مخاطرات آوارآب

حمید علیزاده لاهیجانی: در ایران طیف گسترده‌ای از مخاطرات طبیعی روی می‌دهد. این مخاطرات عمدتا در گروه مخاطرات زمین‌شناختی، گروه مخاطرات آب‌و‌هواشناختی، مخاطرات دریایی یا تلفیقی از آنها قرار می‌گیرند. مخاطرات زمین‌شناختی بیشتر شامل زمین‌لرزه، زمین‌لغزه و فرونشست زمین است و مخاطرات آب‌و‌هواشناختی نیز بیشتر شامل بارش فرین (پدیده‌های شدید یا حدی یا Extreme)، پدیده‌های فرین متوالی (از جمله بارش برف شدید و سپس دمای بالا) دمای فرین، کمبود بارش، گرد‌و‌خاک و باد فرین می‌شود. بسیاری از پدیده‌های فرین آب‌و‌هواشناختی در مدل‌های هواشناسی پیش‌بینی می‌شود اما برخی پدیده‌های فرین که هم از وضعیت جوی و هم از وضعیت زمین‌شناختی متأثر می‌شود، تاکنون با دقت و سرعت مناسب در مدل‌ها دیده نشده است. در مناطق کوهستانی از‌ جمله تهران بارش شدید باران در دوره گرم سال به‌طوری‌که پیش ‌از ‌آن مدتی حوضه آبریز رطوبت دریافت نکرده و پوشش گیاهی نیز کم شده باشد، سبب می‌شود رسوبات سست دامنه کوه‌ها با رواناب مخلوط شده و جریانی از آب، گل و قطعات سنگی (Debris Flow یا آوار‌آب) از دره رودخانه‌ها حرکت کند. این جریان به‌طور معمول دارای بار جامد بیش از 50 درصد است و قدرت تخریب بسیار بالایی دارد. چون به‌طور معمول میزان رسوبات آواری (حاصل تخریب سنگ‌های سطح دامنه کوه) از آب بیشتر است، نام آن را آوارآب ترجمه کرده‌ام.

 رویداد آوارآب و دلایل آن

جریان آوارآب مخلوط متراکمی از رسوب و آب است که تحت تأثیر جرم رسوب موجود در آن جریان دارد. رایج‌ترین قیاس این است که جریان آوارآب را به جریان بتون مرطوب تشبیه کنیم. نسبت رسوب به آب در جریان آوارآب بسیار متغیر است و در یک جریان آوارآب، این نسبت در طول جریان نیز ثابت نمی‌ماند. ویژگی‌های یک جریان آوارآب طبیعی با واکنش‌های بین ذرات رسوب و نسبت آب موجود تعیین می‌شود. شیب در منطقه آغاز آوارآب ممکن است حدود 40 درجه و در بخش دشت حدود سه درجه باشد. غلظت بار جامد در بخش جلوی آوارآب حدود 30 تا 65 درصد است که به طرف بخش انتهایی کاهش می‌یابد. میانگین سرعت آوارآب حدود 15 متر بر ثانیه و چگالی آن حدود دوهزار‌و ۴۰۰ کیلوگرم بر مترمکعب است. عمق جریان به یک تا چند متر می‌رسد. آوارآب می‌تواند حدود 109 مترمکعب مواد (آب و رسوب) را جابه‌جا کند و می‌تواند حدود 1016 ژول انرژی پتانسیل معادل یک زمین‌لرزه هفت‌ریشتری انرژی داشته باشد. اما حتی آوارآب با حجم 103 مترمکعب نیز می‌تواند برای منطقه مسکونی و زیرساخت‌ها بسیار مخاطره‌آمیز باشد. آوارآب پدیده‌ای رایج در مناطق کوهستانی با شیب زیاد و با بارش شدید در زمان کوتاه است. هم در مناطق با پوشش جنگلی و هم در مناطق خشک روی می‌دهد. در مناطق با پوشش گیاهی زیاد معمولا به سه دلیل آوارآب روی می‌دهد: 1- زمین‌لغزش، 2- بارش شدید پس از آتش‌سوزی در جنگل، 3- بارش شدید پس از رویداد ته‌نشست خاکسترهای آتشفشانی. اما در مناطق خشک، بارش شدید بر روی خاک و رسوب خشک در مناطق کوهستانی منجر به رویداد آوارآب می‌شود. در هر دو منطقه خشک و با پوشش گیاهی، ذوب سریع حجم زیاد برف و یخ نیز می‌تواند آوارآب ایجاد کند.

