نقش پروژه خط 6 متروی تهران در خشک شدن چشمه علی ری

ایسنا/ این خبر پیرامون نقش پروژه خط 6 متروی تهران در خشک شدن چشمه علی ری برای شما نوشته شده است.

دکتر جعفر حسن پور، عضو هیات علمی دانشگاه تهران با بیان اینکه آبدهی چشمه ها و تغییرات فصلی آن در شرایط طبیعی به عوامل مختلفی بستگی دارد که مهمترین آنها نوع چشمه، شرایط هیدروژئولوژیکی و حجم دینامیک مخزن، میزان بارندگی و تغذیه سفره است، اظهار کرد: «چشمه علی» از نظر زمین شناسی یک چشمه کارستی گسلی است که مظهر آن در سنگهای آهکی جنوب شرق تهران در منطقه شهر ری قرار گرفته است.

وی پیرامون نقش پروژه خط 6 متروی تهران در خشک شدن چشمه علی ری ادامه داد: آب خروجی از این چشمه از طریق کانال های انحلالی موجود در سنگهای آهکی رهنمون یافته در جنوب شرق تهران تأمین می شود. اصولاً چنین چشمه هایی بسیار حساس بوده و به تغییرات هیدروژئولوژیکی مخزن تأمین کننده آب به سرعت پاسخ می دهند. هرگونه کاهش یا افزایش طبیعی یا غیر طبیعی در تراز آب سفره تغذیه کننده چشمه بلافاصله در مظهر چشمه با کاهش و یا افزایش آبدهی چشمه قابل مشاهده خواهد بود.

عضو هیات علمی دانشکده زمین شناسی دانشگاه تهران با بیان اینکه آبدهی «چشمه علی» از سال 1368 توسط دفتر مطالعات سازمان آب منطقه ای تهران به صورت ماهانه اندازه گیری شده، توضیح داد: این اندازه گیری ها در سالهای پیش از دهه 50 نیز به طور نامنظم انجام شده است. براساس این آمارها، تا پیش از ساخت پروژه مترو حداکثر آبدهی «چشمه علی» 183 لیتر بر ثانیه (در فروردین سال 1379) و حداقل آن 14 لیتر در ثانیه (در خرداد سال 1388) اندازه گیری شده است.

میانگین آبدهی «چشمه علی» در این سالها حدود 81.5 لیتر در ثانیه محاسبه شده است. معمولاً بیشترین آبدهی چشمه در اوایل بهار و کمترین آن در اواسط تا اواخر تابستان بوده است. بررسی نمودار آبدهی بلند مدت چشمه نشان می دهد که پیش از آغاز ساخت پروژه توسعه جنوبی خط 6 متروی تهران، به جز در چند سال محدود روند آبدهی چشمه نزولی بوده است.

دکتر حسن پور با بیان اینکه میتوان با قطعیت گفت که علت اصلی کم آبی چشمه نسبت به سالهای قبل تر تغییرات اقلیمی (یعنی کاهش بارندگی ها) در سالهای اخیر و کاهش تغذیه طبیعی سفره آهکی، همرا با افزایش برداشت آب از چاه های اطراف است، خاطرنشان کرد: اما در این میان، نقش تونل حفر شده نیز قابل انکار نیست. در حین ساخت پروژه مترو و عبور تونل از بخش آهکی مسیر به علت نبود امکان کنترل آب ورودی به تونل و ورود آب قابل توجه به داخل تونل و پمپاژ مداوم این آب توسط پیمانکار به خارج از تونل پیش بینی میشد که این چشمه در آن زمان قطعاً خشک خواهد شد که این پیش بینی به وقوع پیوست.

وی پیرامون نقش پروژه خط 6 متروی تهران در خشک شدن چشمه علی ری افزود: در همان زمان پیش بینی شده بود که در صورتی که پیمانکار پروژه، روش هایی را برای جلوگیری از آب ورودی به تونل بکار گیرد، چشمه بلافاصله به حالت طبیعی خود بازخواهد گشت. با گذر تونل از بخش آهکی و آب بندی نسبی تونل، آبدهی چشمه پس از مدتی به حالت طبیعی بازگشت.

