مقدمه
افزایش بی‌رویه جمعیت در بعضی از نقاط در یک قرن اخیر، نیاز انسان به آب، مواد غذایی و مواد معدنی را به شدت افزایش داده است. دسترسی به مواد غذایی مستلزم وجود آب است. لذا، همان‌طور که می‌دانیم، پیوسته و با سرعتی افسارگسیخته، آب‌های زیرزمینی استخراج و جهت آبیاری محصولات کشاورزی استفاده می‌شود. از سوی دیگر، استخراج و فرآوری مواد معدنی و محصولات صنعتی هم غالباً نیازمند آب فراوان است. بنابراین برای تأمین نیازهای این جمعیت رو به افزایش، مصرف آب به شدت افزایش یافته است. در این میان استخراج بی‌رویه آب در مناطق کم‌باران، باعث خالی ماندن فضاهای درون سنگ‌ها و رسوبات شده و در نبود فشار سیّالات در زیر زمین، فرونشست زمین را در پی می‌آورد.
حرکت عمودی سطح زمین به سمت پایین را فرونشست زمین می‌گویند (Marker, ۲۰۱۳) که می‌تواند از عوامل طبیعی و یا از فعالیت‌های انسان ناشی شود. این پدیده یکی از خطرات زیست‌محیطی است که به‌صورت ریزش ناگهانی زمین و تشکیل گودال یا به‌صورت فرونشست آرام سطح زمین ظاهر می‌شود. ریزش‌های۱ ناگهانی به‌ندرت با آسیب‌های جدی همراه‌اند، البته به شرطی که نزدیک به مناطق در معرض خطر زمین‌لرزه، آتش‌فشان، سونامی یا زمین‌لغزه نباشند. اما فرونشست آرام زمین هرچند که در یک دوره زمانی طولانی‌تر رخ می‌دهد، می‌تواند خسارت‌های مالی زیادی دربر داشته باشید. در این نوشتار عوامل و چگونگی ایجاد فرونشست زمین ناشی از فعالیت‌های انسانی را بررسی و در هر مورد راهکار مناسب برای کاهش آن را ذکر می‌کنیم. قسمت عمده این نوشتار از کار Nelson (۲۰۱۶) اقتباس شده است.
فرونشست
زمین یکی از مسائل زیست‌محیطی است که یا بر اثر فعالیت‌های زیاده‌خواهانه
انسان ایجاد می‌شود و یا اینکه ناشی از پدیده‌های طبیعی است؛ از جمله
می‌تواند ناشی از موارد گوناگونی مانند برداشت بی‌رویه آب‌های زیرزمینی،
فشار وزن ساختمان‌ها و دیگر بناهای سنگین سخت و متراکم شدن طبیعی خاک‌های
آبرفتی، استخراج مواد معدنی و دیگر مواد جامد از زیر زمین، فرونشست
ژئوتکتونیکی، انحلال سنگ‌های آهکی و دولومیتی توسط آب‌های فرورونده و تشکیل
حفرات خالی و ریزش متعاقب آن و ... باشد
انواع فرونشست زمین
در بیشتر موارد فرونشست زمین را می‌توان با عوامل زیر مرتبط دانست (Marker, ۲۰۱۳):
۱. فعالیت‌های زیرزمینی (ناشی از عوامل طبیعی یا فعالیت‌های انسانی)؛
۲. جابه‌جایی عمودی زمین توسط گسل‌ها؛
۳. برداشت مایعات (نفت و آب) و گازها از زیرزمین؛
۴. متراکم شدن خاک‌های ضعیف در زیر بار وزن رسوبات بالایی.
البته موارد دیگری نیز وجود دارد که متداول نیستند؛ مانند حرکت‌های جانبی زمین، سرزمین‌های یخ‌زده و ... .
