«فرونشست زمين»؛ باري که شهرها تحمل نمي‌کنند

بر اساس گزارش سازمان زمين‌شناسي ايالات متحده، تقريباً 1.68 تريليون پوند بتن، شيشه و فولاد روي 777 کيلومترمربع از زمين اين شهر ساخته شده است. اين وزن عظيم مي‌تواند باعث فشردگي زمين و فرونشست آن شود. همچنين افزايش سطح آب درياها و شدت طوفان‌ها نيز شهر را نسبت به سيل آسيب‌پذيرتر کرده و اين فرايند را تشديد مي‌کند.

نقش مصالح ساختماني در تشديد فرونشست

بار و جنس مصالح ساختماني مي‌تواند به فرونشست شهرها کمک کند. در مناطق شهري، تجمع وزن عظيم سازه‌ها و زيرساخت‌ها، مانند ساختمان‌هاي بلندمرتبه، جاده‌ها، پل‌ها و ساير سازه‌ها، مي‌تواند به مرور زمان باعث فشرده‌شدن خاک زيرين شود. اين پديده به‌ويژه در مناطقي که زمين زيرساخت‌هاي شهري از خاک نرم، رس يا لايه‌هاي قابل‌فشردگي تشکيل شده باشد، شديدتر است.

عوامل تأثيرگذار:

نوع خاک زيرين: خاک‌هاي شني و رس‌هاي نرم به دليل کمبود مقاومت فشاري، در برابر وزن زياد آسيب‌پذيرتر هستند. اين نوع خاک‌ها تحت فشار سنگين زيرساخت‌ها متراکم شده و باعث فرونشست زمين مي‌شوند.

وزن ساختمان‌ها و تراکم شهري: هرچه شهرها بزرگ‌تر و متراکم‌تر شوند، وزن تجمعي ناشي از مصالحي مانند بتن، فولاد و شيشه بيشتر شده و به زمين فشار وارد مي‌کند. اين امر به‌ويژه در شهرهايي مانند نيويورک يا توکيو که تراکم جمعيتي بالايي دارند، ديده مي‌شود.

ويژگي مصالح ساختماني: بتن و فولاد: اين مواد سنگين هستند و وزن قابل‌توجهي را به خاک وارد مي‌کنند.

سازه‌هاي بزرگ و مرتفع: برج‌ها و آسمان‌خراش‌ها به دليل تمرکز بار روي پايه‌هاي کوچک‌تر، فشار بيشتري به زمين وارد مي‌کنند.

آثار ترکيبي: فرونشست ناشي از وزن زيرساخت‌ها زماني شديدتر مي‌شود که با عوامل ديگري مانند استخراج آب‌هاي زيرزميني، حفاري‌هاي زيرزميني (مانند مترو يا تونل‌ها)، و فرايندهاي طبيعي مثل فرسايش يا حرکات تکتونيکي ترکيب شود.

نمونه‌هاي واقعي:

نيويورک: بر اساس گزارش‌ها، وزن عظيم ساختمان‌هاي اين شهر يکي از دلايل فشرده‌شدن خاک و فرونشست تدريجي آن است.

مکزيکوسيتي: وزن زيرساخت‌ها در کنار استخراج بي‌رويه آب‌هاي زيرزميني، باعث فرونشست تا 50 سانتي‌متر در سال در برخي نقاط اين شهر شده است.

جاکارتا: علاوه بر مشکلات ناشي از وزن سازه‌ها، برداشت بيش از حد آب‌هاي زيرزميني اين شهر را به يکي از سريع‌ترين مناطق در حال فرونشست تبديل کرده است.

شهرهاي ساحلي؛ در معرض بيشترين خطر

شهرهاي ساحلي بيشترين خطر را از فرونشست زمين دارند. با اين حال، شهرهايي که در مرکز کشورها قرار دارند نيز با چالش‌هاي مشابهي روبه‌رو هستند. در يک مطالعه که اخيراً روي 99 شهر ساحلي انجام شد، مشخص شد که 33 شهر با سرعتي پنج برابر بيشتر از افزايش سطح دريا در حال نشست هستند.

اين مسئله در بخش‌هايي از آسيا بسيار جدي‌تر است؛ به‌ويژه در شهرهايي مانند مانيل در فيليپين، کراچي در پاکستان و تيانجين در چين که 10 تا 20 برابر سريع‌تر از افزايش سطح دريا نشست مي‌کنند.