عضو هیات علمی دانشکده زمین شناسی دانشگاه تهران خاطرنشان کرد: اگرچه پیمانکار تلاش زیادی کرد که با روش های مختلف این بخش از تونل را آب بند کند و در این کار نیز تا حدودی موفق بود، اما به علت نبود موفقیت کامل و وجود جریانی اندک در کف تونل، در ماههای خشک سال (اواسط تا اواخر تابستان) اثر آب جاری در کف تونل بر اثر خشکسالی های کلی اضافه می شود و این باعث می شود سطح آب در سفره آهکی بقدری افت کند که دیگر کانال های کارستی تغذیه کننده چشمه حاوی آب نباشند و چشمه خشک شود.

دکتر حسن پور در پاسخ به این پرسش که آیا میتوان اثرات مخرب حفر تونل بر منابع آب زیرزمینی را پیش بینی یا از بروز آن جلوگیری کرد؟ با بیان اینکه در خصوص ارزیابی اثرات زیست محیطی تونل ها بر منابع آب مناطق اطراف تونل نظیر چاه ها و قنوات و بویژه چشمه ها در سالهای گذشته هیچ روش پذیرفته شده ای در دنیا وجود نداشت، گفت: در سالهای اخیر ما با استفاده از اطلاعات خوب حاصل از پروژه های تونل سازی در داخل کشور توانستیم مدلی جدید را به نام TIS برای این منظور توسعه دهیم و به جهانیان معرفی کنیم. این مدل با استفاده از تجربیات حاصل از پروژه های تونل سازی انجام شده در کشور و پایش رفتار چشمه های اطراف آنها بدست آمده و نتایج آن در مجله معتبر Bulletin of Engineering Geology به چاپ رسیده است.

وی با تأکید بر ضرورت استفاده از این مدل در پروژه های تونل سازی کشور به منظور تشخیص سریع چشمه های آسیب پذیر و پیشنهاد راهکارهای مناسب برای جلوگیری به موقع از این آسیب ها افزود: پارامترهای اصلی که در ارزیابی رفتار یک چشمه به هنگام تونل سازی مؤثر هستند و در این مدل مورد استفاده قرار گرفته اند شامل میزان آب ورودی تونل که باید با روش مناسب تخمین زده شود، فاصله چشمه تا تونل، ویژگی های چشمه، ارتباط هیدرولیکی تونل و چشمه و شرایط آبخوان هستند.

عضو هیات علمی دانشکده زمین شناسی دانشگاه تهران خاطرنشان کرد: معیار TIS چشمه های شناسایی شده در اطراف تونل را در 6 رده مختلف از T-I تا T-VI قرار می دهد. برای چشمه های رده T-I حفر تونل هیچ تأثیری بر کاهش آبدهی چشمه ندارد، اما چشمه هایی که در رده T-VI قرار گیرند، پیش بینی می شود که بر اثر حفر تونل کاملاً خشک شوند. نتایج این مدل با میزان اثرپذیری چند چشمه اعتبارسنجی شده است و هم اکنون با استفاده از این روش میتوان ارزیابی دقیق تری از رفتار چشمه ها و اثرپذیری آنها از پروژه های تونل سازی داشت و قبل از اجرای تونل، تمهیدات و راهکارهای لازم را برای جلوگیری از اثر منفی تونل بر چشمه فراهم کرد.

دکتر حسن پور یادآور شد: پس از شناسایی چشمه های آسیب پذیر، مهمترین راهکار برای جلوگیری از کاهش آبدهی چشمه ها اتخاذ روش های مناسب تونل سازی از جمله پیش تزریق دوغاب سیمان و سایر مواد شیمیایی مناسب برای آب بند کردن مقطعی از تونل است که از سنگهای حاوی آب عبور می کند. انتخاب ماشین آلات مناسب حفاری و نوع پوشش مناسب برای تونل از جمله راهکارهای اساسی است که در آب بند کردن تونل می توانند بسیار مؤثر باشند.