افزایش بی‌رویه جمعیت در بعضی از نقاط یک قرن اخیر، نیاز انسان به آب، مواد غذایی و مواد معدنی را به شدت افزایش داده است. دسترسی به مواد غذایی مستلزم وجود آب است
فرونشست ناشی از برداشت سیّالات
سیّالات (به‌خصوص آب) می‌توانند در زیر سطح زمین سنگ‌ها را در خود حل کرده و به ریزش زمین منجر شوند. از سوی دیگر، هر سیّالی که در فضاهای خالی یا در شکاف‌های سنگ‌ها وجود دارد، تحت فشار وزن سنگ‌های بالاتر است. بنابراین فشار سیّالات موجود در سنگ‌ها برای نگه داشتن بار سنگ‌های رویی و جلوگیری از فرونشست کافی است، اما با برداشت سیالات از زیرزمین، کاهش فشار سیالات ممکن است فروریزش سنگ‌هایی بالایی را در پی داشته باشد. دو سیّال مهمی که در زیرزمین وجود دارند، یکی آب (به‌صورت آب زیرزمینی) و دیگری نفت خام و گاز طبیعی هستند. بیشتر فرونشست زمین مربوط به برداشت بیش از حد آب‌های زیرزمینی است (تصویر ۱). برای مثال، بیش از ۸۰ درصد فرونشست شناسایی‌شده در ایالات متحده، مربوط به برداشت آب‌های زیرزمینی است (Todd and Mays, ۲۰۰۵). به همین ترتیب، به‌نظر می‌رسد فرونشست زمین و تخریب آبخوان‌ها در حوضه مرکزی و شمال شرق ایران، ناشی از همین امر باشد که معضلی فراگیر است (Motagh et al, ۲۰۰۸). همچنین بنابر اظهارنظر (۲۰۱۵) قسمت عمده فرونشست‌ها در دشت‌های شمالی استان همدان، ناشی از برداشت بی‌رویه از آبخوان‌هاست.
تصویر ۱. شکاف بلند و پهنی که در پی فرونشست زمین در قسمت جنوبی دشت دامغان ایجاد شده است (Parhizkar et al, ۲۰۱۵).
حرکت عمودی سطح زمین به سمت پایین را فرونشست زمین می‌گویند که می‌تواند از عوامل طبیعی و یا از فعالیت‌های انسان ناشی شود. این پدیده یکی از خطرات زیست‌محیطی است که به‌صورت ریزش ناگهانی زمین و تشکیل گودال یا به‌صورت فرونشست آرام سطح زمین ظاهر می‌شود
الف) آب‌های زیرزمینی
آب‌های زیرزمینی تقریباً در همه‌جا در زیر سطح زمین، فضاهای خالی و شکاف‌های سنگ‌ها را در منطقه زیر سطح ایستابی (منطقه اشباع) پر می‌کند. کاهش سطح آب‌های زیرزمینی یا تغییر شرایط رطوبت زیرسطحی در اثر خشک‌سالی، فصل‌های خشک و برداشت بی‌رویه آب توسط انسان، می‌تواند مسبب فرونشست سطح زمین باشد. این پدیده می‌تواند چاه‌ها را به‌شدت تخریب کند و مشکلات ویژه‌ای را در طراحی و اجرای سازه‌های مربوط به زهکشی، جلوگیری از سیل و انتقال آب ایجاد نماید. دست کم چهار پدیده زیر در این رابطه شناسایی شده است (Todd and Mays, ۲۰۰۵):
۱. افت سطح پیزومتریک. افت شدید سطح پیزومتریک در مناطقی که برداشت آب از آبخوانِ تحت‌فشار، زیاد است می‌تواند فرونشست زمین را در پی داشته باشد. برای مثال در منطقه سن‌خوزه کالیفرنیا طی یک دوره پانزده ساله (۱۹۲۰ تا ۱۹۳۵) نسبت میانگین فرونشست، معادل ۱ به ۱۳ بوده است که نشان می‌دهد به ازای هر ۱۳ متر افت سطح پیزومتریک، سطح زمین ۱ متر فرونشست کرده است (Todd and Mays, ۲۰۰۵).
