بحران پمپاژ آب،احتمال زلزلهبزرگ را افزایش میدهد
وضعیت تأمین آب تهران پیش از دهه چهل شمسی چگونه بود؟
پیش از دهه ۱۳۴۰ خورشیدی، بخش عمده تأمین آب تهران و کرج از طریق قناتها و آبهای سطحی مانند رودخانههای کرج و جاجرود بود. در سال ۱۳۴۰ حدود ۳۰ هزار قنات در ایران وجود داشت که ۱۷.۳ میلیارد متر مکعب در سال آبدهی داشتند. پس از آن، با رشد جمعیت و توسعه شهری و صنعتی، حفاری چاههای عمیق آغاز شد و استخراج آب زیرزمینی به شدت افزایش یافت و منجر به برداشت بیرویه از سفرههای آب زیرزمینی شد. این روند افزایشی استخراج، به ویژه در دهههای اخیر، منابع آب زیرزمینی دشتهای تهران-کرج را به وضعیت بحرانی کشانده است.
آمار برداشت آب از منابع زیرزمینی در تهران چگونه است؟
از سال ۱۴۰۳ حدود ۸۰ حلقه چاه جدید در تهران حفر شده که برداشت آب از عمق بالای ۱۰۰ متر صورت میگیرد تا کیفیت منابع حفظ شود. در مجموع ۲۲۵۰ حلقه چاه در استان تهران وجود دارد که ۷۵۰ حلقه آن در شهر تهران فعال است. در تهران ۱۶ مترمکعب در ثانیه از منابع زیرزمینی برداشت میشود و در آبانماه میزان برداشت روزانه به ۳ میلیون مترمکعب رسید. مصرف روزانه آب در استان حدود ۴ میلیون مترمکعب و مصرف سالانه ۱.۶ میلیارد مترمکعب برآورد میشود.
طی نیمقرن گذشته، اضافه برداشت در تهران و کرج به چند متر مکعب رسیده است؟
طبق گزارشها، از سال ۱۳۵۰ تا ۱۴۰۴ اضافه برداشت تجمعی در استان تهران به حدود ۶ میلیارد متر مکعب رسیده و در استان البرز حدود ۲ میلیارد متر مکعب از آب سفرههای زیرزمینی اضافه برداشت شده است. در دشت کرج، افت متوسط سالانه تراز آب زیرزمینی حدودا سالانه یک متر بوده است.
خشکسالی چه نقشی در این بحران دارد؟
در سال آبی ۱۴۰۴-۱۴۰۵ ششمین سال خشکسالی در منطقه تهران-البرز در حال رخداد است. طی پنج سال اخیر، سالانه حدود ۵۰۰ میلیون متر مکعب از آبهای زیرزمینی دشت تهران برداشت شده است. اگر این روند ادامه یابد، میزان تجمعی برداشت تا سال ۱۴۰۹ به حدود ۵ میلیارد متر مکعب خواهد رسید.
برداشت بیرویه آب چه تأثیری بر گسلها دارد؟
روند استخراج آب زیرزمینی از سال ۱۳۴۰ تا کنون، یک روند صعودی و نگرانکننده را نشان میدهد که عمدتاً به دلیل رشد جمعیت، توسعه شهری، و گسترش کشاورزی چاهمحور بوده است. تخلیه آب زیرزمینی باعث کاهش فشار منفذی در اعماق زمین میشود. این کاهش فشار، تنش مؤثر (فشاری که ذرات جامد خاک بر یکدیگر وارد میکنند) را افزایش داده و میتواند تنش برشی (Shear Stress) در راستای صفحهی گسلها را تغییر دهد. در نتیجه، گسلها تحریک یا مجدداً فعال میشوند، حتی اگر در کوتاهمدت فعالیت لرزهای نداشته باشند. فرونشست هم میتواند باعث کاهش تنش قائم (فشار رو به پایین ناشی از وزن مواد بالایی) شود.
کدام مناطق تهران بیشترین فرونشست را تجربه کردهاند؟
فرونشست در دشتهای جنوبی و غربی تهران، از جمله شهریار، ملارد، ورامین و ری، به شدت رخ داده است و در مجاورت گسلهای مهمی قرار دارد. دشت شهریار در مجاورت گسلهای شمال تهران، پردیسان، رباط کریم، و ماهدشت – جنوب کرج قرار دارد. زلزلههای متوسط کوچک اخیر مانند زلزله ملارد در ۲۹ آذر ۱۳۹۶ با بزرگای ۵ و زلزله ۱۳ اردیبهشت ۱۴۰۴ ماهدشت با بزرگای ۴.۰ میتواند با تحریک این گسلها در اثر فرونشست مرتبط باشد. پهنه فرونشست ری در مجاورت گسل کهریزک واقع شده است. در دشت ورامین فرونشست در مجاورت گسل پیشوا رخ میدهد.
