اجرای ذخیره بازیافت آبخوان می‌تواند به بهبود نسبی فرونشست زمین منجر شود

مهدی باقری گاوکش در خصوص مساله فرونشست زمین در گفت‌وگو با ایسنا اظهار کرد: براساس تعریف سازمان ملل متحد، فرونشست به معنی نشست تدریجی یا فرو ریزش ناگهانی سطح زمین در اثر حذف یا جابه جایی مواد در زیر سطح زمین است که بر اثر افزایش تنش موثر و کاهش فضای خالی لایه‌های خاک بوجود می‌آید.

وی با بیان اینکه پدیده فرونشست چالشی جهانی به شمار می‌رود که تاکنون در شهرهای مختلفی اتفاق افتاده است، بیان کرد: امروزه، مناطق مختلفی از جهان از این پدیده و همچنین تاثیرات منفی زیادی که بر بخش‌های مختلف داشته است، رنج می‌برند و مسلما در آینده نیز تعداد این اثرات بیشتر خواهند شد.  به گونه ای که بیش از ۱۱ شهر ساحلی کم ارتفاع در دنیا(جاکارتا در اندونزی، لاگوس در نیجریه، هیوستن،  ویریجینیا،  نیواورلئان ومیامی در آمریکا، داکا در بنگلادش، ونیز در ایتالیا،  بانکوک در تایلند، روتردام در هلند و اسکندریه در مصر وجود دارد که پیش بینی می‌شود تا پایان قرن حاضر به دلیل فرونشست، در معرض آبگرفتگی قرار خواهند گرفت.

این کارشناس ارشد مهندسی منابع آب دانشگاه تهران با اشاره به اینکه  هم‌مانند سایر کشورها،  ایران نیز از این قائده مستثنی نیست و براساس تحقیقات صورت گرفته در دشت‌هایی مانند جنوب تهران (۲۵ سانتی متر)، مشهد (۳۲ سانتی متر)  و یزد-اردکان (۱۲ سانتی متر)  بیشترین میزان فرونشست در طی سال‌های گذشته اتفاق افتاده است، خاطر نشان کرد: علاوه براین دشت‌هایی مانند مرند (۳۹ سانتی متر در سال)، دشت زرند-کرمان (۱۶ سانتی متر در سال)،  نیشابور (۱۵ سانتی متر در سال)،  ورامین (۱۴ سانتی متر در سال)،  میبد (۱۲ سانتی متر در سال)، رفسنجان (۱۰ سانتی متر در سال)، کبودرآهنگ (۸سانتی متر در سال)  و شهر اصفهان(۵.۲ سانتی متر در سال) نیز به دلیل برداشت زیاد از منابع آب زیرزمینی،  این پدیده را تجربه کرده‌اند و هر روز شاهد بروز چنین مخاطره‌ای در سایر مناطق کشور هستیم. به همین دلیل و با توجه به اهمیت و نقش فرونشست در زندگی جوامع مختلف،  نیاز به یک بررسی کامل و جامع در مورد پیامدها، مکانسیم، روش‌های بررسی، اثرات و عوامل ایجاد کننده پدیده  فرونشست براساس تمام مطالعات صورت گرفته در جهان و به منظور افزایش دانش عمومی و تخصصی در مورد این مخاطره زمینی و سپس ارائه راهکارهایی برای مدیریت مناسب، کنترل و کاهش اثرات آن لازم بود.

باقری گاوکش  ادامه داد: با مطالعه‌ای که با همکاری مشترک تیم تحقیقاتی از دانشگاه‌های تهران و صنعتی شریف و براساس مطالعه ۵۴۱ مقاله چاپ شده در ژورنال‌های معتبر دنیا در ۴۱ کشور جهان،  برای اولین بار پدیده فرونشست، تغییرات مکانی، محرک‌های اصلی و اثرات آن در ابعاد مختلف به صورت جامع بررسی شد که نتیجه  بررسی در سطح دنیا، در قالب یک مقاله علمی-پژوهشی مروری در یکی از ژورنال‌های معتبر بین‌المللی پایگاه اطلاعات الزویر در زمینه محیط زیست Science of Total Environment  با ضریب تاثیر بالا که جزو ژورنال‌های تاپ در این زمینه محسوب می‌شود (Q۱) به چاپ رسیده است.