۲. تحکیم۲. فرونشست سطح زمین به علت خروج آب از بعضی خاک‌ها نیز رخ می‌دهد. رسوبات مستعد شامل رسوبات آبرفتی سست و کم‌رطوبت (جریان‌های گل) و رسوبات لسی کم‌رطوبت هستند. خاک‌های دارای منافذ زیاد و چگالی کم (۱/۱ تا ۴/۱ گرم بر سانتی‌مترمکعب)، آسان‌تر خشک می‌شوند. بیشتر این خاک‌ها از زمان رسوب‌گذاری، هیچ‌گاه از آب اشباع نیستند، اما با خروج آب، ساختار داخلی منافذ آن‌ها فرو می‌ریزد و فرونشست نامنظمِ سطح زمین را ایجاد می‌کند. به‌علاوه، تحکیم می‌تواند به‌صورت خروج آب از کانی‌های رسی (بر اثر برداشت آب یا خشک شدن) نیز باشد. خشک شدن رس‌ها باعث کاهش حجم و انقباض آن‌ها می‌شود و در نتیجه به فرونشست سطح زمین خواهد انجامید.
همه انواع استخراج مواد معدنی، درجه‌ای از تأثیرگذاری زیست‌محیطی را به همراه دارند. از این رو، در بیشتر کشورهای توسعه‌یافته، هم‌اکنون استخراج مواد معدنی قانونمند است و اثرات زیست‌محیطی به‌طور فزاینده کنترل می‌شوند
۳. خروج آب از خاک‌های آلی. افت سطح ایستابی (مثلاً بر اثر زهکشی) در زمین‌های مسطح دارای تورب یا دارای فضولات حیوانی که سطح ایستابی کم‌عمقی دارند، می‌تواند فرونشست زمین را ایجاد کند. دلایل این فرونشست عبارت‌اند از: انقباض به علت خشک شدن، سفت شدن به علت از دست رفتن نیروی شناوری آب زیرزمینی، فرسایش بادی، سوزاندن مواد آلی، اکسایش زیست شیمیایی. پژوهش‌ها نشان داده است که سرعت فرونشست متناسب با عمق سطح ایستابی است. برای حفاظت از زندگی جانداران موجود در خاک‌های آلی، سطح ایستابی باید در عمقی بماند که علف‌ها به آن نیاز دارند و شرایط منطقه اجازه می‌دهد.
۴. فروچاله‌ها. فروچاله۳ حفره انحلالی بزرگی است که به سطح زمین راه دارد. به‌طور کلی فروچاله‌ها به سه دسته تقسیم می‌شوند که البته در مواردی، هم‌پوشانی نیز میان این سه دسته وجود دارد (Hyndman and Hyndman, ۲۰۱۷):
۱. فروچاله‌های انحلالی: هنگامی که خاک نازک و بسیار نفوذپذیر باشد، آب‌های زیرزمینی اسیدی از آن عبور و در امتداد شکستگی‌ها، سنگ‌های آهکی زیرین را حل می‌کنند و باعث تشکیل حفره‌هایی می‌شوند. در این حالت، خاک رویی می‌تواند به آهستگی به درون شکاف‌ها فرو ریزد و در نتیجه گودال‌هایی را در سطح زمین ایجاد کند. معمولاً این گودال‌ها کم‌عمق و خطرناک نیستند.
۲. فروچاله‌های نشستی: هنگامی که ده‌ها متر رسوب ماسه‌ای نفوذپذیر بر روی سنگ بستر آهکی وجود داشته باشد، با ورود آهسته خاک به درون حفره‌ها و شکاف‌های در حال بزرگ شدن، فروچاله‌های فراوانی می‌توانند به‌وجود آیند. در این حالت، گودال‌ها به‌تدریج تشکیل می‌شوند.
۳. فروچاله‌های ریزشی: اگر رسوبات بالایی (بار رویی) مقدار چشمگیری رس داشته باشند، به علت چسبندگی زیاد و نفوذپذیری اندک، رس‌ها به درون حفره‌های سنگ آهک وارد نمی‌شوند. در نتیجه به تدریج حفره بزرگی در خاک ایجاد می‌شود که ناپایدار است و می‌تواند منجر به ریزش ناگهانی سقف نازک آن شود. به علت نبود علایم هشداردهنده، این فروچاله‌های پرشیب می‌توانند خطرناک و مخرّب باشند (تصویر ۲).
