مديريت زمين شناسى مهندسى و زيست محيطى
گروه زمين شناسى مهندسى
بررسى اجمالى علت وقوع فرونشست جنوب غرب تهران
امير شمشکي ، ايمان انتظام سلطانى
بهار 1383
مقدمه
در پى درخواست کتبى سازمان مديريت و برنامه ريزى کشور مبنى بر وقوع پديده فرونشست زمين در قسمتى از اراضى جنوب تهران ، اکيپى از کارشناسان گروه زمين شناسى مهندسى سازمان زمين شناسى و اکتشافات معدنى کشور اقدام به امکان سنجى مقدماتى علت وقوع اين پديده کردند.
در ذيل نتيجه اين امکان سنجى مقدماتى آورده شده است .
شرح پديده
بر اساس گزارش سازمان نقشه بردارى کشور در جنوب غرب شهر تهران يک ناحيه فرونشست مورد شناسايى قرار گرفته ، که بيشترين مقدار نشست آن طى 8 سال ( بين سالهاى 1374 تا 1382 شمسى) به 171 سانتيمتر و يا به عبارت ديگر به حدود 21 سانتيمتر بر سال مى رسد. در اين گزارش دو منطقه به عنوان مناطق اصلى فرونشست معرفى گرديده اند که عبارتند از :
الف – منطقه اول : اولين منطقه نشست در امتداد کمربندى تهران ( آزادگان ) قرار دارد . اين جاده از اتوبان تهران – کرج آغاز و به خيابان شهيد رجايى منتهى مى گردد. اين کمربندى به طول تقريبى 28 کيلومتر به ترتيب با جاده مخصوص ، جاده قديم کرج ، اتوبان تهران – ساوه و جاده قديم ساوه متقاطع است.
ب – منطقه دوم : دومين منطقه نشست ، در حد فاصل سه راه آذرى تا تقاطع بزرگراه آزادگان با آيت ا... سعيدى ( جاده قديم ساوه ) مشاهده شده است. ( شکل 1 )
شکل 1 – محدوده فرونشستهاى جنوب غرب تهران بر اساس داده هاى سازمان نقشه بردارى کشور
ويژگيهاى طبيعى منطقه
محدوده رويداد فرونشست با موقعيت جغرافيايي َ33 ْ35 تا َ36 ْ35 طول شمالي و َ16 ْ51 تا َ19 ْ51 عرض شرقى در جنوب غرب تهران واقع شده است . توپوگرافى اين منطقه بطور نسبى هموار بوده ، بيشينه اختلاف ارتفاع آن حداکثر به 50 متر مى رسد. متوسط ساليانه بارندگى حدود 100 ميليمتر و متوسط ساليانه دما حدود 17 درجه سانتيگراد مى باشد.
تهران در گودى پاى البرز ، بر روى نهشته هاى آبرفتى که از فرسايش شديد البرز در راستاى گسلهاى گوناگون تشکيل شده ، قرار گرفته است . اين گودى از دو بخش تشکيل شده است:
الف – بخش کوهپايه اى (Pediment) در شمال که بوسيله روراندگى شمال تهران از چينهاى کنارى البرز جدا مى شود.
ب – گودى شمالى ايران مرکزى يا دشت تهران – رى در جنوب
دشت تهران – رى در برگيرنده قسمتهاى مرکزى و جنوبى شهر تهران ، شهر رى و جنوب شهر رى بوده که متشکل از نهشته هاى آبرفتى جوان و کمى قديمى تر است. مخروط افکنه هاى کن ، کرج و جاجرود قسمتهاى جنوبى آن را مى پوشانند. اين دشت شامل بخشهاى زير مى باشد:
1) دشت تهران که متشکل از آبرفت C و D است. گسل شمال رى اين بخش را از بخش بعدى جدا مى کند.
2) گودى رى که متشکل از آبرفت D است. گسل جنوب رى اين بخش را از بخش بعدى جدا مى کند.
