آیا پمپاژ آب ربطی به تحریك گسل شمال تهران ندارد؟ پشت پرده لرزه خیزی پایتخت پمپاژ آب تهدید خاموش برای گسل شمال تهران به گزارش خبرگزاری نفت و گاز، استاد تمام پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی با تکیه بر این که نادیده گرفتن نقش برداشت گسترده آب های زیرزمینی در تحریک گسل های تهران یک خطای تحلیلی است، اشاره کرد: تصور بی ارتباط بودن پمپاژ گسترده آب های زیرزمینی در دشت های تهران با تحریک گسل شمال تهران نادرست است؛ چونکه فرونشست های عمیق ناشی از تخلیه آبخوان ها درحال انتقال تنش به پهنه های لرزه زا و نزدیک کردن آنها به آستانه گسیختگی است. دکتر مهدی زارع، استاد تمام پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله در گفت و گو با ایسنا با طرح این سؤال که «آیا پمپاژ آب ربطی به تحریک گسل شمال تهران ندارد؟» و این ادعا تا چه حد دقیق است که « باتوجه به شرایط هیدرولیکی حاکم بر آب زیر زمینی دشت و ارتفاعات شمال تهران، پمپاژ آب در ورامین و ری و دشت تهران ارتباطی با تحریک و تشدید و تسریع فعالیت گسل شمال تهران ندارد»؟ اظهار داشت: ادعای مطرح شده بر اساس این که پمپاژ آب زیرزمینی در ورامین، ری و دشت تهران ارتباطی با تحریک، تشدید و تسریع فعالیت گسل شمال تهران ندارد، دقیق نیست. وی ادامه داد: فرونشست و تغییر تنش و ارتباط پمپاژ آب زیرزمینی با فعالیت گسل ها بدین ترتیب مورد بحث است که فرونشست زمین به علت استخراج بیش از اندازه آب زیرزمینی، بخصوص در دشت های آبرفتی، موجب کاهش فشار آب منفذی و درنتیجه فشرده شدن لایه های خاک و رسوب (تراکم هیدرولیکی) می شود. فرونشست زمین، بخصوص در سرعت بالا در جنوب و جنوب غرب تهران که تا بیشتر از ۳۰ سانتی متر در سال نیز گزارش شده می تواند تغییرات تنشی قابل توجهی را در پوسته و در پهنه های گسلی مجاور بوجود آورد. این تغییرات تنشی می تواند فشارهای برشی روی گسل ها را افزایش داده و آنها را به آستانه گسیختگی نزدیک تر کند که به آن «تحریک زلزله» می گویند. زارع با اشاره به اینکه زلزله هایی مانند زلزله ملارد در ۲۹ آذر ۱۳۹۶ در پهنه با فرونشست شدید رخداده و امکان دارد به این پدیده ارتباط داشته باشد، اظهار داشت: این پهنه در مجاورت گسل های اصلی منطقه همچون گسل شمال تهران قرار دارد و تغییر تنش در اثر فرونشست بر انتقال تنش کولمب به پهنه های مجاور همچون گسل شمال تهران در «وردآورد» مؤثر است. استاد تمام پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله افزود: تخلیه آب زیرزمینی موجب کاهش فشار منفذی می شود. کاهش فشار منفذی در یک سنگ اشباع از آب، به صورت مؤثر موجب افزایش تنش مؤثر نرمال بر روی سطح گسل می شود. افزایش تنش نرمال به طور معمول موجب مهار گسل می شود و تغییرات تنش ناشی از فرونشست به علت فشرده شدن لایه ها، می تواند تغییرات جانبی تنش برشی را نیز در مناطق ژرف تر و دورتر از محل پمپاژ اصلی بوجود آورد که می تواند تحریک کننده باشد. به قول این محقق حوزه مخاطرات، تغییرات تنش به وجود آمده با فرونشست در دشت های محدوده تهران به انتهای غربی گسل شمال تهران و همین طور محدوده گسل های ری، مشا و ماهدشت-جنوب کرج منتقل می شود. این زنجیره از تغییرات تنش در نهایت می تواند بر بارگذاری تنش روی گسل شمال تهران نیز اثر بگذارد و احیانا آنرا تسریع کند. وی اشاره کرد: بنابراین، با وجود این که پمپاژ مستقیماً روی رد سطحی گسل شمال تهران اتفاق نمی افتد، تغییرات هیدرولیکی و مکانیکی ناشی از آن در دشت های آبرفتی از راه سازوکارهای انتقال تنش و فرونشست زمین، بر تحریک و تسریع فعالیت گسل شمال تهران و سایر گسل های فعال منطقه مؤثر است.