فرونشست و فرسایش خاک، بحرانی با عواقبی بزرگ

فرسایش و فرونشست زمین بحرانی بسیار بزرگ است که به تدریج خود را نشان می‌دهد، اگر به این بحران به اندازه کافی توجه نشود و راهکاری برای آن اندیشیده نشود عواقب جبران‌ناپذیری دارد.

به گزارش خبرنگار محیط زیست خبرگزاری فارس، فرسایش خاک در ایران ۶ برابر دنیا است و این رکوردی بالا برای فرسایش خاک محسوب می‌شود. فرونشست زمین، بحرانی است که در چند سال اخیر به دلیل برداشت بی‌رویه آب در ایران شدت بیشتری به خود گرفته است این موضوع می‌تواند پیامدهای جبران ناپذیری برای کشور به همراه داشته باشد. دو موضوع فرونشست و فرسایش خاک می‌تواند منجر به بحرانی بزرگ در آینده کشور شود. در همین زمینه با مهدی زارع استاد دانشگاه و پژوهشگر گفتگو و علل این بحران در ایران را بررسی می‌کنیم.

عوامل فرسایش خاک

چرا نرخ فرسایش خاک در ایران بالاست؟

نرخ فرسایش خاک تحت اثر عوامل مختلفی است. در ایران، عوامل متعددی در نرخ بالای فرسایش خاک نقش دارند:

اقلیم: ایران دارای اقلیم متنوعی است و مناطق خشک و نیمه خشک بخش قابل توجهی از کشور را تشکیل می دهند. در چنین مناطقی، فقدان پوشش گیاهی ثابت همراه با رویدادهای بارندگی شدید منجر به افزایش فرسایش خاک شود. اقلیم خشک ممکن است منجر به خاک خشک و فشرده شود که در هنگام بارندگی بیشتر مستعد فرسایش است.

توپوگرافی: توپوگرافی ایران با مناطق کوهستانی، فلات ها و دشت ها بسیار متفاوت است. اراضی شیب‌دار در ایران، به ویژه همراه با عواملی مانند جنگل زدایی یا استفاده نامناسب از زمین، آسیب‌پذیری خاک را در برابر فرسایش افزایش می‌دهد.

شیوه‌های استفاده از زمین: فعالیت‌های انسانی، مانند شیوه‌های کشاورزی نامناسب، جنگل‌زدایی و چرای بی‌رویه، می‌تواند به فرسایش خاک کمک کند. شیوه های استفاده ناپایدار از زمین پوشش گیاهی محافظ را حذف می کند و ساختار خاک را مختل کند و آن را مستعد فرسایش کند.

توسعه زیرساخت: فعالیت های ساختمانی، جاده‌ها و شهرنشینی الگوهای زهکشی طبیعی را تغییر می‌دهند و منجر به افزایش رواناب سطحی و فرسایش خاک شوند.

فقدان اقدامات حفاظتی خاک: نبود یا اجرای ناکافی اقدامات حفاظتی خاک، مانند شخم کانتور، تراس کاری و جنگل کاری،  فرسایش خاک را تشدید می کند.

خشکسالی‌ها و تخریب اراضی: ایران دوره‌های خشکسالی را تجربه کرده است و اکنون در سال آبی ۱۴۰۲-۱۴۰۳ در سومین سال خشکسالی شدید پی در پی هستیم که با تسریع حذف پوشش گیاهی و مستعد کردن بیشتر خاک به فرسایش، فرسایش خاک را تشدید می‌شود.

اجرای شیوه های مدیریت پایدار زمین، ترویج جنگل کاری و تشویق اقدامات حفاظتی خاک برای مهار فرسایش خاک بسیار مهم است. علاوه بر این، افزایش آگاهی در مورد اهمیت استفاده مسؤولانه از زمین به کاهش فرسایش خاک در منطقه کمک می‌کند.

عوامل فرونشست زمین

فرونشست زمین چیست و شدت آن در ایران چقدر است؟

فرونشست زمین به فرورفتن یا نشست سطح زمین گفته می‌شود. ممکن است به دلایل مختلفی رخ دهد، اما یکی از دلایل رایج در ایران و بسیار از کشور های خشک مانند اسپانیا و در غرب آمریکا، برداشت بیش از حد آب‌های زیرزمینی از سفره‌های زمین است. در حالی که کاهش آب‌های زیرزمینی در برخی از مناطق کشور مانند پهنه‌های پیرامون شهرهای تهران، اصفهان، مشهد و کرمان و رفسنجان نگران کننده است.