3) گودى جنوب رى که متشکل از آبرفت D است. گسل کهريزک اين بخش را از بخش بعدى جدا مى کند.
4) گودى کهريزک که متشکل از آبرفت D است.
5) کوير جنوبى تهران که داراى گسلهاى گرمسار ، پيشوا ، پارچين مى باشد.
رسوبات آبرفتى کواترنر جديد ايران داراى بافت سست و فرسايش پذير هستند.
در محدوده فرونشست ، سطح دشت از آبرفتهاى سيلتى – رسى سرى B يا سازند کهريزک و آبرفتهاى سرى C يا سازند آبرفتى تهران پوشيده شده است. سازند کهريزک که بوسيله مخروط افکنه هاى بزرگ سازند آبرفتى تهران پوشيده مى شود ؛ سازندى قديمى تر از سازند آبرفتى تهران محسوب مى گردد. بر اين اساس اين انتظار وجود دارد که رسوبات سازند سرى Bنسبت به رسوبات مشابه ( از ديدگاه رسوب شناختى ) در سازند سرى C ، تحت تنش تراکمى بيشترى قرار گرفته و در نتيجه از تراکم و تاب فشارشى بيشتر و قابليت هدايت هيدروليکى کمترى برخوردار باشند. سازند کهريزک در محدوده مطالعاتى از سيلت و رس به رنگ بژ و کرم تشکيل شده ، داراى گرهکها يا عروسکهاى آهکى ( آلوئک) به شکلهاى متفاوت مى باشد.
سازند آبرفتى تهران شامل آبرفتهاى جوان مخروط افکنه اى است که بخش عمده اى از دشت تهران را در بر گرفته و بخش گسترده اى از شهر تهران بر روى آن بنا شده است . اين سازند در نزديک کوهپايه شکل مخروط افکنه اى روشنى داشته ، ليکن به سمت جنوب به لايه هاى سيلتى کم شيب تبديل مى گردد. سازند آبرفتى تهران متشکل از قلوه سنگ ، شن و ريگ در سيمانى از ماسه و سيلت مى باشد. اين سازند کوهزايى را تحمل نکرده ، بنا بر اين لايه هاى آن افقى و سست هستند. اين سازند از ويژگيهاي لازم براي ايجاد آبخواني بزرگ و مناسب در خود برخوردار مى باشد. سنگ کف در زير بخشهاى آبرفتى ، سنگهاى سازند کرج ( توف ) است.
از گسلهاى مهم نزديک به محدوده مطالعاتى مى توان به گسلهاى کهريزک ، شمال رى و جنوب رى اشاره نمود. گسل شمال رى در شمال و شمال باخترى شهر رى با درازاى 5/16 کيلومتر ، از نزديکى آبادى عظيم آباد ( کناره جنوبى بزرگراه رى – بهشت زهرا ) تا آبادي صالح آباد ديده مى شود. سازو و کار اين گسل راندگى (Thrust) با شيب به سمت شمال مى باشد.
گسل جنوب رى از حوالى آبادى قلعه نو در جنوب باخترى شهر رى مشاهده مى شود . اين گسل به سمت جنوب باخترى امتداد يافته ، پس از گذشتن از بزرگراه کمربندى تهران به سوى آبادى سعيد آباد بالا ادامه مى يابد. درازاى گسل جنوب رى حدود 5/18 کيلومتر است. سازو و کار اين گسل راندگى (Thrust) با شيب به سمت شمال مى باشد.
