فرونشست زمین در اصفهان؛ آیا اصفهان بزودی غیرقابل سکونت خواهد شد؟

نشست زمین یا فرونشست زمین در اصفهان یا هر منطقه، در واقع به معنی حرکت قائم رو به پایین سطح زمین است که معمولا در مقیاس وسیع رخ می دهد و به دلایل مختلفی ایجاد می شود. این پدیده می تواند به تدریج یا ناگهانی باشد و اغلب با کاهش فشار آب زیرزمینی، تراکم رسوبات آبرفتی، فروپاشی ساختار خاک یا سنگ بستر زیرسطحی همراه است.

توجه به فرونشست زمین از دو جهت زیست محیطی و انسانی-شهری اهمیت بسیاری دارد؛ چراکه علاوه بر آسیب به پوشش خاک، تغییر جریان آب سطحی و تخریب اکوسیستم، سبب زون های شهری و زیرساخت ها، قراردهی خطوط لوله و تاسیسات در معرض ترک و نشست موضعی می شود.

ایران یکی از کشورهای با شدت بالای فرونشست در دنیا به حساب می آید. در برخی مناطق، نرخ فرونشست به رقمی بالاتر از ۱۰ میلی متر در سال رسیده است که این مقدار در مقایسه با میانگین جهانی، کاملا نگران کننده است.

در بررسی های اخیر آمده که بیش از ۳۰۰ دشت ایران دچار فرونشست شده‌اند و در برخی از این دشت‌ها وضعیت از فرونشست ساده عبور کرده و به مرحله بحرانی فروچاله رسیده است. تا جایی که در برخی مناطق ایران، سالانه تا ۱۵ سانتی متر یا بیشتر فرو می ریزند. طبق این مطالعات، برداشت بیش از حد آب زیرزمینی، کاهش شارژ سفره ها، تغییر کاربری زمین و بی توجهی مدیریتی از مهم ترین عوامل تشدید کننده این پدیده در ایران هستند.

در استان اصفهان نیز، به جهت ویژگی های اقلیمی خشک، فشار زیاد بر منابع آب زیرزمینی، و گستردگی فعالیت های کشاورزی و شهرنشینی، مسئله فرونشست به یک موضوع جدی تبدیل شده است. علاوه بر این، اصفهان به علت اهمیت تاریخی، فرهنگی و اقتصادی، تحمل آسیب زیرساختی اضافی را ندارد. چنان چه فرونشست تشدید شود، تاثیر بر بناهای ثبت شده، شبکه آب و فاضلاب، خطوط انتقال انرژی و سایر زیرساخت های حیاتی خواهد گذاشت.

پیشینه مطالعات

یک مطالعه جهانی که ایران را یکی از نقاط بحران فرونشست شدید معرفی می کند، نشان می دهد که صدها شهرستان کشور درگیر این پدیده هستند. این مطالعه با استفاده از داده های ماهواره ای یا سنجش از دور، نشان داده است که ایران جزو نقاطی با فرونشست سریع و جدی است. مقالات مروری نیز به تاثیر استخراج بی رویه آب زیرزمینی، کاهش تغذیه سفره ها و افزایش دما و کاهش بارش به عنوان عوامل تشدید این پدیده در ایران اشاره کرده اند.

در زمینه بررسی های محلی مربوط به فرونشست زمین در استان اصفهان نیز، چند مطالعه انجام شده است. یکی از مهم ترین ها، میدان امام (ره) اصفهان و دشت برخوار است. بر اساس داده ها، نرخ فرونشست در این منطقه در سال ۱۳۹۹ به حدود ۴۶ سانتیمتر در سال رسیده است که یکی از بالاترین مقادیر ثبت شده در کشور محسوب می شود.

در مطالعه ای دیگر که با روش InSAR انجام شده، رابطه بین جریان رودخانه زاینده‌رود و نرخ فرونشست در دشت اصفهان-برخوار بررسی شد. نتایج نشان داد که کاهش یا توقف جریان رودخانه، نقش مستقیم در تشدید افت سطح آب زیرزمینی و در نتیجه افزایش نرخ فرونشست دارد. به بیان دیگر، کاهش آب سطحی موجب فشار بیشتر بر منابع زیرزمینی شده و روند نشست زمین را تسریع می‌کند.