تصویر ۲. رخداد و توسعه فرونشست زمین به علت انحلال سنگ بستر (Marker, ۲۰۱۳).
این ساختارها ممکن است مدوّر یا نیمه‌مدوّر باشند و قطر آن‌ها از یک تا چند صد متر و عمق آن‌ها تا چند ده متر برسد (Soriano, ۲۰۱۳). نمونه‌های بزرگ‌تر این فرورفتگی‌ها را حفره‌های قیفی می‌نامند. از آنجا که در این نوشتار پرداختن به خطرات و مشکلات مربوط به فرونشست زمین مورد نظر ماست، تشکیل فروچاله‌ها بر اثر ریزش زمین را بررسی می‌کنیم.
معادن زغال‌سنگ به‌صورت گسترده در زیر سطح زمین وجود دارد که به آن لایه‌های زغالی می‌گویند. مواد معدنی دیگر معمولاً با حفر تونل و در اکثر موارد در منطقة باریکی که دارای ماده معدنی است استخراج می‌شوند، اما در مورد زغال‌سنگ چون همة مادة معدنی آن باارزش است حجم بزرگی از آن استخراج می‌شود
فروچاله‌ها ممکن است بر اثر برداشت بیش از حدّ آب‌های زیرزمینی و پایین آمدن سطح ایستابی تشکیل شوند. دالان‌های زیرزمینی که درست در زیر سطح ایستابی تشکیل شده‌اند با آب پر می‌شوند. پایین آمدن سطح ایستابی در سال‌های متمادی، منجر به پایین آمدن سطح آب زیرزمینی در دالان‌های زیرزمینی می‌گردد. هنگامی که سطح ایستابی بالا باشد، آب موجود در دالان‌های زیرزمینی به نگهداشتن سقف دالان کمک می‌کند. اما با پایین آمدن سطح ایستابی، این عامل نگه‌دارنده از بین می‌رود، بنابراین سقف دالان‌های زیرزمینی ناپایدار می‌شود و بر اثر ریزش، فروچاله‌ها تشکیل می‌شوند. با ریزش فروچاله‌ها و نمایان شدن سطح ایستابی در سطح زمین، فروچاله با آب پر و دریاچه‌های حلقوی کوچک تشکیل می‌شوند (تصویر ۳).
علاوه بر متداول بودن وجود فروچاله‌ها در مناطق پوشیده‌شده از سنگ‌های آهکی، این حفرات می‌توانند در هر منطقه‌ای که سنگ‌های شدیداً انحلال‌پذیر (مانند سنگ نمک و ژیپس) در نزدیکی سطح زمین قرار دارند، تشکیل شوند.
تصویر ۳. یک فروچاله که در اثر ریزش سقف یک دالان زیرزمینی حاصل شده است (Nelson, ۲۰۱۶).
ب) نفت و گاز
نفت و گاز طبیعی سیالاتی هستند که دقیقاً مثل آب، می‌توانند در فضاهای خالی و شکاف سنگ‌ها وجود داشته باشند. با استخراج نفت و گاز طبیعی از مناطق نزدیک به سطح زمین، فشار ناشی از این سیالات بر دیواره مخازن کاهش می‌یابد. با کاهش این فشار، فضاهای خالی سنگ‌ها شروع به بسته شدن می‌کنند تا جایی که ممکن است با تحکیم رسوبات و در نتیجه با فرونشست سطح زمین همراه باشد. برای مثال این وضعیت در میدان‌های نفتی جنوب کالیفرنیا رخ داده است.
