راهکارهای گریز از خشم زمین

شرق: تقریبا نیمی از استان‌های کشور با جمعیتی حدود 24 میلیون نفر در معرض خطر فرونشست زمین و آسیب‌های ناشی از آن هستند. مرکز پژوهش‌های مجلس با اعلام این گزارش تأکید کرده است که بخشی از زیرساخت‌های مهم کلان‌شهرهای ایران در معرض این پدیده هشداردهنده هستند. در تهران فرودگاه امام، مهرآباد و خطوط انتقال انرژی در بخش جنوب غرب و خطوط قطار شهری و مترو به عنوان زون و نواحی گرفتار فرونشست شناسایی شده‌اند. براساس گزارش مرکز پژوهش‌های مجلس فرونشست در ایران پنج تا هفت برابر متوسط و با نرخ سالانه ۲۵ تا ۳۰ سانتی‌متر در سال رخ می‌دهد و هر پنج سال تقریبا زمین در ایران یک متر فرونشست را تجربه می‌کند.

نیمی از استان‌های ایران گرفتار فرونشست

بر اساس گزارشی که مرکز پژوهش‌های مجلس منتشر کرده است تقریبا نیمی از استان‌های ایران گرفتار پدیده فرونشست زمین هستند و استان‌های اصفهان، تهران، کرمان و خراسان رضوی در معرض خطر شدید فرونشست گزارش شده‌اند.

این گزارش تأکید می‌کند که در اصفهان حدود ۱۰ هزار کیلومترمربع شامل 30 هزار و 300 واحد مسکونی و به طور ویژه پالایشگاه نیروگاه برق شهید منتظری، ورزشگاه نقش جهان، فرودگاه بین‌المللی شهید بهشتی، پست‌های خطوط انتقال نیروی فشارقوی، شهرک صنعتی محمودآباد، خطوط انتقال سوخت به فرودگاه نائین و سگزی، خطوط قطار شهری به ویژه خط اصفهان به شاهین‌شهر، ابنیه تاریخی مانند پل روی رودخانه زاینده‌رود به شدت در معرض تهدیدهای ناشی از فرونشست هستند. در تهران هم فرونشست به طور مستقیم زندگی حدود دو میلیون و 300 هزار نفر را تحت تأثیر قرار داده و مناطق ۱۷ ،۱۸ ،۱۹ ،۲۰ و ۲۱ را به‌طور جدی تهدید می‌کند.

از مهم‌ترین زیرساخت‌هایی که در تهران در معرض خطر فرونشست قرار دارند می‌توان از فرودگاه امام، مهرآباد و خطوط انتقال انرژی در بخش جنوب غرب و خطوط قطار شهری و مترو نام برد. در گزارش مرکز پژوهش‌های مجلس تأکید شده است که به صورت کلی حدود هشت میلیون واحد مسکونی و 24 میلیون نفر در کشور در معرض خطرات و آسیب‌های فرونشست قرار دارند. همچنین اعلام شده که فرونشست در ایران پنج تا هفت برابر متوسط و با نرخ سالانه ۲۵ تا ۳۰ سانتی‌متر در سال رخ می‌دهد و هر پنج سال تقریبا زمین در ایران یک متر فرونشست را تجربه می‌کند.

خسارت 1.5 میلیارد دلاری فرونشست زمین به چین

براساس این گزارش خسارت ناشی از فرونشست در چین 1.5 میلارد دلار برآورد شده است که حدود ۷۰ تا ۸۰ درصد آن خسارت‌های غیرمستقیم بوده است. شانگهای در سال ۲۰۰۱ تا ۲۰۱۰ نیز دچار دو میلیارد دلار خسارت ناشی از فرونشست شده است. در بانکوک هم بر اثر فرونشست خسارت‌های فراوانی به زیرساخت‌هایی مانند جاده‌ها، پیاده‌روها، زیرساخت‌های زیرزمینی و ساختمان‌های خصوصی، پایه پل‌ها و قطارهای شهری وارد شد.

میزان خسارت ناشی از فرونشست در سال 2006 در هلند 3.5 میلیارد یورو در سال برآورد شده است. در آمریکا حدود 4.3 تا 8.7 میلیون نفر در نواحی مرزی و ساحلی تحت تأثیر خسارات فرونشست قرار دارند که در همین راستا عملیات ویژه‌ای جهت مقابله و کنترل فرونشست در بیشتر ایالت‌های آن در حال اجراست.

راهکار چیست؟

مرکز پژوهش‌های مجلس در ادامه راهکارهای مقابله با فرونشست زمین را با استفاده از تجربیات جهانی آورده است و اصلی‌ترین راهکار برای نجات از خطرات فرونشست را مدیریت بهینه مصرف آب و احیای آب زیرزمینی دانسته است. در ادامه گفته شده مقاوم‌سازی به عنوان یک روش علاج‌بخش میان‌مدت 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 مخلوط‌کردن 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 فرونشست 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. استفاده از شمع برای بهسازی خطوط راه‌آهن: 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. همچنین 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.

همچنین استفاده از سیستم‌های ساختمانی و با جزئیات اجرائی برای سبک‌سازی 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 پیاده‌رو یا خیابان‌های شهری در کشورهای پیشرفته در حال گسترش است.

همچنین اشاره شده است که استفاده از مصالح نوین مانند باکتری‌ها و رزین‌ها برای تزریق و استحکام‌بخشی بستر زیرساخت‌ها از جمله فناوری‌های پیشرفته غیرتهاجمی و مقرون‌به‌صرفه هستند.