در شهر دامنه یا فریدن، در غرب استان اصفهان نیز در دوره زمانی ۱۹۷۷ تا ۲۰۱۴، بیش از ۲۰ متر افت سطح آب زیرزمینی رخ داده است. این افت شدید ارتباط مستقیمی با فرونشست منطقه داشته و نشان داده است که فعالیت های کشاورزی و برداشت بی رویه آب، نقش اصلی در این فرایند دارند.

علاوه بر این، در منطقه مِرودشت-خرامه نیز نرخ فرونشست تا ۱۱٫۶ سانتی متر در سال گزارش شده است که عوامل اصلی موثر را کاهش آب زیرزمینی، فاصله از رودخانه، نوع کاربری زمین و ضخامت سنگ بستر معرفی کرده اند.

روش ها و شکاف های موجود در پژوهش ها

بیشتر مطالعات محلی از سنجش از دور، داده های میدانی از چاه ها و ایستگاه های پایش و مدل سازی آماری بهره برده اند. بعضی مطالعات بازه زمانی و پوشش مکانی محدود دارند. در بسیاری مواقع، داده های پایش چاه ها دارای فواصل زمانی بزرگ یا ناسازگاری هایی هستند. همچنین، داده های زمین شناسی زیرسطحی غالبا دقیق نیستند.

وضعیت و روند فرونشست در اصفهان

اصفهان یکی از مناطقی است که پدیده فرونشست زمین در آن نه فقط در دشت ها، بلکه در بخش شهری نیز به سرعت در حال گسترش است. در دشت اصفهان-برخوار و دیگر دشت های پرخطر استان اصفهان، نرخ فرونشست سالانه تقریبا بین ۵ تا ۱۸ سانتی متر گزارش شده است. در برخی مناطق شمالی اصفهان، طی سال های ۱۴۰۰ تا ۱۴۰۱، نرخ فرونشست ۱۵۶ میلی متر در سال ثبت شده است، یعنی حدود ۱۵٫۶ سانتی متر در سال که تقریبا چهل برابر نرخ فرونشست جهانی است.

مطالعه محتوای شاهین شهر در لیست مناطق در معرض خطر فرونشست | برداشت بی‌رویه آب‌های زیرزمینی باید متوقف شود نیز می تواند برای شما مفید باشد.

گستره و مناطق مکانی با بیشترین فرونشست

دشت اصفهان-برخوار یکی از اصلی ترین کانون های فرونشست در بخش کشاورزی و شهری است که بر خانه ها، بناهای تاریخی و زیرساخت ها تاثیر می گذارد. مناطق شمالی اصفهان، وضعیت بدتری دارند. مناطقی که ضخامت خاک بیشتر و عمق سنگ بستر کمتر است، نرخ فرونشست بالاتر خواهد بود. مناطق شهری پرتراکم نیز در معرض فرونشست هستند، به طوری که حتی بافت مسکونی و بناهای نوساز نیز با ترک خوردگی مواجه هستند.

وضعیت بخش شهری و تاثیر بر سازه ها

بخش شهری اصفهان تقریبا در تمام مناطق تحت تاثیر فرونشست قرار گرفته است. گزارش ها نشان می دهد که همه بافت‌ فرسوده و مناطق کم برخوردار، تحت تاثیر شدیدتر هستند. اثرات فرونشست در بافت شهری شامل ترک های ساختمانی بر در و دیوار، سقف ها، کف سازی ها و حتی فروچاله های کوچک شده است. مناطق تاریخی همچون پل خواجو، سی و سه پل و پل مارنان نیز آسیب پذیری بالایی دارند.

علل فرونشست در اصفهان

فرونشست زمین در اصفهان محصول تداخل چند عامل طبیعی و انسانی است که با یک دیگر، شدت گرفته اند.

برداشت بی رویه آب زیرزمینی

یکی از اصلی ترین علل فرونشست زمین در اصفهان، کاهش سطح ایستایی (سطح آب زیرزمینی) به دلیل برداشت زیاد از چاه ها است. شرکت آب منطقه ای اصفهان گزارش داده است سالانه حدود ۳٫۵ میلیارد متر مکعب آب از چاه های مجاز استخراج می شود.

خشکسالی، کاهش بارش و کمبود تامین آب سطحی

عوامل اقلیمی مثل کاهش بارش و خشکسالی، همراه با کاهش ذخیره سازی در سدها و کاهش تامین آب سطحی، باعث شده است فشار بر سفره های زیرزمینی بیشتر شود. سد زاینده رود که ظرفیت ۱٫۲۵ میلیارد متر مکعب دارد، طبق یکی از گزارش ها تنها حدود ۳۵۳ میلیون متر مکعب آب داشته است.