وی خاطرنشان کرد: «چشمه علی» هم از نظر تاریخی و هم از نظر اجتماعی بسیار حائز اهمیت است و تغییرات آبدهی آن توجه رسانه ها را به خود جلب کرده است. زمانی که تهران آب لوله کشی نداشت، بخشی از آب چشمه به مصرف شرب اهالی می رسید. هم اکنون اگرچه آب لوله کشی شهروندان را از چشمه علی بی نیاز کرده است، اما این چشمه تاریخی علاوه بر آبیاری مزارع و باغ ها، به عنوان یک تفرجگاه هنوز نقش مؤثر خود را ایفا می کند.

عضو هیات علمی دانشکده زمین شناسی دانشگاه تهران در پاسخ به این پرسش که در خصوص تونل های شهری کدام مخاطره و اثر زیست محیطی بیشتر از همه اهمیت دارد؟ افزود: «نشست زمین» از دیگر مشکلات زیست محیطی حفر تونل هاست که بویژه در محیط های شهری اهمیت دارد و اگر کنترل نشود، ممکن است به ریزش و حتی تشکیل فروچاله در سطح زمین منجر شود.

دکتر حسن پور افزود: در محیط های شهری تا حد امکان نباید مسیر حفر تونل در زیر ساختمان های مهم باشد و حتی الامکان مسیر تونل باید به نحوی انتخاب شود که در زیر ساختمان های حساسی چون آثار باستانی و بافت فرسوده شهرها قرار نگیرد.

وی ادامه داد: پارامترهای مؤثر در نشست زمین شامل شرایط زمین شناسی و ژئوتکنیکی، شرایط آب زیرزمینی، عمق تونل یا میزان روباره، شکل تونل و روش تونل سازی هستند که در وقوع تغییر شکل در جداره تونل و انتقال این تغییر شکل ها به سطح زمین مؤثر هستند. در روش های مکانیزه با استفاده از ماشین حفار تمام مقطع و ماشین هایی که مجهز به تکنولوژی حفظ پایداری سینه کار تونل هستند، امکان کنترل جابجایی ها فراهم است و امروزه از این روش ها در حفاری تونل های شهری مثل متروها استفاده زیادی می شود. مهمترین عامل برای جلوگیری از نشست زمین، استفاده از روش تونل سازی مناسب، مدیریت خوب در کارگاه و رعایت مسائل فنی حفاری و نصب سیستم های نگهداری به موقع در تونل است.

عضو هیات علمی دانشکده زمین شناسی دانشگاه تهران با بیان اینکه مصالح باطله تونل ها و نحوه ذخیره سازی یا استفاده مجدد از آنها نیز یک چالش زیست محیطی است، خاطرنشان کرد: تولید حجم قابل توجه مواد باطله خارج شده از تونل ها از دیگر اثرات منفی زیست محیطی تونل هاست. در پروژه های تونل سازی حجم زیادی مواد باطله تولید می شود که باید در محلی مناسب و به روشی مناسب دپو (ذخیره) شده تا کمترین اثر زیست محیطی را به همراه داشته باشند.

دکتر حسن پور پیرامون نقش پروژه خط 6 متروی تهران در خشک شدن چشمه علی ری تصریح کرد: بازیافت و استفاده مجدد از این مصالح باطله می تواند در کاهش اثرات منفی زیست محیطی آنها مؤثر باشد. مواد باطله حاصل از حفاری تونل ها در زمین های سنگی و خاکی تفاوت چشمگیری با هم داشته و می توانند در کاربردهای متفاوتی مورد استفاده قرار گیرند.

وی گفت: در تونل های سنگی، خرده سنگ های تولیدی کاربردهای زیادی در احداث خاکریزها، سدهای خاکی سنگریزه ای، پی ها و احیای زمین دارند. همچنین برای ساخت تونل حجم بتن بالایی مصرف می شود و سنگدانه های تولید شده در هنگام حفاری تونل می توانند منبع بسیار خوبی برای تولید بتن باشند. بنابراین پیش بینی کیفیت این مصالح برای تولید بتن باید در پروژه های تونل سازی مورد توجه قرار گیرد. در حال حاضر در پروژه های خارج کشور حجم زیادی از مواد باطله تولیدی را مورد استفاده مجدد قرار می دهند و ضرورت دارد ما نیز در پروژه های داخلی چنین رویکردی داشته باشیم.