در اینجا برخی دلایل فرونشست زمین، به ویژه به دلیل استخراج آب های زیرزمینی عنوان می شود :

برداشت بیش از حد از آب های زیرزمینی: اگر آب زیرزمینی از سفره‌های زیرزمینی با سرعتی فراتر از تغذیه طبیعی استخراج شود، سطح آب کاهش می‌یابد که منجر به فشرده شدن و یکپارچگی خاک و باعث فرونشستن زمین در بر روی آبخوان می‌شود.

شیوه های کشاورزی: در مناطقی که کشاورزی مصرف کننده اصلی آب است – حدود ۹۰ در صد مصرف آب در ایران - آبیاری گسترده  به کاهش آب های زیرزمینی می انجامد. اگر به طور پایدار مدیریت نشود، منجر به فرونشست زمین می شود.

شهرنشینی: شهرنشینی سریع اغلب منجر به افزایش تقاضا برای آب می شود و این اتفاقی است که در پهنه‌ای مانند استان تهران به سرعت در حال وقوع است. این تقاضا از طریق پمپاژ بیش از حد آب زیرزمینی تامین می‌شود که به فرونشست زمین می‌انجامد.

فقدان مقررات : نظارت و مقررات ناکافی بر استخراج آب های زیرزمینی  به پمپاژ بیش از حد در ایران انجامیده است و بدین ترتیب فرونشست زمین  تشدید شده است.

عوامل زمین شناسی: شرایط زمین شناسی خاص، مانند وجود خاک های قابل تراکم، در مناطقی مانند غرب استان تهران و جنوب تهران و محدوده شهر ری، با استخراج آب های زیرزمینی، فرونشست زمین تسریع شده است.

پیدا کردن علل فرونشست مهم است

پرداختن به علل ریشه‌ای فرونشست زمین از طریق شیوه‌های مدیریت پایدار آب، مانند بهبود بهره‌وری آبیاری، ترویج حفظ آب، و اجرای مقررات برای جلوگیری از برداشت بیش از حد آب‌های زیرزمینی، مهم است. علاوه بر این، سرمایه‌گذاری در منابع آب جایگزین، مانند آب بازیافتی و بهبود مدیریت آب های سطحی،  به کاهش اثر  فرونشست زمین کمک می‌کند. مدیران اجرایی باید برای توسعه و اجرای راهبردهایی تنظیم  مصرف آب با نیاز به حفاظت از پایداری زمین، همکاری کنند.

خشکسالی چه اثری بر فرونشست دارد؟

خشکسالی  با سازو کارهای های مختلفی به فرونشست زمین  می‌انجامد، به ویژه زمانی که منجر به کاهش منابع آب زیرزمینی شود. در اینجا نحوه اثر خشکسالی بر فرونشست زمین آمده است:

کاهش آب‌های زیرزمینی: شرایط خشکسالی اغلب منجر به کاهش بارندگی و کاهش دسترسی به آب های سطحی می شود که منجر به افزایش اتکا به آب های زیرزمینی برای نیازهای کشاورزی، صنعتی و خانگی می‌شود. اگر برداشت آب زیرزمینی از نرخ تغذیه طبیعی بیشتر شود، سطح آب کاهش می‌یابد. با استخراج آب زیرزمینی،  فضاهای منفذی در آبخوان به اندازه کافی پر نمی‌شوند و باعث فشرده شدن رسوبات و فرونشستن زمین در بالای آبخوان می‌شود.

فشردگی خاک‌های رسی: در برخی مناطق، به ویژه مناطقی که دارای خاک‌های رسی هستند، خشکسالی طولانی مدت به خشک شدن خاک انجامیده است. خاک‌های رسی ظرفیت نگهداری آب بالایی دارند و وقتی خشک می‌شوند، ذرات خاک فشرده می‌شوند. این تراکم باعث کاهش حجم فضاهای منافذ و در نتیجه نشست می‌شود.

از بین رفتن پوشش گیاهی: خشکسالی  منجر به از بین رفتن پوشش گیاهی شده، زیرا گیاهان در اثر تنش آبی از بین می‌روند. پوشش گیاهی نقش مهمی در تثبیت خاک و جلوگیری از فرسایش دارد. هنگامی که پوشش گیاهی کاهش می‌یابد، خاک در برابر فرسایش آسیب پذیرتر می‌شود که  خطر فرونشست را تشدید می‌کند.