چاه های غیرمجاز و مدیریت نامناسب منابع آب

وجود چاه های غیرمجاز، نه تنها باعث برداشت بی رویه می شود، بلکه کنترل و اندازه گیری میزان برداشت را مشکل می کند. سوء مدیریت بهره برداری آب کشاورزی، عدم نظارت موثر و ضوابط قانونی ضعیف، باعث شده که برداشت ها بر پایه قوانین دقیق صورت نگیرد.

رابطه رودخانه زاینده رود با آبخوان ها و تاثیر قطع جریان آب

رودخانه زاینده رود همواره منبع مهم تغذیه سفره های آب زیرزمینی در منطقه اصفهان بوده است. کاهش یا قطع جریان آب این رودخانه تاثیر جدی بر کاهش توانایی آبخوان ها در بازتغذیه دارد. کاهش جریان زاینده‌ رود همچنین، باعث شده تالاب گاوخونی تقریبا خشک شود.

ساختار زمین شناختی، خصوصیات خاک و سنگ بستر

عوامل طبیعی همچون وجود رسوبات آبرفتی نرم، ضخامت زیاد آبرفت و سنگ بستر ضعیف در تشدید فرونشست زمین در اصفهان تاثیر گذارند.

عوامل ترکیبی، انسانی و زیرساختی

تراکم جمعیت و گسترش شهرسازی در اصفهان باعث افزایش بارگذاری سطحی شده است. ساختار مدیریتی بخش های مختلف آب، شهرداری، کشاورزی، محیط زیست، در هماهنگی کامل نیست. تصمیم گیری ها گاهی ناپیوسته، بدون داده های دقیق بلندمدت و با تاخیر همراه هستند. این موضوع منجر به استمرار برداشت بدون بازتغذیه موثر آبخوان ها شده است.

پیامدها و مخاطرات فرونشست در اصفهان

فرونشست زمین در اصفهان تبعات گسترده ای در سطح اجتماعی، اقتصادی، زیست محیطی، فرهنگی و زیرساختی دارد که به شرح زیر هستند:

آسیب به بناها و آثار تاریخی

فرونشست نامتقارن در زیر پایه بناهای تاریخی، باعث ترک خوردگی، شکست سازه ای و تزلزل نماها شده است. میدان نقش جهان، مسجد امام، مسجد شیخ لطف الله و عمارت عالی قاپو، به جهت فرونشست، در معرض خطر زیاد هستند. ضخامت خاک و آبرفتی که تحت این بناها قرار دارد، آسیب پذیری را بیشتر می کند.

تاثیر بر ساختمان ها

ترک های سقف، دیواره ها، کف ها، دیوارهای جانبی و نما در ساختمان های مسکونی، بخصوص در بافت های فرسوده و مناطقی با آبرفت نرم، قابل مشاهده هستند. فرونشست نامتقارن باعث اختلاف نشست در بخش های مختلف یک ساختمان می شود. در برخی موارد، ترک ها و شکاف ها به حدی هستند که ایمنی ساختمان را تهدید می کنند.

خسارات به زیرساخت ها و خدمات شهری

شبکه های خدماتی شهری مثل آب، فاضلاب، گاز و برق در معرض آسیب‌ هستند؛ چراکه لوله ها ممکن است دچار شکستگی شوند، اتصالات آسیب ببینند و نشتی ایجاد شود. تحمل فشار و جابه جایی در زیرساخت ها وقتی زمین دچار فرونشست می شود، کاهش می یابد. جاده ها، خیابان ها، پیاده روها و فضای شهری عمومی دچار ترک و نشست غیر یکنواخت شده اند که علاوه بر کاهش کیفیت فضای زندگی، هزینه های نگهداری و تعمیر را افزایش می دهد.

مخاطرات جمعیتی و اجتماعی

تقریبا ۲٫۵ میلیون نفر از ساکنان شهر اصفهان در معرض خطر فرونشست هستند. مناطق کم برخوردار و بافت های فرسوده بیشتر آسیب می بینند. همچنین، نگرانی عمومی، ترس از ریزش ساختمان یا خسارت، کاهش اعتماد به ایمنی محیط زندگی، مهاجرت محلات به محلات امن تر، افزایش هزینه بیمه و اجاره مسکن و کاهش ارزش املاک نیز مطرح است.

