تشدید فرونشست با برداشت‌های بی‌رویه از آبخوان‌ها
سال‌های اخیربه دلیل برداشت بی‌رویه از منابع آب و به خصوص چاه‌ها به علت‌های گوناگون، مسئله کم‌آبی، حادتر شده و در نتیجه ضرورت مطالعات دقیق و راهبردی ممنوعیت بهره‌برداری برای جلوگیری از ایجاد تنش در آبخوان‌های آبرفتی اجتناب ناپذیر است.
بسیاری از تمدن‌های جهان با خطر کاهش بارش‌های جوی که تامین کننده اصلی منابع آب شیرین محسوب می‌شوند مواجه بوده و لذا همه برنامه‌ریزی‌هایی که توسط آنها در طول تاریخ به وجود آمده با توجه به این مشکل پی‌ریزی شده است.
کشور ایران نیز اگرچه دارای مناطق مرتفع و یا ساحلی با میزان بالای بارش‌های جوی است، اما با توجه به مساحت وسیعی که دارد، درکل جزء مناطقی است که دارای رژیم آب و هوایی خشک و نیمه‌خشک بوده و طبیعی است در چنین وضعیتی برنامه‌ریزی‌های متعدد کارشناسی همگام و به‌موازات پیشرفت روش‌های مطالعاتی در مسائل آبی جزء پیش شرط‌های لازم برای توسعه پایدار است.
رشد چشمگیر در زمینه‌های مختلف کشاورزی، صنعتی، اجتماعی و بهداشتی نیازمندی به ذخایر طبیعی گوناگون و تلاش برای استخراج آنها افزایش یافته است منابع آبی نیز به عنوان یک منبع استراتژیک از این قاعده جدا نبوده است، به گونه‌ای که در سال‌های گذشته و با رشد تکنیک‌های حفاری، سرعت حفر و استخراج منابع آبی افزایش یافته و موجب بروز اثرهای سوء در زمینه‌های مختلف را فراهم آورده است که از جمله می‌توان به پدیده فرونشست ناشی از برداشت‌های بی‌رویه از منابع آبی زیرسطحی اشاره کرد؛ به‌گونه‌ای که در سال‌های اخیر مناطق زیادی مبتلا به پدیده فرونشست شناسایی شده است که از آن جمله می‌توان به مناطقی در سطح استان‌های کرمان، اصفهان، خراسان رضوی و تهران اشاره کرد.
استان تهران دشت ورامین نمونه فرونشست
شهرستان ورامین نیز که در جنوب شرق استان تهران واقع شده در ابتدای دهه ۸۰ نخستین اثرات سطحی مربوط به پدیده فرونشست را تجربه کرد که هرچند در حال حاضر با سرعت کمی گسترش یافته است، اما مانند زنگ خطری عمل می‌کند که مسئولان مربوط را در رابطه با تبعات ناشی از آن در آینده آگاه می‌کند چرا که پیشامدهای ناشی از مسائل طبیعی و زمین شناختی دارای روندی صعودی بوده که در مرحله اول با شیب کم و در صورت رسیدن به نقطه بحرانی با شیب حداکثر گسترش می‌یابد که در آن صورت هیچ‌گونه تمهید و راه‌حلی جوابگوی مخاطرات حاصل از آن نیست.
موقعیت جغرافیایی و وضعیت اقلیمی
دشت ورامین در دامنه جنوبی سلسله جبال البرز و در فاصله ۴۰ کیلومتری جنوب شرق شهر تهران واقع شده است. حوضه آبریز دشت ورامین از شرق به حوضه آبریز ایوانکی و گرمسار، از غرب به حوضه آبریز تهران، از جنوب به حوضه آبریز مبارکیه و دریاچه نمک و از شمال به لواسانات و دماوند محدود می‌شود. از دیدگاه آب و هوایی بدین دلیل که دشت ورامین در مجاورت کویر مرکزی ایران واقع شده آب و هوای منطقه در تابستان گرم و خشک و درجه حرارت بیشترین آن حدود ۴۴ - ۴۰ درجه سلسیوس است.