عامل انسانی و طبیعی در پدیده فرونشست

وی عوامل فرونشست را دو دسته انسانی و طبیعی عنوان کرد و با اشاره به اینکه  نقش عوامل انسانی در این مخاطره در سراسر دنیا،  ۷۷ درصد و نقش عوامل طبیعی ۲۳ درصد بوده است، گفت: عوامل انسانی فرونشست شامل برداشت از منابع آب زیرزمینی (۶۰درصد از کل موارد) تغییرات کاربری اراضی (۹درصد)، برداشت نفت و گاز (۴درصد) و استخراج معدن (۴درصد) و عوامل طبیعی نیز عبارتند از: تراکم/تلفیق لایه ها (۱۰درصد)، فعالیت‌های طبیعی(۷درصد)، تکتونیک (۴ درصد) و گسل (۲درصد) و در گسترده جهانی، ۶۰ درصد فرونشست‌ها به خاطر برداشت زیاد از منابع آب زیرزمینی بوده است.

باقری گاوکش با بیان اینکه درصد بالایی (۴۷درصد) از فرونشست‌ها در دشت‌های ساحلی و نواحی دلتایی رودخانه اتفاق افتاده است، بیان کرد: براساس نتایج پژوهشگران، بیشترین مقدار فرونشست در مناطقی مانند شرق چین، دشت مرند در شمال غربی ایران، خلیج تگزاس در جنوب آمریکا، شمال جاکارتا در اندونزی و مکزیکوسیتی در کشور مکزیک اتفاق افتاده است.

رابطه مستقیم فرونشست با برداشت از سفره‌های آب زیرزمینی

این کارشناس ارشد مهندسی منابع آب دانشگاه تهران با تاکید براینکه  رابطه  مستقیمی بین متوسط سالانه فرونشست با برداشت از سفره‌های آب زیرزمینی و افت سطح آب زیرزمینی وجود دارد، تصریح کرد: به صورت کلی روش‌های پایش مقدار فرونشست در سطح جهان به دو دسته کلی ارزیابی زمینی (بررسی‌های زمین‌شناسی، اندازه‌گیری در سطح زمین، استفاده از سیستم موقعیت یاب جهانی(GPS و مدلسازی) و استفاده از روش‌های سنجش از دور مانند استفاده از ماهواره و رادار طبقه بندی می‌شوند که در مطالعات صورت گرفته سهم روش‌های ارزیابی زمینی ۶۸ درصد و سنجش از دور ۳۲ درصد است.

وی با بیان اینکه مساحت تحت تاثیر فرونشست در نقاط مختلف جهان از ۱۰۰ تا بیش از ۵۰ هزار کیلومتر مربع متغیر است که بیشترین مساحت به دشت‌هایی مانند القصیم در عربستان، دره مرکزی در آمریکا، دشت هبی و دشت شمال چین و کمترین مساحت را دشت یزد – اردکان در ایران، قاهره در مصر، دشت سیباری در ایتالیا اختصاص دارد، اضافه کرد: علاوه براین رابطه مستقیمی بین مساحت دشت ها و متوسط سالانه فرونشست نیز وجود دارد.

باقری گاوکش گفت: در حالت کلی هر دو نوع آبخوان آزاد و محصور تحت تاثیر فرونشست قرار می‌گیرند و آبخوان‌های کم‌عمق رسی بیشتر تحت تاثیر این پدیده هستند.

چهار دلیل در پدیده فرونشست نقش دارد

وی با اشاره به پیامدهای پدیده فرونشست اظهار کرد: شواهد علمی نشان می‌دهد که در مناطقی مختلفی از دنیا، پدیده فرونشست تاثیرات منفی را بر بخش‌های مختلف گذاشته است و براساس مطالعه مقالات علمی،  می‌توان این اثرات را در چهار بخش کلی تاثیرات زمین شناسی، محیط زیستی، هیدروژئولوژیک و اقتصادی طبقه‌بندی کرد.

