نقش پروژه خط 6 متروی تهران در خشک شدن چشمه علی ری - وبلاگ چراغ روشن

به گزارش وبلاگ چراغ روشن، 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، مقدار 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 به وسیله کانال های انحلالی موجود در سنگهای آهکی رهنمون یافته در جنوب شرق تهران تأمین می گردد. اصولاً چنین چشمه هایی بسیار حساس بوده و به تغییرات هیدروژئولوژیکی مخزن تأمین نماینده آب به سرعت پاسخ می دهند. هرگونه کاهش یا افزایش طبیعی یا غیر طبیعی در تراز آب سفره تغذیه نماینده 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 به وسیله دفتر مطالعات سازمان آب منطقه ای تهران به صورت ماهانه مقدار گیری شده، توضیح داد: این مقدار گیری ها در سالهای پیش از دهه 50 نیز به طور نامنظم اجرا 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) مقدار 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. آنالیز 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 دلیل 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، اعلام نمود: 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 دلیل نبود امکان کنترل آب ورودی به تونل و ورود آب قابل توجه به داخل تونل و پمپاژ مداوم این آب به وسیله پیمانکار به خارج از تونل پیش بینی میشد که این چشمه در آن موقع 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 اضافه نمود: 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 اعلام نمود: اگرچه پیمانکار کوشش زیادی کرد که با روش های مختلف این بخش از تونل را آب بند کند و در این کار نیز تا حدودی پیروز بود، اما به دلیل نبود پیروزیت 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 گردد و این باعث می گردد سطح آب در سفره آهکی بقدری افت کند که دیگر کانال های کارستی تغذیه نماینده چشمه حاوی آب نباشند و چشمه خشک گردد.

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 مورد ارزیابی اثرات زیست محیطی تونل ها بر منابع آب منطقه ها اطراف تونل نظیر چاه ها و قنوات و بویژه چشمه ها در سالهای گذشته هیچ روش پذیرفته شده ای در جهان وجود نداشت، گفت: در سالهای اخیر ما با استفاده از اطلاعات خوب حاصل از پروژه های تونل سازی در داخل کشور توانستیم مدلی تازه 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 اجرا 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 راه چارههای مناسب برای جلوگیری به موقع از این آسیب ها اضافه نمود: پارامترهای اصلی که در ارزیابی رفتار یک چشمه به هنگام تونل سازی مؤثر هستند و در این مدل مورد استفاده قرار گرفته اند شامل مقدار آب ورودی تونل که باید با روش مناسب تخمین زده گردد، فاصله چشمه تا تونل، ویژگی های چشمه، ارتباط هیدرولیکی تونل و چشمه و شرایط آبخوان هستند.

عضو هیات علمی دانشکده زمین شناسی دانشگاه تهران اعلام نمود: 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 گردد که بر اثر حفر تونل کاملاً خشک شوند. نتایج این مدل با مقدار 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 راه چارههای 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 راه چاره 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 نماید. انتخاب ماشین آلات مناسب حفاری و نوع پوشش مناسب برای تونل از جمله راه چارههای اساسی است که در آب بند کردن تونل می توانند بسیار مؤثر باشند.

وی اعلام نمود: 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 نموده 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 احتیاج نموده است، اما این چشمه تاریخی علاوه بر آبیاری مزارع و باغ ها، به عنوان یک تفرجگاه هنوز نقش مؤثر خود را ایفا می نماید.

عضو هیات علمی دانشکده زمین شناسی دانشگاه تهران در پاسخ به این پرسش که در مورد تونل های شهری کدام مخاطره و اثر زیست محیطی بیشتر از همه اهمیت دارد؟ اضافه نمود: نشست زمین از دیگر مسائل زیست محیطی حفر تونل هاست که بویژه در محیط های شهری اهمیت دارد و اگر کنترل نگردد، ممکن است به ریزش و حتی تشکیل فروچاله در سطح زمین منجر گردد.