سرعت فرونشست زمین در این مناطق چگونه است؟
سرعت فرونشست زمین در برخی مناطق استان تهران بسیار بالاست. بعضی نقاط نرخ فرونشست سالانه در ری تا ۲۵ سانتیمتر و در شهریار تا ۳۶ سانتیمتر نیز گزارش شده است. اخیرا فرونشست در منطقه ۱۸ تهران تا ۳۱ سانتی متر در سال گزارش شده است.
ادامه این روند، چه تبعاتی در بر دارد؟
ادامه این وضعیت میتواند علاوه بر آسیب به زیرساختهای حیاتی (راهآهن، آزادراهها، خطوط لوله)، خطر لرزهخیزی را در پهنههای پرجمعیت تهران و البرز افزایش دهد.
کدام گسلها بیشترین خطر را دارند؟
گسل کهریزک و گسل ری مستقیماً در داخل یا بلافاصله در مجاورت منطقه بدترین فرونشست جنوب تهران و شهر ری قرار دارند. اگر قرار باشد گسلی تحت تأثیر فرونشست قرار گیرد، این گسلها کاندیدای اول هستند که قادر به ایجاد زلزلههای مخرب و شدید با بزرگای بیش از ۶ مستقیماً در زیر یک بخش پرجمعیت از منطقه شهری هستند.گسل شمال تهران هم یکی از خطرناکترین گسلهای ایران است که قادر به ایجاد زلزله با بزرگای تا ۷.۵ نیز هست و مستقیماً در زیر مناطق شمالی، پرجمعیت و از نظر سیاسی بحرانی شهر است. اگرچه از کاسه اصلی فرونشست دورتر است، اما تغییرات تنش در جنوب منطقه ۲۲ شهرداری در محاورت گسل شمال تهران قرار دارد.
تنش در جنوب شهر چطور میتواند بر گسلهای نواحی شمال تأثیر بگذارد؟
تغییرات قابل توجه تنش در جنوب میتواند به طور بالقوه بر پایداری گسل شمال تهران تأثیر بگذارد. گسل پردیسان در بخش غربی شهر قرار دارد. اگرچه فعال است، اما بزرگی بالقوه آن عموماً کمتر از گسلهای شمال تهران در نظر گرفته میشود و مستعد تغییرات تنش ناشی از فرونشست منطقهای است.گسل ماهدشت-جنوب کرج نیز در ادامه غربی گسل شمال تهران در منطقهای با تنش آبی بالا نیز قرار دارد. نزدیکی آن به یک مرکز جمعیتی بزرگ -کرج- و پتانسیل تغییر تنش، آن نگرانکننده است.گسل رباط کریم در جنوب غربی تهران و در مجاورت شمالی فرودگاه بینالمللی امام خمینی در منطقهای قرار دارد که افت و فرونشست قابل توجه آبهای زیرزمینی را تجربه میکند.
آیا این وضعیت میتواند در دهه پیش رو موجب وقوع زلزله بزرگی شود؟
این احتمال وجود دارد. مکانیسمهای فیزیکی وجود دارند و مقیاس تغییرات ناشی از فعالیتهای انسانی -با بیش از ۳۰ سانتیمتر در سال فرونشست- به اندازهای عظیم است که میتواند عامل مختلکننده قابل توجهی در میدان تنش منطقهای باشد.
بحران پمپاژ آب باعث میشود که احتمال رخداد زمینلرزه شدید روی هر یک از این گسلها افزایش یابد. هماکنون محققان در پژوهشگاه زلزله در تیم تحقیقاتی نگارنده –شامل دانشجویان دکتری– مشغول بررسی حد افزایش احتمال رخداد زلزله شدید در پی پمپاژ وسیع آب هستند. احتمال یک زلزله بزرگ مثلاً روی گسل شمال تهران یا ری به دلیل تغییرات تنش ناشی از پمپاژ آب تشدید میشود یا در زمان رخدادش تسریع میشود.