افزایش تقاضا برای آب: در طول خشکسالی، اغلب تقاضا برای آب برای آبیاری برای جبران کاهش بارندگی افزایش می‌یابد. این تقاضای افزایش یافته منجر به تشدید برداشت از آب های زیرزمینی می شود و بیشتر به فرونشست زمین می انجامد.

تغییرات کاربری زمین: در پاسخ به خشکسالی، ممکن است تغییراتی در شیوه های کاربری زمین مانند افزایش پمپاژ آب زیرزمینی برای آبیاری یا تغییر در شیوه های کشاورزی ایجاد شود. این تغییرات بر تعادل آب در یک منطقه اثر می‌گذارد و به طور بالقوه موجب فرونشست زمین می‌شود .

برای کاهش اثر  خشکسالی بر فرونشست زمین، اتخاذ شیوه های مدیریت آب پایدار ضروری است. این شامل ترویج صرفه جویی در آب، بهبود بهره‌وری آبیاری، اجرای پروژه‌های تغذیه آب زیرزمینی و توسعه منابع آب جایگزین است. علاوه بر این، برنامه‌ریزی کاربری زمین که اثرات بالقوه خشکسالی بر منابع آب زیرزمینی را در نظر می‌گیرد،  ریسک فرونشست را کم می‌کند.

اثر برداشت شدید آب بر فرونشست زمین چیست؟

 استخراج شدید آب، به ویژه از منابع آب زیرزمینی، در واقع منجر به فرونشست زمین می‌شود. فرونشست زمین زمانی اتفاق می‌افتد که آب از سفره‌های زیرزمینی با سرعتی سریع‌تر از دوباره پر شدن طبیعی خارج شود.

فشرده سازی فضای منافذ: آب زیرزمینی فضاهای منفذی بین ذرات خاک و سنگ در یک سفره آب را اشغال می‌کند. هنگامی که آب با سرعت بالایی استخراج می شود، این فضاهای منافذ خالی می شوند. اگر سرعت استخراج بیشتر از سرعت  شارژ مجدد و طبیعی آبخوان باشد ، ذرات خاک شروع به فشرده شدن می کنند. با فروپاشی فضاهای منافذ، زمین بالای آبخوان شروع به فرورفتن می‌کند.

تراکم رسوبات: رسوبات موجود در آبخوان معمولاً از مواد مختلفی از جمله ماسه، سیلت و رس تشکیل می‌شود. استخراج شدید آب منجر به فشرده شدن این رسوبات می شود. این فشردگی باعث کاهش حجم آبخوان می شود و در نتیجه سطح زمین نشست می کند.

کاسه‌ها یا مخروط‌های فرونشست: استخراج شدید آب یک فرورفتگی مخروطی یا کاسه ای شکل در سطح ایستابی آب اطراف چاه استخراج ایجاد می کند که به عنوان «مخروط نشست» یا«کاسه فرونشست» شناخته می شود. اگر مخروط نشست به تدریج گسترش یابد و منطقه وسیعی را تحت اثر قرار می‌دهد و منجر به فرونشست زمین می شود.

از بین رفتن ساختار آبخوان: برداشت بیش از حد آب  ساختار آبخوان را تغییر می‌دهد. این اختلال منجر به کاهش ضخامت و حجم آبخوان و منجر به فرونشست زمین می شود.

عواقب فرونشست زمین

فرونشست زمین به دلیل استحصال شدید آب یک نگرانی قابل توجه در بسیاری از مناطق در سراسر جهان است، به ویژه در مناطقی که نیازهای زیاد آبی کشاورزی، صنعتی یا شهری دارند. عواقب جدی برای زیرساخت‌ها، اکوسیستم‌ها و جوامع دارد . شیوه‌های مدیریت پایدار آب، از جمله تنظیم سرعت استخراج آب‌های زیرزمینی، تغذیه مصنوعی سفره‌های زیرزمینی، و استفاده از منابع آب جایگزین، برای کاهش ریسک فرونشست زمین مرتبط با برداشت شدید آب ضروری است.