شواهد علمی اثرات پمپاژ آب بر گسل ها زارع اضافه کرد: از طرفی ادعا می شود مساله پمپاژ آب به لایه های سطحی تا حداکثر ۲۰۰ تا ۳۰۰ متری مرتبط می باشد، در حالیکه وقوع زمینلرزه در گسل های محدوده تهران به ژرفای ۵ تا ۲۰ کیلومتری مرتبط می باشد، ازاین رو پمپاژ آب و فرونشست نمی تواند سبب تحریک گسل ها شود. ادعای مذکور که پمپاژ و فرونشست، نمی تواند سبب تحریک گسل ها شود، باتوجه به نتایج علمی و مشاهدات محلی صحیح نیست. وی در این زمینه توضیح داد: پمپاژ بی رویه آب های زیرزمینی با تغییرات تنش به وجود آمده در سطح زمین و لایه های کم ژرفا می تواند به شکل مکانیکی به صفحه گسل در ژرفا منتقل شود. این پدیده بر مبنای اصول مکانیک سنگ و الاستیسیته پوسته زمین قابل توجیه است. برداشت بی رویه آب زیرزمینی در دشت های آبرفتی ورامین، ری، شهریار و ملارد موجب کاهش فشار آب منفذی و درنتیجه فشرده شدن لایه های رسی و آبرفتی در ژرفاهای کم تا متوسط می شود. این فشرده سازی در سطح زمین بشکل فرونشست با نرخ های بالا تا بیشتر از ۳۰ سانتی متر در سال مشاهده می شود. استاد پژوهشگاه زلزله شناسی اشاره کرد: جابه جایی و تغییر شکل عظیم ناشی از فرونشست در لایه های سطحی، بارهای مکانیکی و تغییرات تنش بخصوص تنش برشی و تنش قائم را در لایه های ژرف تر و بخصوص در آخر گسل شمال تهران و رد سطحی گسل ماهدشت-جنوب کرج و گسل پردیسان بوجود می آورد. این پدیده را تغییر «تنش کولمب» می نامند. تغییر تنش های برشی می تواند مقاومت گسل در مقابل لغزش را کاهش داده و آنرا به آستانه گسیختگی نزدیک تر کند. وی اشاره کرد: بسیاری از زمینلرزه های کوچک تا متوسط اخیر در منطقه تهران، مانند زلزله ملارد در سال ۱۳۹۶ (M=۵)، در پهنه فرونشست ملارد رخ داد. این شواهد، ارتباط بین فرونشست و تحریک گسل هایی مانند گسل ماهدشت-جنوب کرج را تقویت می کند. زارع اضافه کرد: بااینکه عمده پمپاژ از آبخوان های سطحی است، اما در تعدادی مناطق، پمپاژ چاه های ژرف تر که به آبخوان های ژرف تر و گاهی اوقات نزدیک به سنگ بستر می رسند نیز می تواند اثر مستقیم تری بر فشار منفذی در نزدیکی گسل ها بگذارد. با این وجود، حتی بدون پمپاژ مستقیم در ژرفا، سازوکار فرونشست و انتقال تنش بازهم فعال است. تمرکز صرف بر اختلاف ژرفا و نادیده گرفتن سازوکارهای انتقال تنش، یک دیدگاه ساده انگارانه است. تغییرات عظیم حجمی در مقیاس های ده ها کیلومتر مکعب و نرخ های بالای فرونشست که در جنوب تهران تا بیشتر از ۳۰ سانتیمتر در داخل محدوده منطقه ۱ شهرداری تهران نیز گزارش شده است، به میزان کافی بزرگ هستند تا تعادل تنش در گسل های ژرفای را تغییر دهند.