عضو هیات علمی دانشکده زمین شناسی دانشگاه تهران با بیان اینکه در یک پروژه پژوهشی برای پیش بینی کیفیت مواد باطله خروجی از تونل ها و ارزیابی امکان استفاده از آنها در تولید بتن مصرفی پروژه، یک مدل اولیه پیشنهاد داده ایم، افزود: این پروژه در قالب یک پایان نامه کارشناسی ارشد در دانشکده زمین شناسی دانشگاه تهران ارائه شده است. در این مدل 6 عامل شامل لیتولوژی و ویژگی های فیزیکی و مکانیکی سنگ و میزان یکنواختی آن و ریزساختارها و ناخالصی های موجود در سنگ به اضافه روش حفاری تونل به عنوان پارامترهایی مهم برای ارزیابی کیفیت سنگدانه انتخاب شدند و پس از وزن دهی به آنها برای محاسبه AQI یا شاخص کیفیت سنگدانه بتن مورد استفاده قرار گرفته اند.

دکتر حسن پور ادامه داد: استفاده از این مدل ارزیابی می تواند در آینده برای تشخیص مصالح مناسب و امکان استفاده از آنها در تونل و در نتیجه برنامه ریزی دقیق تر برای تأمین سنگدانه مورد نیاز بتن مصرفی پروژه مفید بوده و ضمن کاهش هزینه اجرای پروژه، در کاهش اثرات منفی زیست محیطی تونل ها در زمینه مدیریت دفع مواد باطله نیز سودمند باشد.

وی در پاسخ به این پرسش که تونل سازی می تواند اثرات مثبتی هم بر محیط زیست داشته باشد یا خیر؟ گفت: به طور کلی، اثرات تونل ها بر محیط زیست به دو دسته قابل تقسیم است؛ دسته اول اثراتی هستند که حین ساخت تونل یا فضاهای زیرزمینی بروز می کند. دسته دوم نیز برخی اثراتی هستند که ممکن است حین بهره برداری از تونل همچنان ادامه پیدا کنند. مسائل زیست محیطی حین اجرا گذرا و محدود به زمان اجرای پروژه بوده و اغلب آنها چنانچه استانداردهای لازم در تونل سازی رعایت شود، ادامه دار نخواهند بود. برخی اثرات منفی زیست محیطی در مواقعی که تونل به خوبی اجرا نشده باشد، می توانند تا سالها حین بهره بردای تونل نیز ادامه پیدا کنند. مثلاً اگر تونل با روش های مناسب آب بندی نشود، تأثیر تونل بر منابع آب منطقه می تواند دائمی باشد.

عضو هیات علمی دانشکده زمین شناسی دانشگاه تهران با ابراز خرسندی از اینکه ایجاد به هم ریختگی در چشم اندازهای طبیعی که از آثار مهم زیست محیطی تونل هاست، فقط منحصر به پرتال ها یا دهانه های ورودی و خروجی تونل می شود، خاطرنشان کرد: این موضوع اثر چندان مهمی در قیاس با خاکبرداری های حجیم (و حفر ترانشه های بلند) در پروژه های راه سازی ندارد.

دکتر حسن پور اظهار کرد: در بسیاری موارد در پروژه های احداث راه و راه آهن اگر به جای حفر تونل، ترانشه های بلند اجرا شوند، اثرات مخرب تری از این دیدگاه ایجاد می شود. مثال بارز آن «بزرگراه حکیم» است که با احداث یک تونل بزرگراهی از زیر پارک جنگلی چیتگر گذر کرد.

وی افزود: با احداث این تونل به هم ریختگی و قطع درختان به دو پرتال تونل محدود شد. در محیط های شهری با اجرای طرح های زیباسازی اثر این به هم ریختگی ها را میتوان به حداقل رساند. تخریب پوشش گیاهی، فرسایش خاک سطحی، تغییر در مورفولوژی زمین از دیگر اثرات مخرب زیست محیطی دستکاری سطح زمین و حفر ترانشه ها است. همچنین تخریب محل عبور و مرور حیوانات از دیگر آثار مخرب حفر ترانشه است که با احداث تونل ها میتوان بر این مشکل غلبه کرد. بنابراین، تونل سازی از این لحاظ برتری های قابل توجهی از دیدگاه محیط زیستی دارد.