قالب ریزش‌های جوی در زمستان و اوائل بهار صورت گرفته، زمستان‌های منطقه سرد و درجه حرارت به زیر صفر می‌رسد که پایین‌ترین درجه حرارت تا ۲۰- درجه اندازه‌گیری شده است متوسط دمای دشت ورامین ۱۶ درجه سلسیوس است.
ارتباط پدیده فرونشست و وضعیت منابع آب زیرزمینی
همانند بسیاری از ذخایر طبیعی ارزشمند، آب‌های زیرزمینی نیز به مقدار زیادی مورد بهره‌برداری قرار می‌گیرند، در بسیاری از مناطق مصرف بی‌رویه، ذخایر آب زیرزمینی را تهدید می‌کند به‌گونه‌ای که مسائل مهم زیادی را در ارتباط با فروکش کردن آب زیرزمینی به وجود می‌آورد.
چنانچه میزان تغذیه آب‌های زیرزمینی به دلایلی نظیر خشکسالی کم باشد و یا میزان تخلیه آب زیرزمینی افزایش یابد، به هم خوردن تعادل در سطح ایستابی ایجاد می‌شود که با افت زیادی همراه است و موجب بروز پدیده‌هایی می‌شود که از آن جمله می‌توان به فرونشست زمین اشاره کرد.
پدیده فرونشست ممکن است نتیجه فرآیندهایی باشد که به نحوی با آب‌های زیرزمینی ارتباط دارند.
به‌علاوه فرونشینی ممکن است در محیط‌هایی صورت گیرد که در نتیجه عمل پمپاژ، مقدار آب خروجی بیشتر از میزان آب ورودی است. اثر فوق به‌ویژه در مناطقی اتفاق می‌افتد که ضخامت رسوبات منفصل و سست زیرین آن زیاد باشد، هنگامی که آب فروکش می‌کند فشار آب افت می‌یابد و وزن بار فوقانی به رسوبات منتقل شده، افزایش فشار، ذرات رسوبی را به شدت به هم می‌فشارد و در نتیجه زمین فرومی‌نشیند.
مناطق زیادی وجود دارد که پمپاژ بی‌رویه آب زیرزمینی در رسوبات نسبتاً سست منجر به فرونشست زمین شده است.
این پدیده در نقاط مختلف به انواع گوناگون ظهور می‌کند که به طور خاص به وضعیت لایه‌های رسوبی منطقه بستگی دارد، در مناطقی که قرارگیری رسوبات در عمق، حالت همگن و یکنواخت داشته باشد این پدیده به صورت بسیار تدریجی صورت پذیرفته و زمان رسیدن به مرز تغییرات الاستیک و پلاستیک بالا است و همین امر مانع از ظهور زودرس تبعات ناشی از آن در سطح زمین می‌شود.
در مقابل در مناطقی که مقاطع عمودی رسوبات غیرهمگن و همراه با میان لایه‌های غیریکنواخت (از نظر دانه‌بندی ریزدانه‌تر یا جنس کم نفوذ تر) باشند در صورت تخلیه عمقی منابع آبی، با تشدید وزن رسوبات فوقانی که در بسیاری مناطق همراه با آبگیری بخش‌های بالایی، وزن بیشتری پیدا می‌کنند با رسیدن به نقطه بحرانی و ایجاد تغییرات آنی موجب ظهور پدیده‌های سطحی در منطقه را به وجود می‌آورند که از آن جمله می‌توان به زه گرفتگی مناطق پایین‌دست که حاصل نفوذ نیافتن آب سفره‌های سطحی ناشی از کاهش ضریب نفوذپذیری و ترانسیویته سفره‌های زیرین است اشاره کرد و در موارد بحرانی‌تر منجر به ایجاد شکاف‌های عمیق و طولانی در منطقه فرونشست و به دنبال آن تخریب تاسیسات عمقی (لوله جدار چاه‌ها) و سطحی (اماکن - راه‌ها) می‌شود.