 تفاوت بین فرونشست زمین در شهرها و دشت‌ها چیست؟

 فرونشست زمین  هم در مناطق شهری و هم در دشت‌ها رخ می دهد، اما علل و ویژگی های خاص ممکن است بر اساس جغرافیا، شرایط زمین شناختی و فعالیت های انسانی در این محیط‌ها متفاوت باشد. در اینجا برخی از تفاوت‌های اصلی بین فرونشست زمین در مناطق شهری و دشت آورده شده است

علت فرونشست در شهرها و دشت‌ها

 در مناطق شهری، فرونشست زمین اغلب با فعالیت های انسانی مانند برداشت بیش از حد آب‌های زیرزمینی، ساخت و ساز و تغییر کاربری زمین همراه است. تقاضا برای آب در محیط‌های شهری، به‌ویژه برای مصارف صنعتی و خانگی، می‌تواند منجر به پمپاژ بیش از حد آب‌های زیرزمینی شود و باعث فرونشست زمین شود.

در دشت‌ها یا مناطق کشاورزی، فرونشست زمین نیز ممکن است ناشی از برداشت بیش از حد آب‌های زیرزمینی برای آبیاری باشد. شیوه‌های کشاورزی، مانند آبیاری گسترده، به کاهش آب‌های زیرزمینی و منجر به فرونشست می‌شود.

ترکیب زمین:

مناطق شهری: مناطق شهری ممکن است ترکیبی از  زمین طبیعی و زمین مصنوعی داشته باشند. فرونشست در نواحی شهری تحت اثر  استخراج آب های زیرزمینی از سفره های طبیعی و سازه های دست ساز انسان مانند چاه ها و تاسیسات زیرزمینی است.

دشت‌ها: دشت ها اغلب شامل رسوباتی هستند که به تدریج  رسوب می کنند، از جمله رسوبات آبرفتی رودخانه ها. ترکیب مواد زیرسطحی  بر میزان و سرعت فرونشست در دشت ها اثر  می گذارد.

اثر زیرساخت:

در مناطق شهری: فرونشست زمین در نواحی شهری ریسک‌های قابل توجهی برای زیرساخت ها از جمله ساختمان‌ها، جاده‌ها و تاسیسات ایجاد می‌کند. فرونشست متفاوت، که در آن مناطق مختلف با سرعت‌های متفاوتی فرو می‌روند، منجر به آسیب و ناپایداری زیرساخت‌ها می‌شود.

دشت‌ها: در دشت‌ها، اثر  بر زیرساخت‌ها ممکن است بر اساس توسعه متفاوت و با شدت مختلف در پهنه‌های گوناگون باشد. زیرساخت‌های کشاورزی مانند سامانه های آبیاری نیز ممکن است تحت اثر  قرار گیرند. با این حال، عواقب آن برای مناطق شهری پرجمعیت اغلب شدیدتر است.

روش‌های استفاده از زمین:

نواحی شهری: خود توسعه  شهرنشینی در مناطق خشک به دلیل تغییر در چشم انداز، افزایش سطوح غیر قابل نفوذ و تغییر در الگوهای زهکشی طبیعی به فرونشست زمین می انجامد . فعالیت‌های ساختمانی و استخراج منابع زیرزمینی فرونشست را تشدید می‌کند.

دشت‌ها: دشت‌ها در اثر فعالیت‌های کشاورزی، مانند برداشت بیش از حد آب‌های زیرزمینی برای آبیاری، دچار فرونشست می‌شوند. تغییرات در کاربری زمین، مانند تبدیل مراتع  به مزارع کشاورزی، بر سرعت فرونشست اثر می‌گذارد.

کاهش ریسک :

مناطق شهری: کاهش فرونشست زمین در مناطق شهری اغلب شامل اجرای مقررات مربوط به استخراج آب‌های زیرزمینی، ترویج شیوه‌های مدیریت پایدار آب و نظارت بر مناطق مستعد فرونشست برای جلوگیری از آسیب به زیرساخت‌ها است.

دشت‌ها: در دشت ها، مدیریت مصرف آب کشاورزی، بهبود بهره وری آبیاری و اتخاذ شیوه‌های مدیریت پایدار آب‌های زیرزمینی برای کاهش خطر فرونشست زمین بسیار مهم است.

در حالی که سازوکار‌های زیربنایی فرونشست زمین ممکن است مشابه باشند، عوامل خاص مؤثر در فرونشست در مناطق شهری در مقایسه با دشت‌ها می‌تواند متفاوت باشد و پرداختن به این موضوع نیازمند رویکردهای متناسب با فعالیت‌های انسانی و شرایط هر منطقه است.

پایان پیام/