شهرهای بناشده بر رسوبات سخت‌نشده (رس‌ها، سیلت، شن) در معرض خطر فرونشست قرار دارند. چنین مناطقی اغلب، در دلتاها، در امتداد دشت‌های سیلابیِ مجاور رودخانه‌ها، و در زمین‌های ساحلی واقع شده‌اند. در این مناطق که فرونشست یک پدیده طبیعی محسوب می‌شود، رسوبات برجای گذاشته توسط رودخانه‌ها و اقیانوس‌ها، در زیر رسوبات جدید مدفون می‌شود و بر اثر فشارشان، تحکیم یافته و شروع به فرونشست می‌کنند
ریزش مرتبط با معدن‌کاری
همه انواع استخراج مواد معدنی، درجه‌ای از تأثیرگذاری زیست‌محیطی را به همراه دارند. از این‌رو، در بیشتر کشورهای توسعه‌یافته، هم‌اکنون استخراج مواد معدنی قانونمند است و اثرات زیست‌محیطی به‌طور فزاینده کنترل می‌شوند. اما در کشورهای در حال توسعه، که به دلایل اقتصادی یا دلایل دیگر، کنترل زیست‌محیطی از شدت کمتری برخوردار است، تأثیر استخراج مواد معدنی ممکن است بارزتر باشد. به هر حال در فعالیت‌های معدن‌کاری، باید مطمئن شد که سنگ‌های زیرین می‌توانند بار سنگ‌های رویی را تحمل کنند، در غیر این‌صورت استخراج مواد از زیرزمین می‌تواند ریزش را در پی داشته باشد.
الف) استخراج نمک
نمک در زیر زمین در مناطقی مشاهده می‌شود که این مناطق در یک دوره زمانی در زیر آب بوده‌اند و تبخیر زیاد در آن‌ها منجر به ته‌نشینی نمک شده است. ته‌نشینی رسوبات بر روی این نمک‌ها در مراحل بعدی، شرایطی را ایجاد می‌کند که نمک‌های کم‌چگال در زیر رسوبات پرچگال‌تر قرار می‌گیرند. ولی از آنجا که نمک تا حدودی شکل‌پذیر است، به سمت بالا جریان پیدا می‌کند و در بسیاری از موارد، از لایه اولیه نمک در اعماق جدا می‌شود و گنبد نمکی را ایجاد می‌کند. حال، با توجه به اینکه اکنون نمک در نزدیکی سطح زمین قرار گرفته است، آب می‌تواند آن را حل کند و تحت‌تأثیر ریزش، فروچاله‌ها را بر جای بگذارد.
به‌علاوه نمک را برای مصارف مختلف استخراج می‌کنند. یک روش برای استخراج نمک این است که سیّالاتی را به درون نمک تزریق می‌کنند تا آن را حل کند. سپس این محلول را به سطح زمین می‌آورند و نمک آن را استخراج می‌کنند. از آنجا که در این روش حفرات انحلالی بزرگی در نمک ایجاد می‌شود، می‌تواند ناپایداری و در نتیجه ریزش را در پی داشته باشد.
یک نوع ریزش دیگر که در معادن نمک رخ می‌دهد، استخراج نفت در نزدیکی گنبدهای نمکی است.
مکان و زمانِ دقیق خطر مرتبط با فرونشست را معمولاً نمی‌توان با قطعیت پیشگویی کرد. این مسئله هم دربارة فرونشست آرام (مرتبط با برداشت سیالات) و هم درباره فرونشست ناگهانی (مربوط به تشکیل فروچاله‌ها یا ریزش معادن) صادق است
ب) معدن‌کاری زغال‌سنگ
از آنجا که در معدن‌کاری مواد را مستقیماً و بدون حل کردن آن‌ها، از زیر زمین خارج می‌کنند، این کار می‌تواند در زیر زمین حفراتی را ایجاد کند که به مرور ناپایدار می‌شوند و ریزش می‌کنند.