فرونشست رنگ جهانی دارد این استاد پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی موضوع ارتباط بین پمپاژ آب زیرزمینی یا تخلیه سیالات زیرسطحی و تحریک گسل ها (لرزه خیزی القایی) را یک موضوع فقط محلی در ایران ندانست و اضافه کرد: استخراج آب زیرزمینی و فرونشست در سایر کشورها نیز سازوکار مشابهی با آن چه در تهران روی داده، مطرح است، یعنی فرونشست زمین ناشی از برداشت بی رویه آب و انتقال تنش به گسل های ژرفای تر، عامل تحریک زلزله درنظر گرفته می شود. وی نمونه آنرا در کشور اسپانیا دانست و افزود: مطالعات علمی و قوی زلزله «لورکا» سال ۲۰۱۱ با بزرگای ۵.۱ که منجر به خسارات جانی و مالی شد، نشان میدهد که این زلزله با استخراج شدید آب زیرزمینی و تغییرات فشار منفذی در یک گسل کم ژرفا مرتبط بوده است و ارتباط نزدیکی با فرونشست زمین ناشی از استخراج شدید آب های زیرزمینی منجر به تغییر شکل قابل توجه زمین، لغزش گسل کم ژرفا و خسارات گسترده در این شهر شد. زارع اشاره کرد: تخلیه آبخوان موجب تغییر تنش بر گسل Alhama de Murcia شده و موجب وقوع زلزله کم ژرفا شده و نقش فعالیتهای انسانی در رویدادهای لرزه ای و احتیاج به مدیریت پایدار آب را برجسته می کند. دهه ها پمپاژ آب های زیرزمینی در حوضه Alto Guadalentín موجب افت قابل توجه سطح آب تا ۲۵۰ متر و فرونشست زمین متعاقب آن و فشرده سازی خاک های قابل تراکم شد. این تخلیه پوسته ای ناشی از برداشت آب، تنش هایی را بر بخش های کم ژرفا گسل Alhama de Murcia وارد کرد که موجب تغییر خواص اصطکاکی و مستعدتر شدن گسل برای لغزش شد. به نقل از ایشان، زلزله ۵.۱ اسپانیا شامل یک گسیختگی کم ژرفای ۴ کیلومتری در این گسل بود که با حرکت فشاری و چپگرد همراه بود و موجب لرزش شدید و جابجایی سطحی شد. زارع اضافه کرد: این فرونشست شرایطی را ایجاد کرد که هسته زایی و لغزش زلزله را راحت نمود و آنرا به نمونه ای بارز از لرزه خیزی ناشی از فعالیتهای انسانی یا لرزه خیزی تحریک شده تبدیل کرد. ژرفای کم و تنش های در رابطه با فرونشست منجر به لطمه شدید به ساختمان ها، همچون سازه های تاریخی و منجر به تلفات و جراحات شد. این محقق پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی نمونه دیگر را در ایالات متحده امریکا مطرح کرد و اظهار داشت: دره سن خوواکین کالیفرنیا به علت برداشت آب برای کشاورزی، یکی از شدیدترین نرخ های فرونشست در جهان را دارد. در حالیکه پمپاژ آب های زیرزمینی در دره سن خواکین با تعدیل سالانه لرزه خیزی با بزرگای کم (معمولاً کمتر از ۱.۳ ) مرتبط می باشد و می تواند به صورت بالقوه زمان وقوع یک زلزله زمین ساختی بزرگ در گسل سن آندریاس را جلو بیندازد. وی اشاره کرد: نوسان فصلی سطح آب های زیرزمینی (پمپاژ بیشتر در فصل خشک) موجب می شود رشته کوه های ساحلی اطراف و کوه های سیرا نوادا بالا بیایند که این امر فشار قائم روی گسل سن آندریاس را کمی می کاهد و میزان زلزله های کوچک افزایش خواهد یافت. تغییرات تنش ناشی از تخلیه طولانی مدت آب های زیرزمینی می تواند به صورت بالقوه موجب شود که زلزله زمین ساختی بزرگ بعدی در گسل سن آندریاس کمی زودتر از آنی رخ دهد که از قبل هم قابل انتظار بوده، اما این علت اصلی خود زلزله بزرگ نیست. بعضی از زلزله های با بزرگای بیشتر از ۴ زمین ساختی در سایر نقاط کالیفرنیا بخصوص میدان های نفتی شهرستان کرن کانتی) به فعالیتهای مختلف انسانی مانند تزریق سیال به چاه های دفع زباله مرتبط بوده اند که با سازوکار پمپاژ-فرونشست آب های زیرزمینی متفاوت هستند.