عضو هیات علمی دانشکده زمین شناسی دانشگاه تهران یادآور شد: مصرف انرژی برای اجرای پروژه تونل سازی و ساخت و ساز تونل نظیر هر پروژه دیگری ضروری است و گازهای حاصل از سوخت ماشین آلات تونل سازی به تولید گازهای گلخانه ای و در نتیجه به تشدید پدیده «تغییر اقلیم» منجر می شود. با این حال، اگرچه تونل ها حین ساخت تا حدودی اثرات سوء زیست محیطی دارند، اما پس از بهره برداری اثرات مثبت آنها در کاهش مصرف سوخت و انرژی، در حمل و نقل شهری و برون شهری، خیلی سریع مصرف سوخت و انرژی برای احداث تونل را جبران می کند.

دکتر حسن پور با بیان اینکه تونل ها انواع مختلفی دارند و با روش های مختلفی حفر می شوند، ادامه داد: تونل های بلند از نوع کوهستانی عمدتاً در بیرون شهر واقع هستند که معمولاً کاربری انتقال آب و حمل و نقل جاده ای و ریلی دارند. طول این تونل ها از 2 - 3 کیلومتر تا بیشتر از 50 کیلومتر متغیر است. دسته دوم تونل هایی هستند که در شهرها اجرا می شوند و عمدتاً برای ایجاد خطوط مترو هستند. طول این تونل ها نیز متغیر بوده و ممکن است به بیش از 40 کیلومتر نیز برسند.

وی افزود: در دسته اول، اغلب تونل ها در محیط های سنگی و در دسته دوم، تونل ها اغلب در محیط های آبرفتی و زمین نرم احداث می شوند که هر یک مسائل زیست محیطی مخصوص به خود را دارند. مهمترین اثر زیست محیطی برای دسته اول تونل ها، امکان اثرگذاری بر منابع آب مناطق نزدیک تونل و برای دسته دوم، امکان نشست زمین بالای تونل و ایجاد فروچاله های ناشی از ریزش و ناپایداری های داخل تونل است.

عضو هیات علمی دانشکده زمین شناسی دانشکدگان علوم دانشگاه تهران تصریح کرد: علاوه بر دو مورد فوق، میتوان به موارد متعدد دیگری از اثرات زیست محیطی تونل ها اشاره کرد که پرداختن به آن شرح مفصل میخواهد.

دکتر حسن پور خاطرنشان کرد: از جمله ارتعاشات و لرزش هایی که بر اثر فعالیتهای مختلف تونل سازی ایجاد و از طریق زمین و هوا منتقل شده و آزار و اذیت مردم و ساکنان منطقه و در حالت بحرانی آسیب به ساختمان های اطراف را در پی دارد، ایجاد سر و صدا بر اثر رفت و آمد ماشین آلات، آلودگی هوا بر اثر تولید گرد و خاک و سوخت ناقص ماشین آلات تونل سازی، دست خوردگی در محیط طبیعی که به تخریب چشم اندازهای طبیعی منتهی می شود و میتوان به مواردی چون تولید حجم زیادی از مصالح باطله و تولید برخی مواد زائد حین تونل سازی اشاره کرد.

وی گفت: این مواد زائد که ممکن است سمی و مضر باشند، در صورت راهیابی به آبهای سطحی و زیرزمینی می توانند اثرات جدی زیست محیطی را ایجاد کنند. به طور مثال موضوع آزاد شدن انواع ترکیبات نیترات و نیتریت در حین انفجار و همین طور احتمال وجود ترکیبات سمی و سرطان زا در ملات و سوسپانسیون های تزریق و ورود آنها به آبهای داخل تونل بسیار جدی است.

عضو هیات علمی دانشکده زمین شناسی دانشگاه تهران خاطرنشان کرد: این مواد ابتدا وارد آب داخل تونل، سپس آب سطحی و در نهایت آب زیرزمینی می شوند. این آبها نباید بدون کنترل وارد منابع آب طبیعی شوند و تصفیه آنها پیش از ورود به طبیعت حتماً باید در دستور کار طراحان و مجریان پروژه های تونل سازی قرار گیرد. ورود این آبها بخصوص در محیط های کارستی در اکوسیستم این محیط ها بسیار تأثیرگذار است و باعث از بین رفتن این اکوسیستم ها می شود.

