تجربه دنیا درباره فرونشست زمین؛ از چین تا ایالات متحده

بیشتر کشورها و شهرهای ساحلی، از میامی گرفته تا جاکارتا، با چالش مقابله با افزایش سطح آب دریا مواجه هستند اما کشورهای برخی از مناطق دنیا با فرونشست زمین دست به گریبان‌اند. متخصصان این کشورها در پی راه‌حلی مناسب برای کنترل این پدیده و معضلات آن هستند.

برخی از کشورها علاوه‌بر خطر افزایش سطح آب دریا با فرونشست زمین هم مواجه هستند. اندونزی یکی از این کشورهاست که هر سال حدود ۱۷ سانتی‌متر شاهد فرونشست زمین است که این وضعیت فشار ناشی از احتمال سیل و افزایش سطح آب دریا را دو چندان می‌کند. با وجود اینکه آنها دیوارهای دریایی برای مقابله با افزایش سطح آب دریا ساخته‌اند، اما سرعت فرونشست زمین آنقدر بالاست که هنگام مد بالای دریا، آب خیلی راحت به آن‌سوی دیوار ریخته می‌شود. از طرفی برخی از کشورها هم بیش از اینکه نگران افزایش سطح آب دریا باشند، گرفتار فرونشست زمین در بخش‌هایی از مناطق خود شده‌اند.

دلایل فرونشست‌های زمین

فرونشست‌هایی که در سطح وسیع در جهان رخ می‌دهد، به دلیل اثراتی است که از آخرین عصر یخبندان (حدود ۱۲هزار سال قبل) باقی مانده است. اما اگر منطقه‌ای کوچک و در سطح محلی دچار فرونشست شده است، دلایل دیگری دارد.

لغزش آب

یکی از دلایل اصلی فرونشست زمین در برخی از جوامع، کاملا به دلیل کارهای اشتباه بشر است. در این مناطق از آب‌های زیرزمینی بیش از حد استفاده شده است. یکی از محققان دانشگاه ایتالیایی پادووا می‌گوید، «وقتی از مواد سازنده لایه‌های زمین چیزی بیرون می‌کشیم، زمین شروع به ریزش می‌کند.»

در واقع برداشت مواد دیگر مانند گاز متان یا نفت هم می‌تواند همین اثر را داشته باشد. اما در فرونشست‌های زمین در بیشتر کشورها مقصر اصلی آب‌های زیرزمینی هستند. مثلا، در هند ۸۵درصد آب شرب از آب‌های زیرزمینی تامین می‌شود که این مقدار در اروپا ۷۵درصد است. البته آب مصارف دیگری غیر از شرب هم دارد. مثلا، در آمریکا سال ۲۰۱۰، برای آبیاری محصولات کشاورزی روزانه ۲۲۵میلیون متر مکعب، از آب‌های زیرزمینی برداشت شد.

آب‌های زیرزمینی به‌طور طبیعی با بارش برف و باران پر می‌شوند. اما در برخی از نقاط جهان، برداشت این آب‌ها بسیار سریع‌تر از پرشدن دوباره آنها رخ می‌دهد. این کار منجر به تخلیه سریع آب و کاهش ذخایر آبی می‌شود. وقتی زمین از آب تهی شود، خاک فشرده شده تا جایی‌که لایه‌های فوقانی آن ریزش می‌کند.

استفاده غلط و ناکارآمد برخی از کشورها از آب موجب تخریب زمین و فرونشست بخش‌هایی از مناطق آنها شده است. توقف استفاده از آب‌های زیرزمینی می‌تواند به بازسازی زمین کمک کند.

مثلا در مکزیکوسیتی از آب‌های زیرزمینی بیش از حد برداشت شده و اکنون بخش‌هایی از شهر سالانه ۳۰سانتی‌متر نشست می‌کند. اکنون این شهر در یک چرخه معیوب گرفتار شده است. فرونشست‌های پی‌درپی منجر به تخریب زیرساخت لوله‌های آب و نشت آن شده است و در برابر آن کمبود آب، آب بیشتری از سفره‌های زیرزمینی استخراج می‌شود که آن نیز مشکل را بدتر می‌کند. در ضمن فرونشست زمین از مقاومت خانه‌ها در برابر زلزله‌های احتمالی می‌کاهد.