رخدادهای زمینلرزه هایی در فلسطین اشغالی ناشی از برداشت بی رویه آب استاد تمام پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله اظهار داشت: در فلسطین اشغالی، دریاچه کینرت خوشه هایی از زمینلرزه ها در این منطقه با برداشت مداوم آب زیرزمینی و کاهش شدید سطح آب مرتبط بوده اند. مدل سازی ها نشان داده که کاهش فشار منفذی ناشی از پمپاژ می تواند تنش های انبساطی بوجود آورد که موجب گسلش می شود. وی اظهار داشت: خشک شدن دریاچه کینرت (دریای جلیل) نتیجه کاهش بارش و استخراج بیش از اندازه آب است و این پروسه با لرزه خیزی القایی (فوج های زلزله) در منطقه مرتبط می باشد. دریاچه کینرت مخزن اصلی آب شیرین طبیعی فلسطین اشغالی است و در دره فعال لرزه ای بحرالمیت قرار دارد. تلفیقی از کاهش الگوهای بارش و برداشت زیاد آب برای تامین نیازهای جمعیت رو به رشد سبب شده است که سطح دریاچه در طول دهه ها به صورت قابل توجهی کاهش پیدا کند. در یک تغییر سیاست عمده، رژیم صهیونیستی یک سیستم «قنات معکوس» را برای پمپاژ آب نمک زدایی شده دریای مدیترانه به دریاچه در صورت نیاز برای حفظ سطح آن ایجاد کرد. بین فعالیتهای انسانی در رابطه با مدیریت آب و لرزه خیزی القایی در نزدیکی دریاچه ارتباط وجود دارد. زارع اضافه کرد: دسته های زلزله های کوچک تا متوسط (با بزرگای ۳ تا ۴) را به دوره های کاهش قابل توجه سطح آب های زیرزمینی در سفره های آب اطراف دریاچه مرتبط دانسته اند. حذف مقادیر زیادی از آب های زیرزمینی، فشار در منافذ سنگ را می کاهد و به صورت بالقوه موجب می شود گسل های موجود آسان تر لغزش کنند. دسته های زلزله قابل توجه در اکتبر ۲۰۱۳ و ژوئیه-آگوست ۲۰۱۸ در قسمت شمالی دریاچه رخ دادند که ژرفای کانونی زلزله عمدتا کمتر از ۱۰ کیلومتر بود که فرضیه محرک انسانی را تأیید می کند. این منطقه زمین ساختی فعال بر روی گسل بحرالمیت با سابقه زلزله های بزرگی مانند سالیان ۱۲۰۲، ۱۷۵۹ و ۱۹۲۷ به علت تنش زمین ساختی بوده است، بنظر می رسد تغییرات فشار آب ناشی از فعالیتهای انسانی قادر به ایجاد زمین لرزه های کوچک تر و کم ژرفاتر است.فعالیت های نفتی و زمینلرزه استاد پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله با اشاره به تأثیر فعالیتهای نفتی بر تحریک لرزه ای اظهار داشت: در میدان گازی گرونینگن هلند، استخراج گسترده گاز سبب بروز زمینلرزه های مختلفی تا بزرگای ۳.۶ شد و خسارت های قابل توجهی برجای گذاشت؛ بطوریکه تولید فعال این میدان در سال ۲۰۲۳ متوقف گردید. به نقل از ایشان، کاهش فشار و تراکم مخزن در این میدان موجب تغییر تنش در سنگ های اطراف و ایجاد لرزه خیزی القایی شده است. زارع اضافه کرد: افزایش فشار منفذی یکی از شناخته شده ترین نتایج فعالیتهای انسانی همچون تزریق سیالات است که می تواند گسل ها را تحریک و موجب زمینلرزه القایی شود. تنش مؤثر نیرویی است که توسط دانه های