دکتر حسن پور با بیان اینکه از مهمترین اثرات زیست محیطی حفر برخی تونل های بلند و عمیق در مناطق کوهستانی، تأثیر منفی آنها بر منابع آبهای زیرزمینی است، توضیح داد: اثر تونل سازی بر روی منابع آب منطقه مهمترین اثر منفی زیست محیطی و اجتماعی در پروژه های تونل سازی است. ورود آب زیاد به داخل تونل تأثیر بسیاری بر روی وضعیت هیدروژئولوژیکی آبخوان های مسیر تونل دارد که خود اثرات مستقیم و غیرمستقیم مختلفی را به دنبال دارد. مهمترین اثر مستقیم آن اثر منفی بر منابع آب موجود در منطقه از جمله افت سطح آب چاه ها و کاهش آبدهی قنوات و چشمه های اطراف است، به نحوی که می تواند به خشک شدن و از بین رفتن منابع آب نزدیک تونل نیز منتهی شود.

وی تصریح کرد: اغلب تونل هایی که در محیط های کربناته کارستی حفر می شوند، با حجم زیادی از آب ورودی به تونل مواجه می شوند که این موضوع اثرات مخرب قابل توجهی بر آبخوان آهکی دارد. در کشور ما، در مناطق کوهستانی زاگرس و البرز که شامل وسعت قابل توجهی از تشکیلات کربناته با پتانسیل تشکیل کارست هستند، مثال های زیادی از ورود آب غیرقابل کنترل به تونل های حفر شده وجود دارد. قطعه دوم تونل انتقال آب زاگرس یا نوسود، تونل انتقال آب قمرود، تونل انتقال آب کوهرنگ، تونل انتقال آب سبزکوه، تونل انتقال آب کرمان و تونل توسعه جنوبی خط 6 متروی تهران نمونه هایی از پروژه هایی هستند که مشکل جدی هجوم آب به داخل تونل و متعاقب آن اثرات زیست محیطی و نارضایتی مردم محلی را به دنبال داشتند.

وی افزود: چنانچه در محیط های کارستی، تونلی بدون رعایت مسائل مربوط به آب بندی اجرا شود، آبهای زیرزمینی اطراف به داخل تونل زهکش می شوند و باعث افت سطح آب منطقه می شوند که ضمن اثر مستقیم بر آبدهی چشمه ها و چاه ها، اثرات غیرمستقیمی مانند تغییر در خواص فیزیکی و شیمیایی خاکهای سطحی و کاهش رشد گیاهان و پوشش گیاهی منطقه را نیز به دنبال دارد. وقتی آب زیرزمینی شروع به زهکش به داخل تونل می کند، جهت حرکت آب زیرزمینی تغییر می کند. همچنین گرادیان هیدرولیکی و سرعت جریان آب افزایش پیدا می کند. این تغییرات بر روی کیفیت شیمیایی هیدروژئوشیمی آب نیز تأثیرگذار است. کاهش فشار آبخوان و تغییر در اندرکنش آب و سنگ عواملی هستند که تعادل ژئوشیمیایی آبخوان را به هم زده و کنترل کننده شیمی آب هستند.

دکتر حسن پور خاطرنشان کرد: با افت سطح آب زیرزمینی، رطوبت خاک کم می شود که خود به بر هم خوردن تعادل و تنوع میکروبی، کاهش غلظت CO2 و در نتیجه تغییر در خواص شیمیایی و ساختار خاک، افزایش دانسیته خاک، افزایش ریزدانه در خاک و مهاجرت مواد مغذی به عمق بیشتر منجر می شود و در مجموع کیفیت خاک کاهش می یابد. این پدیده بر روی فرآیند فیزیولوژی گیاه و رشد آن تأثیر میگذارد، بدین ترتیب که وقتی سطح آب افت می کند، ریشه گیاه دسترسی کمتری به آب خواهد داشت و برای جبران این موضوع روزنه های داخل گیاه تنگ تر می شود و رشد گیاه تحت تأثیر قرار گرفته و کاهش می یابد. این موضوع سبب می شود در درازمدت پوشش گیاهی روی سطح زمین دستخوش تغییر شده و از تراکم آن کاسته شود.