 راه‌حل‌هایی برای مقابله با فرونشست زمین

دانشمندان در بررسی‌های خود به این نتیجه امیدوارکننده رسیده‌اند که توقف استفاده از آب‌های زیرزمینی می‌تواند به بازسازی منابع آبی زمین کمک کند. محققان برخی از کشورهایی که با مشکل فرونشست زمین روبه‌رو هستند، برای برطرف کردن این مشکل راهکارهایی ارائه داده‌اند که از آنها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

۱. تزریق آب‌های مازاد روی سطح زمین به سفره‌های زیرزمینی

۲. استفاده صحیح و کارآمد از منابع آبی

این کار را می‌توان با اصلاح روش‌های آبیاری، مانند استفاده از روش‌های قطره‌ای یا بارانی یا اصلاح کاشت محصولاتی که به آبیاری کمی نیاز دارند، انجام داد.

۳. ممنوعیت استفاده بیش از حد از حوضه‌های آب‌های زیرزمینی

۴. تصفیه آب‌های شهری و استفاده مجدد از آن در کارخانه‌ها

۵.  کاهش صنایعی که برای اداره آنها به حجم بالایی از آب نیاز است

۶. حفر چاه‌هایی که بتوانند آب‌های مازاد روی سطح زمین را در خود ذخیره کنند

۷. کنترل قانونی منابع آبی

دولت باید در حفظ منابع آبی کشور کوشش کند و هر فعالیتی را که برای اداره آن به آب زیادی نیاز هست به‌خوبی بررسی کرده و چنانچه توجیه اقتصادی نداشت، جلوی فعالیت آن را بگیرد.

برخی از کشورها برای مقابله با فرونشست‌هایی که در شهرهایشان صورت گرفته، راه‌حل‌های زیر را به‌کار بردند:

ژاپن

پس از دهه‌ها برداشت بی‌رویه آب‌های زیرزمینی در توکیو، این شهر با فرونشست شدیدی مواجه شد که این فرونشست سالانه در سال ۱۹۶۸ به اوج خود (۲۴سانتی‌متر در سال) رسید. در واقع در آن سال‌ها هر روز ۱,۵ میلیون متر مکعب، آب استخراج می‌شد. در واکنش به این معضل، دولت ژاپن برای استخراج آب‌های زیرزمینی محدودیت قائل شد و این فرونشست تا دهه ۲۰۰۰ کند شد و به ۱ سانتی‌متر در سال رسید.

در برخی از مناطق، فاضلاب صنعتی تصفیه شدند و از آب حاصل از آنها برای مصارف دیگر استفاده شد. در مناطقی دیگر هم به جای استفاده از آب‌های زیرزمینی، آب‌های روی سطح زمین به‌کار گرفته شد.

ایالات متحده

شهر سن‌واکین کالیفرنیای آمریکا که اصلی‌ترین صنعت‌شان کشاورزی است، با فرونشست ۶۰سانتی‌متری زمین در سال مواجه شد که این سریع‌ترین فرونشست در جهان است. این مشکل با تبدیل محصولات تناوبی مانند گوجه‌فرنگی و فلفل به محصولات دایمی تاکستان و باغ‌های میوه، بدتر شد. فرونشست زمین در این منطقه به زیرساخت‌های این شهر و سیستم لوله‌های آب آن صدمه زده است. 

مسئولان این شهر قرار است در کاشت محصولات انتخابی‌شان تجدیدنظر کنند و به‌جای استفاده از آب‌های زیرزمینی از آب‌های روی سطح زمین بهره بگیرد.

بخش‌هایی از شهر ویرجینیا هم دچار فرونشست زمین شده است و مسئولان این شهر هم با معرفی پروژه تصفیه آب به نام سوئیفت (Swift) به این معضل واکنش نشان دادند. در این پروژه برای حفاظت بیشتر از محیط‌زیست، افزایش پایداری منابع آب‌های زیرزمینی، بهبود شرایط خلیج چساپیک، کنترل افزایش سطح آب دریا و نفوذ آب شور برنامه‌های طولانی‌مدتی در نظر گرفته شده است.

چین

در این کشور هم به‌دلیل استفاده بیش از حد از آب های زیرزمینی موجب فرونشست در برخی از شهرهای این کشور مانند شانگهای شد که این فرونشست در سال ۱۹۶۵ با نشست ۲,۶۳متر به اوج خود رسید. این کشور علاوه‌بر توقف برداشت از آب‌های زیرزمینی، با استفاده از بیش از ۲۰۰ چاه، آب‌های مازاد روی سطح زمین را به سفره‌های آب‌های زیرزمینی تزریق کردند. این کار را در فصول سرد سال که فعالیت بسیاری از کارخانه‌ها متوقف می‌شد انجام دادند. ده سال بعد (۱۹۷۶) فرونشست زمین متوقف شد.

با استفاده صحیح از منابع آب‌های زیرزمینی می‌توان جلوی فرونشست زمین را گرفت.