرر رو به نابودی رفته‌اند. این بدین معنی است که خشکی فقط روی زمین را در برنگرفته و زیرزمین نیز روز به روز به مناطق خشک می‌پیوندد که نتیجه آن، پدیده مخربی به نام فرونشست زمین است.
براساس گزارش‌های سازمان زمین شناسی، 65 درصد منابع آب زیرزمینی که در طول هزاران سال در دشت اصفهان ذخیره شده است در دهه های اخیر مصرف شده و دیگر در اختیار نیستند. با تداوم این روند، فرونشست تا ۱۵ سال آینده همه استان اصفهان را در برخواهد گرفت.
سجاد انتشاری، پژوهشگر حوضه مدیریت و حکمرانی منابع آب در آخرین گفت وگو خود با خبرنگار رکنا در همین رابطه می گوید: « اولین اقدام در بهبود شرایط فرونشست اصفهان این است که جریان رودخانه زاینده رود دوباره برقرار شود تا جریان آب باعث شود بخشی از آن نفوذ پیدا کند و دوم اینکه میزان برداشت از چاه های مجاز و غیر مجاز به اندازه آب تجدید پذیر آبخوان کنترل شود.»
این پژوهشگر منابع آبی تصریح می‌کند: « در حالی که رگ حیاتی شهر اصفهان خشکیده است، شمار زیاد چاه ثبت شده در محدوده شهری، زمین را از درون تهی می‌کنند؛ چاه‌هایی که مالکانشان یا اشخاص و کشاورزان هستند یا ادارات و شهرداری و البته کارخانه‌ها و صنایع. و این مسئله موجب شده است که اصفهان در میان تمامی استان‌های ایران دارای رتبه اول از نظر عمق بحران فرونشست زمین باشد . »
راهکار مقابله چیست؟
مرکز پژوهش‌های مجلس در ادامه گزارش خود به بررسی راهکارهای مقابله با فرونشست زمین با استفاده از تجربیات جهانی پرداخته است و یکی از اصلی‌ترین راهکارها برای نجات از خطرات فرونشست در این گزارش، مدیریت بهینه مصرف آب و احیای آب زیرزمینی دانسته شده است.
در ادامه این گزارش گفته شده « مقاوم‌سازی» به عنوان یک روش علاج بخش میان مدت باید در دستور کار قرار گیرد و به بیان دیگر با ایجاد تغییراتی در ساختار خاک یا طراحی زیرساخت‌ها از آسیب و خرابی زیرساخت‌ها جلوگیری شود.
این دسته از راهکارها شامل همان روش‌های بهسازی زمین به وسیله تغییر در خصوصیات و جنس خاک است که با مخلوط کردن مصالح مناسب و... انجام می‌شود و بنا به نظرات کارشناسی از روش‌های بهسازی خاک روش تزریق، روش میکروپایل، روش شمع‌گذاری، روش نیلینگ، بهسازی به کمک ژئوگرید و ژئوتکستایل، بهسازی با هدایت و تزریق آب‌های سطحی به داخل زمین و بهسازی پی زیرساخت‌ها و ساختمان‌های در معرض فرونشست به‌عنوان مهم‌ترین روش‌ها نام برده شده است.
در ادامه گزارش به برخی روش‌های جلوگیری از آسیب‌های فرونشست نیز بیشتر پرداخته شده است:
- بهسازی خاک به روش تزریق: بهسازی خاک به روش تزریق جهت افزایش ظرفیت باربری خاک، افزایش مقاومت بارگذاری جانبی شمع‌ها، جلوگیری از نشت آب و نشست در سازه به کار می‌رود. در این روش، ابتدا چاله‌هایی به فواصل معین حفر کرده، سپس درون چاله‌ها را با دوغاب همراه با فشار و سرعت بالا پر می‌کنند. با پرشدن فضای خالی یک لایه سخت میانی به وجود آمده و ناحیه ایزوله و محافظت‌شده ایجاد می‌شود که باعث کاهش نرخ فرونشست و حفظ زیرساخت‌های منطقه می‌شود. هرچند این روش از نظر پژوهشگران پرهزینه بوده و در مواقع خاص به کار می‌رود.