شواهد بروز پدیده فرونشست در سطح دشت ورامین
نواحی شمالی دشت ورامین، رسوبات آبرفتی دانه درشت و دارای قابلیت نفوذ بالا است، اما به علت فقدان لایه‌های رسی تنها یک سفره آزاد موجود است که به سمت جنوب بر اثر افزایش لایه‌های رسی، سفره‌های مختلف از یکدیگر تفکیک می‌شوند به‌گونه‌ای که در حد جنوبی ناودیس شمالی دشت ورامین ۴ سفره موجود بوده است که در سال ۱۳۴۰ سه سفره آن از عمق ۵۷ متر تحت فشار و در عمق ۸۷ متر چاه آرتزین (گونه‌ای چاه که ساخته انسان است که یک جریان آب دائمی را تأمین می‌کند) بوده‌اند، در آن زمان دبی برخی از چاه‌های آرتزین در حدود ۱۲۰ لیتر در ثانیه ثبت شده است.
نواحی جنوبی دشت نیز تحت تاثیر تعدد میان لایه‌های رسی، سفره‌های تحت فشار شناسایی شده بودند، هر چند آبدهی آنها از ۱۰ لیتر بر ثانیه تجاوز نمی‌کرد و لی حکایت از فوق اشباع بودن رسوبات آبدار منطقه داشت.
به مرور زمان به دلیل برداشت‌های بیش از اندازه از منابع، ورود دستگاه‌های حفاری موتوری و تخلیه سفره‌های عمیق و در عین حال برداشت‌های صورت گرفته از منابع تغذیه دشت و انحراف مسیر رودخانه‌ها، با کاهش فشار منفذی رسوبات، سفره‌های فوق اشباع به سفره‌های اشباع و در نهایت تحت اشباع تغییر ماهیت داده‌اند به گونه‌ای که برخی از سفره‌های موجود در منطقه به مرور زمان خشک و از حیطه بهره‌برداری خارج شده‌اند.
با عنایت به پرونده‌های تحت بررسی در منطقه می‌توان چنین بیان کرد که این پدیده در نواحی شمالی دشت با افت بالای سطح آب، خشک شدن چاه‌های نیمه‌عمیق و حفر چاه‌های عمیق نمود پیدا کرد. نواحی پایین‌دست چاه‌های آرتزین با فقدان فشار مواجه و زمینه نصب پمپ‌های گوناگون ایجاد شد.
نواحی جنوب‌شرق (مناطق جنوبی شهر پیشوا) افت فشار باعث ایجاد فرونشست لایه‌های فوقانی و کاهش شدید تخلخل رسوبات در عمق شد که شاهد این مدعا وجود در صد بالای تقاضا به منظور تغییر محل چاه‌های عمیق منطقه به دلیل انحراف یا شکستگی لوله جدار در قیاس با سایر نواحی است و نکته قابل تأمل اینکه اکثر انحرافات و شکستگی‌های لوله جدار در عمق ۸۰ - ۶۰ متر رخ داده است.
از سوی دیگر با تغییر مسیر جریانات زیرزمینی به دلیل نبود تعادل تخلیه در نقاط مختلف موجبات فرسایش زیرزمینی مهیا شد که موجبات شسته شدن رسوبات ریزدانه در محیط پیرامون چاه‌ها و در نهایت ناپایداری و کج‌شدگی جدار منابع آبی را فراهم آورده است که این امر بخصوص در نواحی جنوب غرب دشت ورامین (تحت تاثیر نفوذ جریانات رودخانه شور) شایع است.
تشکیل شکاف‌های عمیق در سطح دشت ورامین و علل آن
پدیده فرونشست در نواحی جنوبی دشت ورامین موجب تشکیل شکاف‌هایی در سطح مناطق مختلف با در صد تاثیر گذاری مختلف آب‌های زیرزمینی را فراهم کرده است که از آن جمله می‌توان به اراضی نواحی معین آباد، ابردژ، گچی آباد و احتمالاً خاوه اشاره کرد.
