لزوم مطالعه مخاطرات طبیعی در طراحی متروهای شهری
امین عمادی*
توسعه شهری در ایران باستان به دلیل وجود آب در دشت‌های آبرفتی و گسله، مشکلات زیادی در عصر حاضر در کلان‌شهرهای کشور به وجود آورده است. از طرفی گسترش شهرها خطر در معرض بودن سازه‌ها را افزایش داده است. از طرف دیگر برداشت آب زیرزمینی در کلان‌شهرها جهت تأمین آب شرب، صنعت و کشاورزی نیز باعث افزایش نرخ فرونشست در این دشت‌ها شده است. متأسفانه اکثر کلان‌شهرهای کشور جهت توسعه زیرساخت‌ها و سازه‌های زیرزمینی با دو پدیده گسلش و فرونشست مواجه هستند. بسته به انرژی آزادشده در یک رخداد لرزه‌ای و عمق زمین‌لرزه، گسیختگی ممکن است به سطح برسد. بنابراین نیاز است زون‌های گسله شناسایی و میزان جابه‌جایی محتمل آن بر اساس رخدادهای گذشته، روابط تجربی و روش‌های احتمالاتی برآورد شود. قطار شهری در زمان یک رخداد به‌سادگی می‌تواند از خط خارج شود. حال اگر رویداد همراه با گسلش باشد، این جابه‌جایی باعث تغییر شکل در ریل‌ها شده و عملا یکی از بهترین وسایل حمل‌ونقل اضطراری در زمان بحران از دست خواهد رفت. بنابراین می‌توان با به‌کارگیری روش‌های شناسایی سطحی و زیرسطحی زون‌های گسله فعال را شناسایی و تمهیدات لازم جهت مقاوم‌سازی این زون‌های گسله را اندیشید. فرونشست نیز مانند یک رخداد گسله نرمال در حاشیه‌های آنومالی فرونشست امکان ایجاد تغییر شکل در ریل و تونل را دارد. شناسایی زون‌های فرونشست، نرخ فرونشست و پایش مداوم این پدیده و مطالعه اثرات آن بر سازه‌های زیرزمینی کمک شایانی در کاهش خسارت‌های این پدیده در شریان‌های حیاتی را دارد. متأسفانه احتمال جابه‌جایی ناگهانی در تونل‌ها و در نهایت ریل‌ها بر اثر نشست وجود دارد که منجر به خارج‌شدن قطار و نهایتا رخداد فاجعه خواهد شد. در ژاپن از دهه‌های پیشین برای قطارهای سریع‌السیر خود سیستم‌های هشدار‌سریع زلزله برای مقابله با رخدادهای زلزله را طراحی و اجرا کرده‌اند. به این صورت که با نصب شتاب‌نگار بر روی قطارهای در حال حرکت با طراحی یک سیستم هشدار در محل، پس از دریافت موج فشاری و قبل از رسیدن امواج مخرب برشی سرعت قطار به‌شدت کاهش پیدا کرده و پس از چند ثانیه و اتمام لرزش، قطار به سرعت اولیه خود بازمی‌گردد. خوشبختانه در حوزه مهندسی مخاطرات در کشور کارهای مطالعاتی و کاربردی خوبی انجام شده است. همچنین دستورالعمل‌های خوبی هم در همین راستا توسط سازمان برنامه و بودجه و کمیته‌های تخصصی منتشر شده است که می‌تواند
به عنوان چراغ راه طراحی‌های آینده فضاهای زیرزمینی قرار بگیرد. در جنوب غربی تهران سالانه حدود
20 سانتی‌متر فرونشست را تجربه می‌کنیم، همچنین گسل‌های متعددی به‌صورت شرقی-غربی خطوط مترو را قطع کرده‌اند. در دشت مشهد تا گلبهار و چناران نرخ فرونشست درخور توجه است. در شیراز خطوط متروی در حال ساخت با گسل سبزپوشان تلاقی دارد. بنابراین نیاز است قبل از شروع هر پروژه شهری به‌ویژه فضاهای زیرزمینی به مخاطرات طبیعی و اثرات آنها بر این دست سازه‌ها پرداخت تا در زمان بحران، مخاطرات چندین‌برابر نشود.