گسل کهريزک به شکل ديواره اى بلند ( 1 تا 10 متر ) با راستاى خاورى – باخترى و درازاى بيش از 40 کيلومتر از شمال آبادى سلطان آباد ( در باختر ) تا کهريزک و سپس تا روستاي ظالم آباد ( جنوب قلعه نو ) و شمال شمس آباد ( در خاور ) مشاهده مى گردد. اين گسل در رسوبات دانه ريز از جنس رس و سيلت متراکم تشکيل ديواره اى را داده که ورقه بسيار نازک بالاى آن متعلق به آبرفتهاى سرى D و بخشهاى زيرين آن متعلق به سيلتهاى رسى سرى B است. گسل کهريزک داراى سازو و کار راندگى با شيب به سمت شمال مى باشد. در بررسيهاى تفصيلي ساز و کار شکل گيرى فرونشست مورد نظر ، به نقش مستقيم يا غير مستقيم اين گسل بايد بطور ويژه مورد توجه قرار گيرد.
علتهاى احتمالى ايجاد فرونشست در منطقه
بطور کلى عوامل مؤثر در ايجاد فرونشست زمين عبارتند از :
1 ) برداشت و استخراج مواد معدنى ، ريزش سازه هاى زيرزمينى مانند تونلها ، ايجاد حفرات در اثر انحلال. (شکل 2)
شکل 2 – نشست زمين در اثر استخراج مواد معدنى
2 ) فعاليتهاى تکتونيکي. (شکل 3 )
شکل 3 – نشست زمين در اثر فعاليتهاى تکتونيکى
3 ) برداشت بى رويه از منابع آب زيرزمينى ، نفت و گاز (شکل 4 )
شکل 4 - نشست زمين در اثر برداشت بى رويه از منابع آب زيرزمينى
در محدوده مطالعاتى سابقه و يا شاهدى مبنى بر عمليات معدنکارى و يا احداث سازه هاى زيرزمينى در مقياس منطبق با پهنه فرونشست وجود ندارد. همچنين فروريزش ديواره و سقف قناتها نيز در چنين ابعادى نمى تواند ايجاد فرونشست نمايد. از سوى ديگر امکان ايجاد حفرات انحلالى و کارست در سازندهاى زمين شناسى منطقه و بطور ويژه در سنگ کف وجود ندارد. با اين که تهران از نظر تکتونيکى در منطقه اى فعال واقع شده است ، ليکن شواهد و دلايلى براى ايجاد يک فرونشست تکتونيکى در منطقه مشاهده نشده است. البته در بررسيهاى تفصيلى ميزان تأثيرگذارى عوامل تکتونيکى و نقش احتمالى گسلها در شکل گيرى فرونشست بايد مطالعه بيشترى شود.
با توجه به موارد ياد شده بنظر مى رسد که ترکيب عواملى چون برداشت بيش از حد مجاز از منابع آب زيرزمينى ، ضخامت لايه رسوبى و ويژگيهاى مهندسى رسوبات عامل اصلى ايجاد اين فرونشست مى باشد. در اثر نيروهاى مؤثر در ايجاد تراکم ، رسوبات دانه ريز مانند سيلت و رس در مقايسه با رسوبات دانه درشت مانند شن وماسه تأثير بسيار بيشترى مى پذيرند. از سوى ديگر هر اندازه ضخامت رسوبات بيشتر باشد ؛ آن منطقه نسبت به افت سطح آب زيرزمينى حساس تر عمل نموده ، دچار فرونشست بيشترى خواهد شد.
بر اساس مطالعات غيوميان و همکاران ( 1381) در رابطه با پهنه بندى استعداد توان باربرى نهشته هاى کواترنرى شهر تهران با استفاده از SPT ، قسمت عمده شهر تهران داراى توان باربرى مجاز متوسط به بالا هستند. با اين وجود در چند نقطه از جنوب شهر ظرفيت باربرى و عوامل مقاومتى آبرفتها پائين تا بسيار پائين است. نکته قابل توجه اين که محدوده مورد بررسى در همين پهنه قرار دارد( شکل 5). اين ويژگى مى تواند يک عامل مهم در شکل گيرى فرونشست مورد نظر باشد.
