بررسى علت ماسه دهى و شکست لوله جدار چاههاى آب در محدوده شهرستان نظر آباد

توضیحات

  مدیریت زمین شناسى مهندسى و زیست محیطى   گروه زمین شناسى مهندسى   گزازش مقدماتى بررسى علت ماسه دهى و شکست لوله جدار چاههاى آب در محدوده شهرستان نظر آباد         امیر شمشکی  ، محمد جواد بلورچى ،  مسعود محمودپور فرهاد انصارى ، ایمان انتظام پائیز  1383     1 – مقدمه       مطابق درخواست کتبى شماره 44219 – 63 مورخ 7/7/1383ستاد حوادث غیر مترقبه استان تهران مبنى بر بررسى علل ریزشهاى اخیر و شکسته شدن لوله هاى جدار چند چاه آب در محدوده شهرستان نظر آباد ، اکیپى از کارشناسان گروه زمین شناسى مهندسى سازمان زمین شناسى و اکتشافات معدنى کشور به منطقه اعزام شدند تا در مورد وضعیت زمین شناسى ، علل وقوع این حوادث و برآورد خطرهاى احتمالى بررسیهاى لازم را انجام دهند . نتیجه این بررسیها و تحقیقات در ادامه تشریح گردیده است .   2 – ویژگیهاى طبیعى       شهرستان نظر آباد با موقعیت جغرافیایى 35 درجه و 57 دقیقه طول شمالى و 50 درجه و 40 دقیقه عرض شرقى در شمال شرق شهرستان کرج واقع شده است . ارتفاع آن از سطح دریاهاى آزاد بطور متوسط حدود 1200 متر مى باشد . منطقه داراى یک شیب کلى شمال شرقى به جنوب غربى است . اختلاف ارتفاع شمالى ترین و جنوبى ترین نقطه شهر حدود  110  متر  است .  قسمت شمال شهرستان  نظر آباد  کوهستانى و پر شیب بوده لیکن جنوب آن داراى شیب ملایم و بطور نسبى هموار مى باشد و به شوره زارهاى اشتهارد منتهى مى شود. اقلیم منطقه نظر آباد از نوع نیمه خشک است . از دیدگاه زمین شناسى این محدوده در حد فاصل بین کوههاى البرز مرکزى در شمال و بخشى از کمربند آتشفشانى ارومیه – دختر در قسمت جنوب واقع شده است. بیشتر مساحت این منطقه شامل رسوبات جوان آبرفتى حاصل فرسایش کوههاى البرز مى باشد.  در شمال و جنوب منطقه برونزدهایى از سنگهاى آتشفشانى ائوسن دیده مى شود.  در شمال محدوده مورد بررسى برونزد آهکهاى دوران اول و دوم دیده مى شود  که  امکان  توسعه  مخازن  کارست در آنها منتفى نیست.  راندگى  شمال  تهران  و گسله هاى  مشا ، طالقان  و  پشند  از  گسله هاى  اصلى  موجود  در  این  محدوده مى باشند. شهر نظر آباد بر روى رسوبات آبرفتى دشت هشتگرد که بطور عمده حاصل  عملکرد رودخانه کردان مى باشند ، واقع شده است .  این رسوبات بیشتر از نوع رسوبات دانه ریز هستند ،وجود میان لایه هاى درشت دانه نیز در اعماق مختلف گزارش شده است.   3 - عوامل مؤثر در وقوع ریزش و شکسته شدن لوله هاى جدار چاههاى آب منطقه نظر آباد        در رسوبات آبرفتى ریز دانه تغییر در میزان  آب ورودی  یا خروجی  سبب ایجاد تغییرات قابل ملاحظه در ارتفاع آب مى شود . بهره بردارى از چاههاى موجود در این رسوبات در مقایسه با رسوبات دانه درشت تر،  با افت بیشتر سطح آب همراه خواهد بود ؛ به عبارت دیگر شعاع تأثیر کمتر و شیب مخروط افت بیشتر مى شود. در این شرایط سرعت آب ورودى به داخل چاه بسیار زیاد بوده به طورى که به همراه