 سابقه رویداد آوارآب

مطالعات این پدیده از آغاز سده بیستم در آمریکای شمالی، اروپا و ژاپن شروع شد. در صد سال گذشته آوارآب‌های شدید در آمریکای شمالی در ایالت‌های واشنگتن و کلرادو روی داد. در آمریکای جنوبی در پرو، ونزوئلا و کلمبیا شاهد حوادث شدید آوارآب بود. در دوره 1993 تا 2006 میلادی سه آوارآب شدید در فیلیپین روی داد. در قفقاز در ایالت اوستیای روسیه نیز آوارآب روی داد. آوارآب‌های کوچک‌تر در ژاپن، ایتالیا، سوئیس و اتریش روی داده است. در غرب آسیا در افغانستان، پاکستان و ایران به دفعات زیاد آوارآب روی داده است. چنین پدیده‌ای قبلا در تهران روی داده که با خسارت جانی و مالی سنگین همراه بوده است. نمونه بارز آن سیل مرداد ماه 1366 در تجریش و سیل 1401 در امام‌زاده داود است که از نوع آوارآب بودند. سیل استهبان در تابستان 1401 نیز از نوع آوارآب بود. آوارآب در بسیاری از مناطق کوهستانی ایران که دارای رسوب سست در دامنه کوه هستند، می‌تواند روی دهد. آوارآب‌های شناخته‌شده در ایران عمدتا در تابستان اتفاق افتادند. مناطقی از کشور که بیشتر مستعد رویداد آوارآب هستند، در محدوده دو نوارکوهستانی در شمال (جنوب البرز) و غرب (بخش‌هایی از زاگرس و غرب آن) قرار می‌گیرد. در واقع منطقه بزرگی به شکل مثلث از شمال غرب، مرکز، شرق، جنوب شرق و بخش‌هایی از جنوب کشور برای رویداد آوارآب مستعدتر هستند.

 چگونه آوارآب را از سیل تشخیص دهیم؟

در سیل حجم زیاد جریان آب در رودخانه که معمولا گل‌آلود و مواج است، دیده می‌شود. جریان آب به‌راحتی وارد مسیرها در شیب رودخانه، دشت، خیابان و حتی منازل می‌شود. در آوارآب آنچه با چشم می‌بینیم، حجم زیاد تخته‌سنگ و قلوه‌سنگ است که در مسیر بسته به توانش تخریب می‌کند یا می‌پوشاند؛ بنابراین در پایین‌دست با قطعات چوب، درخت و سازه‌های تخریب‌شده دیده می‌شود. مانند سیل وارد ساختمان‌ها نمی‌شود، بلکه بسته به قدرتش ساختمان را تخریب کرده یا می‌پوشاند یا ساختمان را دور می‌زند.

 آیا امسال آوارآب بیشتری در ایران خواهیم داشت؟

آوارآب‌ها در ایران بیشتر در فصل تابستان و با نفوذ رطوبت مونسونی از اقیانوس هند روی داده‌اند که در گذشته معمولا در منطقه محدود و با قدرت تخریب بالا دیده شده است. مخاطرات آن وابسته به محل رویداد و تمرکز جمعیت در مسیر آن است. امسال پدیده مونسون اقیانوس هند دیرتر شروع شده و اکنون نیز میزان نفوذ آن به طرف شمال اقیانوس هند بیشتر از میانگین سال‌های قبل است؛ بنابر‌این در صورت وجود شرایط مناسب برای بارش، احتمال فراوانی بیشتر در تابستان امسال وجود دارد. در هر صورت، در فصل گرما در گذشته این پدیده در ایران روی داده و لازم است برای آن آمادگی داشته باشیم.