شکل 5 – نقشه پهنه بندى ظرفيت باربرى مجاز تهران بزرگ
نتيجه گيرى و پيشنهادات
1- سازمان نقشه بردارى کشور در جنوب غرب تهران يک ناحيه فرونشست را مورد شناسايى قرار داده است. بر اساس گزارش اين سازمان مقدار بيشينه فرونشست 171 سانتيمتر مى باشد. اندازه گيرى ها به روش تراز يابى دقيق در سالهاى 1374 ، 1380 و 1382 صورت پذيرفته است. در مورد اين گزارش موارد ذيل قابل توجه مى باشد.
الف) در بين اولين اندازه گيرى در سال 1374 تا 1380 حدود 6 سال وقفه وجود دارد. هر نوع عدم دقتى در اندازه گيرى ها بويژه اندازه گيرى سال 1374 تأثير زيادى در برآورد مقدار فرونشست خواهد داشت.
ب) تعداد اندازه گيرى ها کم بوده ، همچنين در فواصل زمانى معين انجام نپذيرفته است.
ج) عدم آگاهى از ميزان تغييرات طبيعى فصلى
بنا بر اين پيشنهاد مى شود که در گام اول با استفاده از روش INSAR ، داده هاي تراز يابي صحت سنجى گردد. اين روش براى پايش تغييرات سطح زمين در دراز مدت و دوره هاى زمانى مورد نظر ، روشى کارآمد و مناسب مى باشد. در اين مورد مذاکرات اوليه با دانشگاههاى کمبريج و آکسفورد انجام شده است و به موجب آن قرار است که در مرحله اول يک نقشه تغييرات سطح زمين در منطقه فرونشست در محدوده زمانى 8 – 7 ساله ارائه گردد. نتايج اوليه اين تحقيقات طى يک ماه آينده آماده و پس از تحليل ارائه خواهد شد.
2- در بين عوامل مؤثر در ايجاد فرونشست ، بنظر مى رسد که برداشت بيش از حد مجاز از منابع آب زيرزمينى ، ضخامت لايه رسوبى و ويژگيهاى مهندسى رسوبات ، عوامل اصلي ايجاد فرونشست در اين منطقه هستند.
3- با توجه به موارد ياد شده پيشنهاد مى گردد که بررسيهاى تفصيلى ، حداقل در مقياس 25000 : 1 بر طبق شرح خدمات تصويب شده پيوست انجام پذيرد.
4- برداشت بيش از حد مجاز را مى توان نتيجه عدم وجود مديريت درست منابع آب در بخش برداشت و از سوى ديگر به هدر رفتن حجم عظيمى از آب در نتيجه نادرست بودن شيوه هاى کشاورزى و مصارف صنعتى يا بطور خلاصه مصرف نامتناسب دانست.
5- بعنوان راهکار دراز مدت بر مبناى تجربه ساير کشورها چاره اى جز اصلاح روشهاى مديريت منابع آب وجود ندارد و تا زمان باقى است بايد بسوى آن حرکت کرد. اما تا آن هنگام و بعنوان راهکار فورى و اضطراري دست کم مى توان به جلوگيري از ادامه فعاليت استفاده کنندگان غير مجاز و چاههاى حفر شده به اين طريق ( که در بسيارى موارد تعداد آنها از چاههاى مجاز بيشتر است) مبادرت ورزيد. در غير اينصورت و با روند موجود ضمن از دست دادن بخش عظيمى از منابع آب براى هميشه ، پديده هايى نظير فرونشست هاى نقطه اى يا ناحيه اى با ابعاد نامعلوم و با آسيب هاى جبران ناپذير ، باز هم بوقوع خواهد پيوست.
شکل 6- تصوير ماهواره اى دامنه جنوبى البرز و فرونشست هاى گزارش شده تا سال 83
صفحه اصلي
تماس با ما
راهنما
زمين شناسى مهندسى
صفحه نخست