خود رسوبات دانه ریز را به داخل چاه منتقل مى نماید . بدین ترتیب چنانچه اصول فنى حفر ، تکمیل ، تجهیز و توسعه چاهها مانند نصب مناسب لوله هاى جدار ، ایجاد گراول پک مناسب و تعبیه صافى به درستى رعایت نشده باشد ، رسوبات دانه ریز با حجم زیادى به داخل چاه منتقل مى شوند . عدم محاسبه و اجراى مناسب عملیات تکمیل و تجهیز چاهها هر چند ممکن است در آبخوانهاى آبرفتى با قطر مؤثر (d10) بیشتر از 25/0 میلیمتر و ضریب یکنواختى بیشتر از 3 و یا در آبخوانهاى کارستیک و سازندهاى سخت مشکل زیادى در بهره بردارى ایجاد نکند ، اما در آبخوانهاى با شرایط متفاوت نظیر آبخوان دشت نظر آباد مى تواند سبب ایجاد مشکلات زیادى در هنگام برداشت از جمله  ماسه دهى  شود . کاهش سطح آب در این رسوبات دانه ریز با نشست زمین در اطراف چاه همراه مى باشد . نشست زمین در این نقاط به صورت بالاآمدگى ظاهرى لوله جدار چاهها تجلى مى نماید . در واقع لوله هاى جدار ثابت بوده ، لیکن نشست زمین اطراف آن باعث مى شود که اینطور بنظر آید که لوله ها بالا آمده اند . این پدیده که در بسیارى از چاههاى مورد بررسى مشاهده گردیده ، مبین برداشت بیش از حد مجاز از چاههاى بهره بردارى بوده و مشکل مضاعفى علاوه بر ماسه دهى چاهها بوجود آورده است . بعنوان مثال بر اساس میزان بالا آمدگى ظاهرى لوله جدار چاه قدیم کوثر و سن این چاه تخمین زده مى شود که میزان نشست  بطور متوسط در اطراف  آن  حدود  1 سانتیمتر بر سال  بوده است ( شکل 1 ). پدیده یاد شده در مواردى نظیر اطراف چاه قدیم کوثر ، سید جمال الدین 3  باعث ایجاد ترکهایى بر روى سطح زمین شده که در صورت تداوم روند فعلى در آینده مى تواند مشکلات بیشترى را به همراه داشته باشد . در حال حاضر بطور تقریبى همه چاههاى تأمین کننده آب شرب شهر با مشکل ماسه دهى مواجه هستند که این مورد علاوه بر این که کیفیت آب را در حد قابل ملاحظه اى کاهش داده ، مشکلات زیادى را براى مصرف کنندگان ایجاد نموده است . رسوب زدایى آب این چاهها با دشوارى هاى زیادى همراه بوده و هزینه تأمین آب را به میزان قابل ملاحظه اى افزایش مى دهد ؛ ضمن آن که تأسیسات و لوازم  مورد نیاز  براى این امر بسیار  ابتدایى و  نا کارآمد  مى باشد .  از سوى دیگر ماسه دهى چاهها در سیستم انتقال آب و پمپها مى تواند مشکلات زیادى را بوجود آورد که خود به مشکلات معمول مى افزاید .         ایراد بزرگ دیگر در شبکه تأمین آب شرب شهر ، قرار داشتن بیشتر چاهها در محدوده شهر است . در این شرایط ضمن آن که کیفیت آب تحت تأثیر فاضلاب ناحیه شهرى قرار مى گیرد ، در صورت وقوع حوادثى چون  فروریزش زمین ، تخریب و ریزش دیواره چاهها و یا گسترش ترکها در اطراف چاهها خسارات جانى و مالى بیشترى به همراه خواهد داشت .     