تقريباً نيمي از شهرهاي بزرگ چين تحت تأثير وزن زيرساخت‌هايشان و استخراج بي‌رويه آب‌هاي زيرزميني در حال نشست هستند. تحقيقات اخير نشان داده که 45 درصد از 82 شهر چين سالانه بيش از 3 ميلي‌متر نشست مي‌کنند که اين امر مي‌تواند 29 درصد از جمعيت شهري اين کشور را تحت تأثير قرار دهد. پيش‌بيني‌ها نشان مي‌دهد که تا سال 2120، بين 22 تا 26 درصد از زمين‌هاي ساحلي چين ممکن است پايين‌تر از سطح دريا قرار گيرند.

پيامدهاي اجتماعي و زيست‌محيطي فرونشست زمين

فرونشست زمين مي‌تواند منجر به از دست دادن زمين‌هاي قابل سکونت، ناامني منابع آبي، آسيب به زيرساخت‌ها و جابه‌جايي جمعيت شود. براي مثال، دولت اندونزي به‌دليل اين نگراني‌ها پايتخت خود را از جاکارتا به جزيره بورنئو منتقل کرده است.

دلايل نشست زمين در شهرها

فرونشست زمين شهري مي‌تواند سال‌ها بدون تشخيص باقي بماند. اين پديده ناشي از عوامل پيچيده و مرتبط است که شامل دلايل طبيعي و انساني مي‌شود:

استخراج بي‌رويه آب‌هاي زيرزميني: يکي از عوامل اصلي فرونشست زمين، برداشت بيش از حد از آب‌هاي زيرزميني است. اين مسئله پيش‌بيني مي‌شود تا سال 2040 حدود 19 درصد از جمعيت جهان را تحت تأثير قرار دهد.

وزن زيرساخت‌ها: وزن ساختمان‌ها و تراکم شهري نيز مي‌تواند زمين را به مرور زمان فشرده کند.

فرايندهاي زمين‌شناختي طبيعي: حرکات تکتونيکي يا فعاليت‌هاي لرزه‌اي نيز مي‌توانند به نشست زمين کمک کنند.

تغييرات اقليمي: هرچند تغييرات اقليمي مستقيماً باعث نشست زمين نمي‌شود، افزايش سطح درياها و رويدادهاي جوي شديد مي‌توانند اين پديده را تشديد کنند.

راه‌حل‌هاي مقابله با فرونشست زمين

براي مقابله با اين پديده، جامعه جهاني مي‌تواند از دانش و فناوري‌هاي موجود بهره ببرد.

راهکارها شامل موارد زير هستند:

مشارکت جامعه: ارتباط مستقيم با جوامع آسيب‌ديده و جمع‌آوري داده‌هاي دقيق مي‌تواند به شناسايي ابعاد مسئله و افزايش آگاهي عمومي کمک کند.

مديريت بهتر زيرساخت‌هاي آبي: استفاده از فناوري براي نظارت بر سطوح آب‌هاي زيرزميني، کاهش نشت آب و احياي مصنوعي منابع آبي مي‌تواند مؤثر باشد.

همکاري‌هاي عمومي ـ خصوصي: بخش دولتي، خصوصي و دانشگاه‌ها بايد براي تأمين بودجه و اجراي پروژه‌هاي زيرساختي بزرگ مانند بازطراحي سيستم‌هاي تخليه آب و ساخت سدهاي مقاوم در برابر سيل همکاري کنند.

ترويج بهترين شيوه‌ها در صنعت: استفاده از روش‌ها و موادي که تأثير کمتري بر زمين‌هاي آسيب‌پذير دارند، مي‌تواند کمک‌کننده باشد.

آموزش جهاني براي حفاظت از آب: آموزش و ترويج مديريت پايدار آب مي‌تواند مصرف بي‌رويه را کاهش داده و به محافظت از شهرهاي آسيب‌پذير کمک کند.

ضرورت اقدام فوري

حل مسئله فرونشست زمين نيازمند توجه فوري و مداوم است. هرچند اين مسئله پيچيده است، اما راهکارهايي عملي براي کاهش خطرات آن وجود دارد. با کاهش برداشت آب‌هاي زيرزميني، بهبود زيرساخت‌هاي شهري و همکاري بين دولت‌ها و بخش خصوصي، مي‌توان شهرها را در برابر نشست زمين مقاوم‌تر کرد و آينده‌اي پايدارتر براي شهرنشينان تضمين کرد.

نتايج اين پژوهش در مجله weforum منتشر شده است.

منبع: تسنيم