معادن زغال‌سنگ به‌صورت گسترده در زیر سطح زمین وجود دارد که به آن لایه‌های زغالی می‌گویند. مواد معدنی دیگر معمولاً با حفر تونل و در اکثر موارد در منطقه باریکی که دارای ماده معدنی است استخراج می‌شوند، اما در مورد زغال‌سنگ چون همه ماده معدنی آن باارزش است حجم بزرگی از آن استخراج می‌شود. روشی که در معدن‌کاری زغال‌سنگ به کار می‌رود، «معدن‌کاری اتاق و پایه» نامیده می‌شود. اتاق درواقع فضای خالی است که زغال‌سنگ آن استخراج شده و پایه‌ها زغال استخراج‌نشده‌ای است که آن را برای حفظ بار سنگ‌های رویی نگه می‌دارند. در یک معدن معمولاً ۵۰ درصد زغال‌سنگ استخراج و ۵۰ درصد دیگر به‌عنوان پایه نگه داشته می‌شود (Keller, ۲۰۱۱). اما چون گاهی اوقات پایه‌های کمتری برجای گذاشته می‌شود، یا اینکه پایه‌ها دارای درز و شکاف هستند سنگ‌های رویی به داخل معدن ریزش می‌کنند. این رخداد نه تنها برای کارگران خطرناک است بلکه برای نواحی مجاور منطقه ریزش نیز می‌تواند خطرساز باشد (تصویر ۴).
تصویر ۴. فرونشست همراه با معدن‌کاری زیرزمینی زغال‌سنگ (Marker, ۲۰۱۳).
وقوع آتش‌سوزی زیرزمینی در معادن زغال‌سنگ نیز می‌تواند خطر ریزش را در پی داشته باشد. آتش‌سوزی می‌تواند ناشی از آتش گرفتن خودبه‌خودی گرد و غبار زغال‌سنگ و یا آتش گرفتن گاز متان آزادشده باشد. خاموش کردن چنین آتش‌سوزی‌هایی مشکل است و اغلب تا سال‌ها ادامه می‌یابد. برای مثال آتش‌سوزی معدن زغال‌سنگ در ایالت پنسیلوانیا، تا بیش از ۲۵ سال ادامه داشت. آتش‌سوزی در معدن باعث از بین رفتن زغال‌سنگ می‌شود و در نتیجه، بر اثر تحمل نکردن بار رویی، ریزش به دنبال خواهد داشت.
مناطق در معرض خطر فرونشست
شهرهای بنا شده بر رسوبات سخت‌نشده (رس‌ها، سیلت، شن) در معرض خطر فرونشست قرار دارند. چنین مناطقی اغلب، در دلتاها، در امتداد دشت‌های سیلابیِ مجاور رودخانه‌ها، و در زمین‌های ساحلی واقع شده‌اند. در این مناطق که فرونشست یک پدیده طبیعی محسوب می‌شود، رسوبات برجای گذاشته توسط رودخانه‌ها و اقیانوس‌ها، در زیر رسوبات جدید مدفون می‌شوند و بر اثر فشارشان، تحکیم یافته و شروع به فرونشست می‌کنند. بنا کردن شهرها در چنین مناطقی، به چند دلیل زیر، مشکل‌ساز خواهد شد:
۱. خیابان‌کشی و بنا کردن ساختمان‌ها، فشار وزن زیادی بر منطقه وارد می‌کند که در نتیجه تحکیم بیشتر رسوبات را در پی خواهد داشت.
۲. چون برای مسکونی شدن باید این مناطق را زهکشی کرد، این عمل منجر به پایین آمدن سطح ایستابی شده و تحکیم هیدرولیکی را در پی خواهد داشت.
۳. آب زیرزمینی که در این مناطق اغلب برای مصرف انسان و مصارف صنعتی استخراج می‌شود نیز باعث افت سطح ایستابی شده و تحکیم هیدرولیکی بیشتری را در بر خواهد داشت.
۴. بندها و سدها اغلب برای کنترل سیلاب‌ها ساخته می‌شوند. این عمل معمولاً باعث جلوگیری از ورود رسوبات جدید به منطقه خواهد شد. در حالت عادی، ورود رسوبات جدید همراه سیلاب‌ها باعث می‌شود که رسوبات قدیمی فرونشست کنند و بنابراین مواد جدید بر روی رسوبات در حال فرونشست ته‌نشین می‌شوند و مقدار کلی فرونشست را کاهش می‌دهند. اما با وارد نشدن رسوبات، مقدار فرونشست افزایش می‌یابد.