شکل 1 -  نشست زمین اطراف چاه قدیمى کوثر که به صورت بالا آمدگى ظاهرى لوله جدار نمود یافته است   شکل 2 -  نشست زمین اطراف چاه قدیمى صالح آباد   شکل 3 -  نشست زمین اطراف چاه بخش تنکمان   4- نتیجه گیرى و پیشنهادات - بررسى هاى انجام شده نشان مى دهد که هیچگونه شاهدى دال بر ارتباط این تغییرات زیرزمینى و رخداد زمین لرزه هاى آتى وجود ندارد و این تغییرات ( مشابه اکثر دشت هاى کشور ) همگى نشانگر عدم مدیریت منابع آب مى باشند . البته این پدیده به خودى خود باید نگرانى بسیار بیشترى از زمین لرزه محتمل ایجاد نماید.   - در حال حاضر میزان برداشت از چاهها بیشتر از میزان برداشت مجاز است و این عمل سبب شده تا سرعت جریان در اطراف چاه از سرعت بحرانى بیشتر شود .  بنا بر این لازم است که دبى بحرانى یا دبى بیشینه در هر چاه مورد محاسبه قرار گیرد تا بر مبناى آن میزان دبى برداشت در آن چاه از این حد تجاوز ننماید . بعد از تعیین دبى بیشینه ، بر اساس میزان تقاضاى آب تعداد چاههاى مورد نیاز مشخص مى گردد .   - اجراى عملیات توسعه چاهها تا مدتى مى تواند میزان ماسه دهى را به میزان قابل توجهى کاهش دهد . لیکن مبتنى بر ماهیت رسوبات آبخوان ، ویژگیهاى هیدروژئولوژیکى و عدم رعایت اصول تجهیز چاهها جنبه موقتى خواهد داشت .  بر این اساس لازم است که در اسرع وقت چاههاى موجود در سطح  شهر از  مدار  خارج  و  بجاى آنها  در خارج  محدوده  شهر  با  رعایت  اصول  زمین آبشناسى نقاط جدیدى براى حفر چاه انتخاب گردند . جهت حفر ، تجهیز ، تکمیل و عملیات توسعه مناسب این  چاهها ، هم در مرحله محاسبات و طراحى و هم در مرحله اجرا و نظارت ، وجود کارشناسان زبده ضرورى است .   - اعمال مدیریت صحیح بهره بردارى از منابع آب مى تواند ضامن حفظ و بقاى آبخوانها و در نتیجه حفظ و بقاى محیط زیست باشد. عدم توجه به حفظ و ثبات آبخوانها نه تنها اثر مستقیم در نیاز اساسى بشر یعنى تأمین آب دارد , بلکه معضلات و حوادث پیرو آن نظیر ایجاد نشست ، فروریزش و شکافهاى زمین که  در چند سال اخیر در بسیارى از دشتهاى ایران  بوقوع پیوسته است ، با غیر قابل استفاده نمودن زمینهاى مستعد کشاورزى و گسترش اراضى بایر تمامى ابعاد زندگى بشر و برنامه هاى توسعه کشور را در معرض خطر قرار مى دهد .   - جهت برآورد میزان خطر و مدیریت صحیح منابع انسانى و مالى در جهت رفع یا کاهش مخاطرات در این منطقه ، شناخت دقیق وضعیت هیدروژئولوژیکى مورد نیاز مى باشد . در این مورد وجود  مدل ریاضى آبخوان نیز مى تواند بسیار سودمند باشد .  نیل  به این هدف مستلزم وجود  داده های  دقیق  از  وضعیت کمى و کیفى سفره های  آب زیرزمینى است . با توجه به این که در این محدوده اطلاعات پایه مورد نیاز و گزارشهاى تهیه شده از تعداد و کیفیت مناسب برخوردار نمى باشند (جهت تهیه مدل ریاضى) ، انجام بررسیهاى کامل و جامع ضرورى مى باشد .   - لازم به ذکر است که سهم آب مصرفى جهت شرب در مناطق شهرى و مسکونى در مقایسه با آب کشاورزى و صنعتى بسیار ناچیز است . لذا لازم است در جهت حفظ آبخوان و استفاده بهینه از آن ، مدیریت همه جانبه منابع آب ( شرب ، کشاورزى و صنعت ) در تمام دشتهاى کشور به اجرا در آید . در این راستا تغییرات الگوى کشت ، روشهاى آبیارى و بازیافت آبهاى مصرف شده پیشنهاد مى گردد.