نواحی شمالی دشت
نواحی شمالی دشت ورامین عمدتاً از رسوبات آبرفتی دانه‌درشت با قدرت نفوذ و تراوایی بالا و در بسیاری از مناطق عمدتاً از یک سفره تشکیل شده است در طی سال‌های متمادی حفر چاه‌های عمیق و برداشت‌های صورت گرفته موجب افت روزافزون سطح آب در مناطق مختلف شده است به‌گونه‌ای که در یک دورة ۳۰ساله، مناطق انتخابی شامل جمال آباد، کبود گنبد، مزرعه شریف آباد، ارمبویه، یبر، تیجن، قوئینک و عباس‌آباد هریک افتی معادل ۹۰- ۷۰ متر را تجربه کرده‌اند از سوی دیگر به دلیل تخلخل بالای رسوبات ناشی از جنس آبرفت و تلاطم جریانات زیرزمینی ناشی از افزایش شیب هیدرولیکی (به دلیل افت شدید سطح آب) زمینه فرسایش زیرزمینی و پوکی رسوبات مهیا شده است، اما از آنجا که جنس رسوبات در منطقه تقریباً یکنواخت و تعدد میان لایه‌ها با ماهیت ناهمگن اندک است، وزن رسوبات فوقانی موجب بروز پدیده فرونشست در مقیاس وسیع را ایجاد می‌کند.
در عین حال از آنجا که پدیده مذکور تدریجی و فاقد رخنمون سطحی در منطقه است کمتر مورد توجه قرار می‌گیرد.
شواهد عینی در این رابطه عبارت‌اند از: بیرون‌زدگی نامتعارف لوله جدار چاه‌های عمیق قدیمی موجود در منطقه، تخریب و ریزش جدار برخی از چاه‌های عمیق فعال در منطقه در دوره‌های کوتاه‌مدت و ریزش رسوبات جدار چاه‌ها در حین حفاری که نسبت به دوره‌های نه‌چندان قدیمی تشدید شده است و در پاره‌ای موارد موجب جابه‌جایی دستگاه حفاری و تکرار عملیات در نقطه‌ای دیگر می‌شود .
پیامدهای پدیده فرونشست در منطقه زوال آبخوان دشت، کاهش عمر مفید منابع آبی، از بین رفتن عرصه طبیعی و زمین‌های کشاورزی، کاهش عمر مفید ساختمان‌های مسکونی و در خطر بودن تاسیسات استراتژیک و زیربنایی خواهد بود.
پیشنهادها و راهکارها
انجام مطالعات ژئوالکتریک* بر روی شکاف‌های ایجاد شده در سطح منطقه به منظور دستیابی به اطلاعات عددی در رابطه با ریشه و وسعت این ساختارها از جمله راهکارها است.
ژئوالکتریک مطالعات کشف منابع آب
همچنین انجام مطالعات به منظور شناسایی گسل‌ها و ریز گسل‌های مدفون منطقه به خصوص در سطح مناطق جنوبی دشت و تهیه و گردآوری بانک اطلاعاتی از هرگونه شواهد که به نوعی ممکن است با پدیده فرونشست در ارتباط است مانند شکاف‌ها، تخریب تاسیسات برای مثال راه آهن، کج شدگی تاسیسات ارتفاعی نظیر دکل‌های برق، کج شدگی و تخریب تاسیسات عمقی نظیر چاه‌ها و هرگونه لغزش و ریزش زمین در سطح منطقه. ازجمله دیگر راهکارها محسوب می‌شود.
علاوه بر آن تلاش دوچندان در زمینه رونق کشاورزی از طریق روش‌های آبیاری با مصرف پایین‌تر نظیر آبیاری قطره‌ای، بارانی و تحت فشار، پشتیبانی هر چه بیشتر مقام‌های اجرایی و قضایی در زمینه برخورد با متجاوزین به حریم منابع آبی و حفاران غیرمجاز و همکاری به منظور از رده خارج کردن چاه‌های غیرمجاز، استفاده از منابع آبی جایگزین به جای منابع آب زیرزمینی مانند تصفیه‌خانه فاضلاب و استفاده از ذخایر کانال‌های آبیاری، تلاش در زمینه گسترش پروژه‌های تغذیه مصنوعی به خصوص در نواحی شمالی دشت به منظور افزایش تغذیه نواحی مرکزی و جنوبی، نصب علائم هشدار دهنده در مناطق پر خطر به منظور ممانعت از بروز حوادث و خسارات مالی و جانی، اجرای الگوی مصرف کشت و آگاه‌سازی کشاورزان و سایر شهروندان از دورنمای وضعیت منابع آبی منطقه و نیز استعلام از مراجع ذی‌صلاح (شرکت آب منطقه‌ای) به‌منظور هر نوع عملیات که مستلزم استخراج یا انحراف منابع آب زیرزمینی در منطقه است.