پیش‌بینی و کاهش خطرات فرونشست زمین
مکان و زمانِ دقیق خطر مرتبط با فرونشست را معمولاً نمی‌توان با قطعیت پیشگویی کرد. این مسئله هم درباره فرونشست آرام (مرتبط با برداشت سیالات) و هم دربارۀ فرونشست ناگهانی (مربوط به تشکیل فروچاله‌ها یا ریزش معادن) صادق است. در حالت ایده‌آل، باید همه مناطقی که در معرض خطر فرونشست زمین قرار دارند خوب شناسایی شوند و اگر این عمل ناشی از فعالیت انسان است، از ادامه آن جلوگیری شود، و اگر هم فرونشست به‌طور طبیعی رخ می‌دهد از اسکان دادن جمعیت در آن پرهیز شود. توجه به روش‌های زیر نیز سودمند است:
۱. در مورد فرونشست‌های ناشی از ریزش ناگهانی سطح زمین و تشکیل فروچاله‌ها، باید چند اندازه‌گیری انجام داد. در ابتدا زمین‌شناس می‌تواند نقشه مناطقی را که زمین آن‌ها از جنس سنگ‌آهک، ژیپس یا نمک است و امکان حل شدن در سیالات را دارند، تهیه کند. بر اساس اطلاعات موجود دربارۀ منطقه (اینکه آیا انحلال فعال در حال وقوع است یا در گذشته نزدیک رخ داده است) و با دانستن عمقی که این پدیده‌ها در آن رخ می‌دهند، می‌توان نقشه خطر را تهیه کرد.
۲. بعد از شناسایی این مناطق، با حفر گمانه‌ها یا با تصویربرداری راداری زیرسطحی، می‌توان حفرات خالی زیر سطح زمین را شناسایی کرد؛ سپس در هنگام کاربری زمین می‌توان این مناطق را کنار گذاشت.
۳. در مناطقی که احتمال ریزش ناگهانی وجود دارد، باید مترصد پیدایش هرگونه شکافی در زمین بود. به‌خصوص اگر شکاف‌ها به شکل دایره‌ای یا بیضوی پدیدار شوند می‌تواند نشانۀ نزدیک بودن ریزش سطح زمین باشد.
۴. در مناطقی که در زیر زمین آن‌ها عملیات معدن‌کاری انجام می‌شود یا پیش‌تر انجام شده است، می‌توان نقشه‌هایی را، براساس اطلاعات موجود، از حفرات خالیِ زیر سطح زمین تهیه کرد. این نوع نقشه‌ها را می‌توان به‌عنوان راهنما برای طرح‌ریزی کاربری زمین به کار برد. اکنون قوانین به سمتی پیش می‌روند که از معدن‌کاری فعال در زیر زمین‌های مناطق مسکونی جلوگیری شود اما این قوانین همیشه وجود ندارند و از سوی دیگر معادن قدیمی هنوز هم می‌توانند مشکل‌ساز باشند.
۵. در جاهایی که برداشت سیالات (آب، نفت و ...) عامل اصلی فرونشست زمین است، اطلاعات مربوط به مقدار سیال برداشت‌شده را باید مشخص کرد و آن‌ها را با مطالعات مواد موجود در زیر سطح زمین که از مغزه‌های حفاری به‌دست آمده است، تلفیق نمود. اگر احتمال فرونشست وجود داشته باشد یا اگر فرونشست مشاهده شده باشد، می‌توان فعالیت‌های انسانی را تغییر داد تا از فرونشست بیشتر جلوگیری شود. برای مثال اغلب می‌توان منابع جدید آب پیدا کرد یا فاضلاب‌ها را به درون زمین تزریق کرد تا فشار لازم برای نگهداشتن بار سنگ‌های رویی تأمین شود و در ضمن رس‌ها و تورب‌های خشک‌شده، دوباره آب‌دار شوند.