این کارشناس ارشد مهندسی منابع آب دانشگاه تهران بیان کرد: تاثیرات زمین شناسی شامل ایجاد درز و شکاف زمین،  متراکم شدن لایه‌های سطحی و زیرین زمین، کاهش ارتفاع سطح زمین، بهم خوردن نقاط ثابت ارتفاعی در عملیات نقشه‌برداری است؛ تاثیرات محیط زیستی شامل افزایش پتانسیل سیل خیزی به دلیل کاهش ارتفاع زمین، تغییر در شیب کانال ها، تغییر در فعل و انفعالات شیمیایی بین آب و سنگ در مناطق تحت تاثیر فرونشست، تغییر در کیفیت شیمیایی پارامترهای آب زیرزمینی، تغییر در مورفولوژی سطح زمین، غرقاب شدن زمین‌های کشاورزی، تغییر مسیر رودخانه‌ها، کاهش کیفیت آب زیرزمینی، افزایش طغیان رودخانه‌های ساحلی، تغییر در مکانیسم نفوذ آب سطحی به داخل خاک، کاهش ظرفیت رودخانه‌ها، افزایش سطح آب در مناطق ساحلی، احتمال افزایش سیل‌خیزی در سیستم متروهای زیرزمینی است؛ تاثیرات هیدروژئولوژیکی شامل خرابی جداره چاه، تغییر تخلخل و نفوذپذیری به دلیل تغییر شکل خاک، تغییر میدان نشت آب در خاک، تغییر میدان تنش، تغییر خصوصیات منافذ آب به داخل خاک، تغییر در مشخصات نفوذ آب دریا به داخل سفره آب زیرزمینی و تغذیه مصنوعی آن، تغییر تخلخل رسوب و هدایت هیدرولیکی، افزایش ضخامت منطقه غیراشباع، تخلیه آب ذخیره شده توسط سفره آب زیرزمینی، آسیب رساندن به چاه های پمپاژ بیرون زده شده و کاهش ظرفیت ذخیره سفره آب زیرزمینی است و در نهایت تاثیرات اقتصادی شامل خسارت به میراث باستانی و فرهنگی،  لطمه به توسعه پایدار اقتصادی از طریق آسیب زدن به زیرساخت‌های سطحی و زیرزمینی، در معرض خطر قرار گرفتن یا تخریب خطوط لوله‌های انتقال،  ایجاد مشکلات در سازه‌های مهندسی،  پل‌ها، ترک خوردن یا فروریختن سازها؛ علاوه براین منجر به خسارت شدید و پرهزینه به ساختمان‌ها، جاده‌ها و خطوط ریلی، شبکه مترو، تضعیف عملکرد یا شکستن سیستم‌های زهکشی و فاضلاب شهری، جدایی زمین و پیاده‌روها از ساختمان‌های مجاور است.

برای پدیده فرونشست نمی‌توان نسخه واحدی برای همه مناطق پیچید

باقری گاوکش به راهکارهای عملی برای کاهش اثرات پدیده فرونشست در نقاط مختلف جهان اشاره کرد و با بیان اینکه عوامل متعددی در ارائه راهکارها دخیل هستند و نمی‌توان نسخه کلی را برای مناطق مختلف در نظر گرفت،  زیرا شرایط هرمنطقه متفاوت و منحصر به فرد است و ارائه راهکارها بایستی براساس شناخت کافی از منطقه و بهره مندی از تجارب مفید دیگران باشد، افزود: با توجه به اهمیت و نقش فرونشست، دراین تحقیق تمامی راهکارهای علمی و عملی انجام شده در مناطق تحت تاثیر فرونشست در سطح دنیا  مورد بررسی قرار گرفت که به صورت کلی راهکارهای زیر توسط بیشتر پژوهشگران ارائه و پیاده‌سازی شده است که به نظر می‌رسد می‌توان از آنها به عنوان یک نقشه راه برای ارزیابی، مدیریت مناسب، کاهش اثرات و پیامدهای ناشی از پدیده فرونشست استفاده کرد.