* پژوهشگر حوزه طراحی فضاهای زیرزمینی و مترو
توسعه شهری در ایران باستان به دلیل وجود آب در دشت‌های آبرفتی و گسله، مشکلات زیادی در عصر حاضر در کلان‌شهرهای کشور به وجود آورده است. از طرفی گسترش شهرها خطر در معرض بودن سازه‌ها را افزایش داده است. از طرف دیگر برداشت آب زیرزمینی در کلان‌شهرها جهت تأمین آب شرب، صنعت و کشاورزی نیز باعث افزایش نرخ فرونشست در این دشت‌ها شده است. متأسفانه اکثر کلان‌شهرهای کشور جهت توسعه زیرساخت‌ها و سازه‌های زیرزمینی با دو پدیده گسلش و فرونشست مواجه هستند. بسته به انرژی آزادشده در یک رخداد لرزه‌ای و عمق زمین‌لرزه، گسیختگی ممکن است به سطح برسد. بنابراین نیاز است زون‌های گسله شناسایی و میزان جابه‌جایی محتمل آن بر اساس رخدادهای گذشته، روابط تجربی و روش‌های احتمالاتی برآورد شود. قطار شهری در زمان یک رخداد به‌سادگی می‌تواند از خط خارج شود. حال اگر رویداد همراه با گسلش باشد، این جابه‌جایی باعث تغییر شکل در ریل‌ها شده و عملا یکی از بهترین وسایل حمل‌ونقل اضطراری در زمان بحران از دست خواهد رفت. بنابراین می‌توان با به‌کارگیری روش‌های شناسایی سطحی و زیرسطحی زون‌های گسله فعال را شناسایی و تمهیدات لازم جهت مقاوم‌سازی این زون‌های گسله را اندیشید. فرونشست نیز مانند یک رخداد گسله نرمال در حاشیه‌های آنومالی فرونشست امکان ایجاد تغییر شکل در ریل و تونل را دارد. شناسایی زون‌های فرونشست، نرخ فرونشست و پایش مداوم این پدیده و مطالعه اثرات آن بر سازه‌های زیرزمینی کمک شایانی در کاهش خسارت‌های این پدیده در شریان‌های حیاتی را دارد. متأسفانه احتمال جابه‌جایی ناگهانی در تونل‌ها و در نهایت ریل‌ها بر اثر نشست وجود دارد که منجر به خارج‌شدن قطار و نهایتا رخداد فاجعه خواهد شد. در ژاپن از دهه‌های پیشین برای قطارهای سریع‌السیر خود سیستم‌های هشدار‌سریع زلزله برای مقابله با رخدادهای زلزله را طراحی و اجرا کرده‌اند. به این صورت که با نصب شتاب‌نگار بر روی قطارهای در حال حرکت با طراحی یک سیستم هشدار در محل، پس از دریافت موج فشاری و قبل از رسیدن امواج مخرب برشی سرعت قطار به‌شدت کاهش پیدا کرده و پس از چند ثانیه و اتمام لرزش، قطار به سرعت اولیه خود بازمی‌گردد. خوشبختانه در حوزه مهندسی مخاطرات در کشور کارهای مطالعاتی و کاربردی خوبی انجام شده است. همچنین دستورالعمل‌های خوبی هم در همین راستا توسط سازمان برنامه و بودجه و کمیته‌های تخصصی منتشر شده است که می‌تواند
به عنوان چراغ راه طراحی‌های آینده فضاهای زیرزمینی قرار بگیرد. در جنوب غربی تهران سالانه حدود
20 سانتی‌متر فرونشست را تجربه می‌کنیم، همچنین گسل‌های متعددی به‌صورت شرقی-غربی خطوط مترو را قطع کرده‌اند. در دشت مشهد تا گلبهار و چناران نرخ فرونشست درخور توجه است. در شیراز خطوط متروی در حال ساخت با گسل سبزپوشان تلاقی دارد. بنابراین نیاز است قبل از شروع هر پروژه شهری به‌ویژه فضاهای زیرزمینی به مخاطرات طبیعی و اثرات آنها بر این دست سازه‌ها پرداخت تا در زمان بحران، مخاطرات چندین‌برابر نشود.
* پژوهشگر حوزه طراحی فضاهای زیرزمینی و مترو