جمع‌بندی
فرونشست زمین پدیده‌ای است که می‌تواند به‌صورت طبیعی یا بر اثر فعالیت‌های زیاده‌خواهانۀ انسان رخ دهد. رشد بی‌رویۀ جمعیت و نیاز به مواد غذایی و منابع معدنی بیشتر، سبب رو آوردن انسان به معدن‌کاری گسترده و کشاورزی افسارگسیخته شده است. زیاده‌روی در برداشت آب‌های زیرزمینی و معدن‌کاری گسترده، می‌تواند فرونشست و ریزش زمین را در پی داشته باشد. در بیشتر کشورهای دنیا و از جمله در ایران، فرونشست زمین به علت برداشت بی‌رویۀ آب‌های زیرزمینی، هر روز بیشتر و عملاً تبدیل به معضلی فراگیر شده است. در ایران بیشتر دشت‌ها به این مشکل دچار شده‌اند و متأسفانه فرونشست در حال تشدید است.
در کشور ایران که میانگین بارندگی سالانه آن بسیار کمتر از متوسط جهانی است، برداشت بیش از حد آب زیرزمینی و فرونشست زمین می‌تواند سبب بسته شدن فضاهای خالی زیرزمینی و مانع تشکیل و تغذیۀ آبخوان‌ها گردد. از سوی دیگر، معدن‌کاری در ایران هم رو به افزایش گذاشته است در حالی‌که به خطرات و مسائل زیست‌محیطی آن توجه لازم نمی‌شود. یکی از نتایج این بی‌توجهی می‌تواند افزایش خطر ریزش ناشی از معدن‌کاری باشد.
قبل از آنکه خیلی دیر شود، باید مناطق در معرض خطر فرونشست را شناسایی، کنترل و مدیریت کرد تا از بروز خسارت‌های جبران‌ناپذیر جلوگیری شود. برای روبه‌رو شدن با خطر فرونشست باید سه اصل پیش‌بینی، تشخیص و پایش را مورد توجه قرار داد. در این راستا، می‌توان از روش‌های مختلف همچون تداخل‌سنجی راداری، سیستم موقعیت‌یاب جهانی، ترازیابی دقیق و... استفاده کرد.
پی‌نوشت‌ها
1. collapse
2. consolidation
3. sinkhole
منابع و مآخذ
1. Hyndman D. and Hyndman D. (2017) Natural Hazards and Disasters. 5th edition, Cengage Learning.
2. Keller E. A., Devecchio D. E. and Clague J. J. (2015) Natural Hazards: Earth’s Processes as Hazards, Disasters, and Catastrophes. 3rd Canadian Edition.
3. Keller E. A. (2011) Environmental geology. 9th ed., Prentice Hall, 596 pp.
4. Marker B. R. (2013) Land Subsidence. In: Bobrowsky P. (ed.) Encyclopedia of Natural Hazards.
5. Montgomery C. W. (2011) Environmental geology. 9th ed., McGraw-Hill.
6. Motagh M., T. R. Walter, M. A. Sharifi, E. Fielding, A. Schenk, J. Anderssohn, and J. Zschau (2008) Land subsidence in Iran caused by widespread water reservoir overexploitation. Geophys. Res. Lett., 35, L16403, doi:10.1029/2008GL033814.
7. Nelson S.A. (2016) Subsidence: Dissolution and human related causes. Available at: ttp://www.tulane.edu/~sanelson/Natural_Disasters/subsidence.htm.
8. Parhizkar S., Ajdary Kh., Kazemi Gh. A., and Emamgholizadeh S. (2015) “Predicting water level drawdown and assessment of land subsidence in Damghan aquifer by combining GMS and GEP models”. Geopersia, 5 (1), 63-80.
9. Soriano M.A. (2013) Sinkhole. In: Bobrowsky P.T. (eds) Encyclopedia of Natural Hazards. Springer, Dordrech.
10. Todd D. K. and Mays L. W. (2005) Groundwater hydrology. 3rd edition, John Wiley & Sons.
11. Whittaker B. N. and Reddish D. J. (1989) Subsidence: Occurrence, Prediction and Control. Elsevier Science Publishers B.V., 528 pp.