 چگونه آوارآب را پیش‌بینی کنیم و هشدار دهیم؟

گسترش اندازه‌گیری‌های هیدرومتورولوژیک و مدل‌سازی‌ها سبب شده است که پیش‌بینی سیل، معمولا با دقت مناسبی انجام شود. اما این اطلاعات و خروجی‌های مدل برای پیش‌بینی آوارآب کفایت نمی‌کند، زیرا در این پدیده عواملی غیر از عوامل آب‌و‌هواشناختی، نقش کلیدی بازی می‌کنند. این عوامل عمدتا زمین‌شناختی و ژئومورفولوژیک هستند. از ‌این‌ رو، روش‌های دیگری برای پیش‌بینی و هشدار آوارآب توسعه یافته است. در این پیش‌بینی‌ها لازم است داده‌های مناطق مستعد برای رسوب آوارآب تهیه شود که عمدتا شامل شیب و ناهمواری‌های دامنه کوه، میزان رسوبات سست، عمق و دانه‌بندی آنها، ناپایداری شیب و تراکم پوشش گیاهی است. هم‌زمان، مدل‌های جوی ‌ریز‌مقیاس هواشناختی برای این مناطق لازم است توسعه یابد. در مسیر دره رودخانه، لازم است تجهیزات پایش آوارآب مانند تجهیزات ژئوفیزیکی برای ثبت صدا و لرزش ناشی از حرکت آوارآب، دوربین برای رصد حرکت آوارآب و حسگر در عرض دره رودخانه (مانند رشته‌سیم که در سیلاب مقاوم است، اما در آوارآب پاره می‌شود و نشانگر حرکت توده آوارآب است) نصب شوند. با در اختیار داشتن نقشه‌های مناطق مستعد، داده‌های هواشناسی و مدل ریزمقیاس و داده‌های پایش محلی، آن‌گاه می‌توان مدل هیدرولیکی اجرا کرد که مشخصات آوارآب در منطقه کوهستانی و پایین‌دست در دشت را به دست می‌دهد. مجموعه داده‌ها و خروجی مدل‌ها باید در اختیار بخش‌های مسئول قرار گیرد که از طریق وسایل ارتباط جمعی اطلا‌ع‌رسانی و هشدار بهنگام صادر شود و اقدامات لازم برای خروج مردم از مسیر آوارآب فراهم شود.

 چگونه اثرات تخریبی آوارآب را کم کنیم؟

با استفاده از پیش‌بینی آوارآب می‌توان به مردم هشدار به‌موقع داد و تلفات انسانی را حتی به صفر رساند. اما پس از عبور آوارآب، حجم زیاد تخریب در زیرساخت‌ها و مناطق مسکونی روی می‌دهد. روش‌های مختلفی برای کاهش اثرات تخریبی آوارآب در برخی کشورها تجربه شده است. برخی از این اقدامات در طول زمان اجرا می‌شود تا پهنه مناطق مستعد برای آوارآب را کوچک کند. این اقدامات شامل گسترش پوشش گیاهی و تثبیت ناپایداری‌ها است. برخی اقدامات در مسیر دره رودخانه انجام می‌شود که امکان تشکیل آوارآب را کاهش دهد و در صورت تشکیل، آن را به یک سیلاب یا جریان عادی در رودخانه تقلیل دهد. این اقدامات شامل ایجاد حوضچه‌های آرامش در مناطق مناسب است که در آن تخته‌سنگ‌ها و قلوه‌سنگ رسوب می‌کنند و آب گل‌آلود حرکت می‌کند. در برخی مناطق امکان ایجاد حوضچه آرامش وجود ندارد. در این مناطق تور‌های فولادی با چشمه درشت تا ریزتر در عرض رودخانه نصب می‌شوند که قطعات درشت تا متوسط را به تله بیندازند و آوارآب را به سیلاب و جریان عادی رودخانه تبدیل کنند. همچنین، یکی از روش‌ها، رقیق‌کردن پیشانی آوارآب (که بخش جامد در آن غالب است) با آب است که با شاخه‌های فرعی رودخانه یا ذخیره آب در برخی مناطق می‌توان آوارآب را رقیق کرد تا قدرت تخریبی آن کاهش یابد. اگر حوضچه‌ها و تورها به‌طور دوره‌ای پاک‌سازی و نگهداری نشوند، خود می‌توانند به تشدید آوارآب کمک کنند.

 ما بدون اطلاعات پیش‌بینی و اندازه‌گیری چه کار کنیم؟

هنگامی که در هوای گرم در منطقه کوهستانی یا پای کوه هستیم و برخی مناطق ابری می‌شود، لازم است در دره رودخانه یا مناطقی که در هنگام بارش به رودخانه تبدیل می‌شوند، قرار نگیریم. حرکت آوارآب با سروصدای غیرمعمول همراه است؛ به این صداها حساس باشیم و از مسیر رودخانه و مناطق پست خارج شویم. ممکن است ابر و بارندگی در بالادست رودخانه اتفاق بیفتد و در پایین‌دست پس از مدتی برسد، بنابراین به پدیده‌های غیرمعمول در مسیر رودخانه حساس باشیم. اگر جریان آب اندکی بیشتر شد یا حرکت سنگ‌ها را دیدیم، به‌سرعت باید از دره رودخانه خارج شد.