دکتر حسن پور اضافه نمود: 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 گردد 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 مقدار 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 گردد. 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، اعلام نمود: فراوری 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 فراوری می گردد 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 توضیح داد: 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 فراوریی کاربردهای زیادی در احداث خاکریزها، سدهای خاکی سنگریزه ای، پی ها و احیای زمین دارند. بعلاوه برای ساخت تونل حجم بتن بالایی مصرف می گردد و سنگدانه های فراوری شده در هنگام حفاری تونل می توانند منبع بسیار خوبی برای فراوری بتن باشند. بنابراین پیش بینی کیفیت این مصالح برای فراوری بتن باید در پروژه های تونل سازی مورد توجه قرار گیرد. در حال حاضر در پروژه های خارج کشور حجم زیادی از مواد باطله فراوریی 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 فراوری بتن مصرفی پروژه، یک مدل اولیه پیشنهاد داده ایم، اضافه نمود: این پروژه در قالب یک سرانجام 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 مقدار 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 احتیاج 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 نماید. دسته دوم نیز بعضی اثراتی هستند که ممکن است حین بهره برداری از تونل همچنان ادامه پیدا نمایند. مسائل زیست محیطی حین اجرا گذرا و محدود به زمان اجرای پروژه بوده و اغلب آنها چنانچه استانداردهای لازم در تونل سازی رعایت گردد، ادامه دار نخواهند بود. بعضی اثرات منفی زیست محیطی در مواقعی که تونل به خوبی اجرا نشده باشد، می توانند تا سالها حین بهره بردای تونل نیز ادامه پیدا نمایند. مثلاً اگر تونل با روش های مناسب آب بندی نگردد، 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 مقدارای طبیعی که از آثار مهم زیست محیطی تونل هاست، فقط منحصر به پرتال ها یا دهانه های ورودی و خروجی تونل می گردد، اعلام نمود: 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 گردد. مثال شاخص آن بزرگراه حکیم است که با احداث یک تونل بزرگراهی از زیر پارک جنگلی چیتگر گذر کرد.

وی اضافه نمود: 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. بعلاوه 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 فزونی 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 لازم است و گازهای حاصل از سوخت ماشین آلات تونل سازی به فراوری گازهای گلخانه ای و در نتیجه به تشدید پدیده تغییر اقلیم منجر می گردد. 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 نماید.

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 اضافه نمود: 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 منطقه ها 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 توضیح داد: علاوه بر دو مورد فوق، میتوان به موارد متعدد دیگری از اثرات زیست محیطی تونل ها اشاره نمود که پرداختن به آن توضیح مفصل قصد دارد.

دکتر حسن پور اعلام نمود: از جمله ارتعاشات و لرزش هایی که بر اثر فعالیتهای مختلف تونل سازی ایجاد و به وسیله 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 فراوری گرد و خاک و سوخت ناقص ماشین آلات تونل سازی، دست خوردگی در محیط طبیعی که به تخریب چشم مقدارای طبیعی منتهی می گردد و میتوان به مواردی چون فراوری حجم زیادی از مصالح باطله و فراوری بعضی مواد زائد حین تونل سازی اشاره نمود.

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 نمایند. 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 اعلام نمود: 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 زیست بوم این محیط ها بسیار تأثیرگذار است و باعث از بین رفتن این زیست بوم ها می گردد.

دکتر حسن پور با بیان اینکه از مهمترین اثرات زیست محیطی حفر بعضی تونل های بلند و عمیق در منطقه ها 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 شرایط هیدروژئولوژیکی آبخوان های مسیر تونل دارد که خود اثرات مستقیم و غیرمستقیم مختلفی را در پی 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 گردد.

وی توضیح داد: اغلب تونل هایی که در محیط های کربناته کارستی حفر می شوند، با حجم زیادی از آب ورودی به تونل روبرو می شوند که این موضوع اثرات مخرب قابل توجهی بر آبخوان آهکی دارد. در کشور ما، در منطقه ها 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 در پی داشتند.

وی اضافه نمود: چنانچه در محیط های کارستی، تونلی بدون رعایت مسائل مربوط به آب بندی اجرا گردد، 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 در پی دارد. وقتی آب زیرزمینی آغاز به زهکش به داخل تونل می نماید، جهت حرکت آب زیرزمینی تغییر می نماید. بعلاوه گرادیان هیدرولیکی و سرعت جریان آب افزایش پیدا می نماید. 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 نماینده شیمی آب هستند.

دکتر حسن پور اعلام نمود: با افت سطح آب زیرزمینی، رطوبت خاک کم می گردد 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 گردد 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 نماید، ریشه گیاه دسترسی کمتری به آب خواهد داشت و برای جبران این موضوع روزنه های داخل گیاه تنگ تر می گردد و رشد گیاه تحت تأثیر قرار گرفته و کاهش می یابد. این موضوع سبب می گردد در درازمدت پوشش گیاهی روی سطح زمین دستخوش تغییر شده و از تراکم آن کاسته گردد.