بیشترین مصرف آب زیرزمینی در بخش کشاورزی است 

وی با بیان اینکه با در نظر گرفتن برنامه‌ریزی مناسب می‌توان اصولی را برای کاهش وسعت فرونشست زمین در نظر گرفت، گفت: به عنوان مثال، وجود قوانین کنترل و کاهش برداشت از منابع آب زیرزمینی، واردات آب‌های سطحی، اجرای سیاست قیمت‌گذاری برای پمپاژ آب‌های زیرزمینی، اجرای قوانین دقیق آب‌های زیرزمینی و اجرای پروژه‌های ذخیره بازیافت سفره‌های آب زیرزمینی(تغذیه آب به داخل سفره آب زیرزمینی در زمانی که به آن نیاز نداریم و برداشت مجدد از آن در زمان نیاز) و ضرورت دارد در آینده   نزدیک به اجرای سناریوی پمپاژ بهینه در مناطقی از جهان که از نظر کشاورزی فعال هستند، توجه بیشتری کرد زیرا طبق بررسی‌های صورت گرفته، بیشترین مصرف آب زیرزمینی در بخش کشاورزی است به همین دلیل،  اجرای کامل و دقیق طرح ذخیره بازیافت آبخوان می‌تواند به بهبود نسبی فرونشست زمین منجر شود.

این کارشناس ارشد مهندسی منابع آب دانشگاه تهران گفت: باید در آینده برای مناطقی که تحت تاثیر فرونشست هستند،  تحقیقاتی به صورت اختصاصی صورت گیرد. این تحقیقات باید به گونه‌ای باشند که توجه ویژه‌ای را برای پذیرش سیاست‌ها به منظور محافظت از منابع آب زیرزمینی بخصوص در مسائل هیدرولوژیکی، هیدروژئولوژیکی و هیدرولیکی داشته باشد.

استفاده ترکیبی از تکنولوژی‌های پیشرفته ابزاری برای شناخت دقیق از وضعیت فرونشست

باقری گاوکش با اشاره به اینکه برای اجرای موثر طرح‌ها به منظور رسیدن به استفاده پایدار از منابع آب زیرزمینی،  تهیه نقشه هایی در سطح ملی و توسعه نقشه‌های خطر(Risk Maps) بسیار موثر خواهد بود، عنوان کرد: استفاده ترکیبی از تکنولوژی‌های پیشرفته مانند روش‌های سنجش از دور و مطالعات زمینی باعث شناخت دقیق ما از وضعیت فرونشست،  پیش بینی و مدیریت وضعیت منطقه در آینده می‌شود.

مواد تشکیل دهنده آبخوان‌ها نقش موثری را در اعمال راهکارهای مدیریتی دارند

این  پژوهشگر با بیان اینکه در مناطق مستعد فرونشست و به منظور کاهش پیامدهای ناشی از این پدیده،  می‌توان با کمک گرفتن از نگاه کارشناسی و علمی،  اقدامات پیشگیری و حفاظتی مناسبی برای تایید ایمنی ساخت و ساز و بهره‌برداری از پروژه‌های مهندسی صورت گیرد، اظهار کرد: سوالی که ممکن است مطرح باشد این است که برای دشت‌هایی که فرونشست در آنها رخ داده است آیا می توان با اعمال سیاست یا سیاست‌های مدیریتی نرخ فرونشست را کاهش داد یا معکوس کرد؟

وی یادآور شد: در پاسخ به این سوال باید گفت هر منطقه شرایط خاص خود را دارد و نمی‌توان یک راهکار را برای همه مناطق به کار برد اما نتایجی مشترکی در نقاط مختلف حاصل شده است که بیشتر پژوهشگران آن‌ها را تایید می‌کنند. به عنوان مثال، درصد بالایی از پژوهشگران اعتقاد دارند که مواد تشکیل دهنده آبخوان‌ها نقش موثری را در اعمال راهکارهای مدیریتی دارند. مثلا در آبخوان‌های درشت‌دانه که خاصیت الاستیسیته بیشتری دارند، با اعمال سیاست‌های مدیریتی نمی‌توان نرخ فرونشست را معکوس کرد اما می‌توان نرخ آن‌ها را کاهش داد.