پیامدهای اقتصادی

هزینه های مرمت و نگهداری بناهای تاریخی و مساکن آسیب دیده افزایش یافته‌ است که از دیگر پیامدهای فرونشست زمین در اصفهان است. هرچقدر ترک ها گسترده تر شوند، هزینه ها نیز بیشتر می شوند. کاهش ارزش املاک در مناطق دارای فرونشست بالا، از دیگر پیامدها است. علاوه بر آن، اصفهان به عنوان یک شهر تاریخی با آثار جهانی، وقتی معماری آسیب دیده داشته بشاد، گردشگری افت می کند.

مخاطرات زیست محیطی

ترک ها و نشست غیر یکنواخت زمین می تواند جریان آب سطحی را تغییر داده و موجب جمع شدن آب در برخی مناطق شود. علاوه بر آن وقتی فرونشست زمین در اصفهان رخ می دهد، فضاهای خالی زیرسطحی کاهش می یابند، ظرفیت ذخیره آب آبخوان پایین می آید و بازتغذیه مشکل می شود. فرونشست خود به نوعی اثر معکوس بر توان مقاومت زیست محیطی منطقه دارد. هرقدر زمین بیشتر فرو رود، تغذیه سفره ها کمتر می شود، پوشش گیاهی دچار مشکل می گردد، ریزگردها و گرد و غبار نیز بیشتر می شوند.

راهکارها، مدیریت و سیاست ها

برای مقابله با فرونشست زمین در اصفهان، هم اقدامات فنی و هم سیاست گذاری، قانون گذاری، مدیریت و مشارکت اجتماعی لازم است. از جمله این راهکارها می توان به احیای آبخوان ها و تقویت سفره های زیرزمینی، پایش مستمر با فناوری های نوین، مدیریت مصرف آب و تغییر الگوهای کشاورزی، استفاده از آب غیرمتعارف و بازچرخانی آب، اقدامات ساختاری و عمرانی، تقویت قوانین و مقررات مربوط به برداشت آب، صدور پروانه چاه و کنترل چاه های غیر مجاز، توسعه سیاست های ملی و منطقه ای کاهش کم آبی و سازگاری با کم آبی، مداخلات قانونی برای حفاظت از بناهای تاریخی و میراث فرهنگی، سیاست گذاری در مدیریت شهری و آمایش سرزمین، آگاهی عمومی و مشارکت شهروندی و همکاری نهادها و دستگاه ها اشاره کرد.

وضعیت آینده و پیش‌بینی ها

اگر روند فعلی ادامه یابد، فرونشست با نرخ های فعلی می تواند باعث خسارات گسترده تر شود و زیرساخت ها، بناهای میراثی، خانه ها و خدمات شهری را در برگیرد. مناطقی که اکنون کمتر درگیر شده اند، وارد محدوده ریسک بالا خواهند شد؛ خطر جابه جایی جمعیت شهری، تخلیه محلات آسیب دیده و کمبود مسکن ایمن نیز افزایش می یابد.

فشار بر منابع آب برای تامین نیاز جمعیت شهری و صنعتی افزوده می شود. اگر برنامه بازسازی یا تامین منابع جایگزین آب پیش بینی نشود، مخازن زیرزمینی بیش از پیش افت خواهند کرد. توسعه نامناسب شهری در پهنه های حساس به فرونشست، هزینه های زیادی برای ترمیم، جابجایی زیرساخت ها و بازسازی سازه‌ها خواهد داشت.

در یک سناریوی بدبینانه، ادامه وضعیت موجود بدون توجه کافی، خشکی زاینده رود، افت سطح آب زیرزمینی، افزایش نرخ فرونشست و خسارات زیرساختی و فرهنگی فراوان را به دنبال دارد که به موجب آن، احتمالا برخی مناطق شهری غیرقابل سکونت خواهند شد با این وجود در یک سناریوی خوش بینانه تر، با اقدامات مدیریتی قوی، کاهش برداشت آب، تغذیه مصنوعی سفره ها، بازگرداندن جریان زاینده رود، توقف چاه های غیرمجاز و اصلاح ساخت و سازها، می توان روند را کند کرد، نرخ فرونشست را کاهش داد و آسیب ها را به حداقل رساند.