- بهسازی خطوط انتقال گاز: در این روش، نگهداری و بررسی‌های دوره‌ای برای کنترل فرونشست و اندازه‌گیری آن پیشنهاد شده است. بهسازی فرونشست با انحراف مسیر آب: پکن کلان‌شهری است که با کمبود جدی منابع آب همراه است و سرانه منابع آبی 1.8 سرانه ملی چین است و دوسوم منابع در اثر استخراج آبی آن از آب‌های زیرزمینی تأمین می‌شود. به همین علت برخلاف سایر نقاط چین که فرو نشست عمدتا توسط معادن ایجاد شده است، برداشت منابع آب زیرزمینی از عمده دلایل فرونشست در پکن است که طی سال‌ها با یک روند افزایشی در حال توسعه بود. در نهایت با اجرای طرح انحراف آب از جنوب به شمال، میزان استخراج آب‌های زیرزمینی تغییر پیدا کرده و باعث کاهش نرخ فرونشست شده است. یکی از راه‌های کنترل فرونشست در خطوط راه‌آهن بریتانیا، ساخت یک راه انحرافی به طول 1.8 کیلومتر بود که روی شمع‌های بتنی ساخته شود.
- کاهش نشست پایه پل با تزریق مصالح مناسب: براساس بررسی‌های انجام‌‌شده، مراحل و میزان نشست پایه‌های پل مشخص شد. جهت کنترل و علاج‌بخشی فرونشست در پایه‌های پل از طریق تزریق آب به آبخوان‌ها پیشنهادهایی ارائه شده است. مقاوم‌سازی خطوط لوله انتقال
- آب یا گاز در برابر فرونشست: برای کاهش اثر فرونشست بر لوله‌ها در جابه‌جایی افقی لوله‌های باریک، کافی است حداقل نصف بالای مسیر لوله‌ها پر نشود و اجازه حرکت کوتاهی را به لوله بدهد؛ اما در لوله‌های بزرگ انتقال آب یا گاز لازم است در چاله خط لوله، آب ریخته شود، زیرا آب باعث کاهش اصطکاک خاک و لوله خواهد شد.
- بهسازی پی ساختمان‌ها در برابر فرونشست: براساس پژوهشی که در سال 1400 برای حفاظت از ساختمان‌های موجود در مناطق گرفتار فرونشست و همچنین طراحی پی ساختمان‌های جدید انجام شده، پیشنهاد شده است که در مناطق گرفتار فرونشست تا زمانی که آیین‌نامه‌ای برای طراحی پی در دسترس نیست باید فرونشست مجاز بر مبنای بررسی محلی تعیین شود. در این گزارش تأکید شده است که در طراحی و انتخاب پی در مناطق دارای فرونشست توصیه شده که پی منفرد به کار نرود و برای ابعاد بیش از 20 متر از درز جدایی استفاده شود. همچنین در مناطق با احتمال شکاف از پی عمیق استفاده شود. به‌طورکلی در متغیرهای ژئوتکنیکی عدم قطعیت‌های مختلفی وجود دارد، اما مهم‌ترین متغیر نامطمئن در طراحی پی در مناطق گرفتار فرونشست، میزان مصرف آب زیرزمینی در یک منطقه و تغییرات تراز آب زیرزمینی در آینده است، به همین دلیل طراحی پی براساس ریسک توصیه شده است.
- در این گزارش تأکید شده است که مناطق گرفتار فرونشست به عنوان پهنه‌های ممنوعه توسعه و ساخت اعلام شوند و حتی‌الامکان در طرح‌های توسعه شهری و ملی ترجیحا از احداث سازه‌های مهم در مناطق با احتمال فرونشست زیاد خودداری شود.
- استفاده از سیستم‌های ساختمانی و با جزئیات اجرائی برای سبک سازی سازه بیش از پیش مورد توجه قرار گیرد و از احداث ساختمان‌های سنگین و بلندمرتبه با تعداد طبقات زیاد اجتناب شود. همچنین استفاده از بتن یا مصالح متخلخل در پیاده‌روها و خیابان‌ها جهت هدایت آب‌های سطحی و هدایت نزولات جوی و جلوگیری از هدررفت آن توصیه شده است. در همین زمینه تأکید شده است که استفاده از مصالح با درصد تخلخل بالا مانند بتن‌های متخلخل یا آسفالت متخلخل در اجرای پیاده رو یا خیابان‌های شهری در کشورهای پیشرفته در حال گسترش است.
- استفاده از مصالح نوین مانند باکتری‌ها و رزین‌ها برای تزریق و استحکام بخشی بستر زیرساخت‌ها از جمله فناوری‌های پیشرفته غیرتهاجمی و مقرون به صرفه هستند.