جامد سنگ تحمل می شود و مقاومت آنرا در مقابل گسیختگی و لغزش تعیین می کند. این تنش از تفاضل تنش کل و فشار منفذی به دست می آید. زارع با تکیه بر این که گسیختگی و لغزش گسل زمانی رخ می دهد که تنش برشی اعمال شده از مقاومت برشی گسل فراتر رود. مقاومت برشی بر مبنای قانون کولمب–موهر محاسبه می شود و به صورت مستقیم با تنش مؤثر نرمال بر سطح گسل مرتبط می باشد. اگر گسلی پیشتر تحت تنش برشی زمین ساختی قرار داشته باشد، کاهش مقاومت برشی آن کافی است تا تنش موجود سبب لغزش و درنتیجه وقوع زمین لرزه شود. به بیان ساده، «آب تزریق شده مانند یک روان کننده عمل کرده و گسل را آزاد می کند.» ایشان سپس به تجربه ایالت اوکلاهما اشاره نمود و اظهار داشت: در این منطقه، تزریق حجم بالای پساب های ناشی از تولید نفت و گاز به چاه های ژرف سبب افزایش فشار منفذی و تحریک گسل های غیرفعال شد؛ به شکلی که تعداد زمین لرزه های با بزرگای ۳ در این ایالت از حدود دو رخداد در سال به صدها زلزله در سال افزوده شد. زارع با اشاره به اینکه این مکانیسم برعکس فرآیندی است که در اثر فرونشست زمین در تهران رخ می دهد، توضیح داد: در اوکلاهما، تزریق سیالات موجب افزایش فشار منفذی، کاهش تنش مؤثر و درنتیجه کاهش مقاومت برشی گسل و تحریک آن می شود. اما در تهران، پمپاژ و تخلیه آبخوان سبب کاهش بار وارد بر سفره، افزایش تنش برشی و تغییر تنش کل در اثر فرونشست می شود که از راه انتقال تنش می تواند گسل های منطقه را تحریک کند.به طور خلاصه تمرکز صرف بر اختلاف ژرفا و نادیده گرفتن سازوکارهای انتقال تنش، یک دیدگاه ساده انگارانه است. این استاد پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی مبحث ارتباط بین پمپاژ آب زیرزمینی یا تخلیه سیالات زیرسطحی و تحریک گسل ها (لرزه خیزی القایی) را یک مبحث فقط محلی در ایران ندانست و افزود: استخراج آب زیرزمینی و فرونشست در دیگر کشورها هم سازوکار مشابهی با آنچه در تهران روی داده، مطرح است، یعنی فرونشست زمین ناشی از برداشت بی رویه آب و انتقال تنش به گسل های ژرفای تر، عامل تحریک زلزله دیده می شود. وی نمونه آن را در کشور اسپانیا دانست و اضافه کرد: مطالعات علمی و قوی زلزله لورکا سال ۲۰۱۱ با بزرگای ۵.۱ که منجر به خسارات جانی و مالی شد، نشان میدهد که این زلزله با استخراج شدید آب زیرزمینی و تغییرات فشار منفذی در یک گسل کم ژرفا مرتبط بوده است و ارتباط نزدیکی با فرونشست زمین ناشی از استخراج شدید آب های زیرزمینی منجر به تغییر شکل قابل توجه زمین، لغزش گسل کم ژرفا و خسارات گسترده در این شهر شد. به نقل از ایشان، زلزله ۵.۱ اسپانیا شامل یک گسیختگی کم ژرفای ۴ کیلومتری در این گسل بود که با حرکت فشاری و چپگرد همراه بود و باعث لرزش شدید و جابجایی سطحی شد. منبع: خبرگزاری نفت و گاز 1404/09/17 10:15:35 5.0 / 5 13 تگهای خبر: تولید , گاز , نفت این مطلب را می پسندید؟ (1) (0) X تازه ترین مطالب مرتبط تحول چشم گیر و بنیادی در شرکت پایساز در سال سرمایه گذاری برای تولید اهداف و وظایف مرکز منطقه ای آب شهری در امتداد مدیریت یکپارچه آب تشریح شد مذاکرات غول نفتی آمریکا با عراق برای خرید دارایی لوک اویل پیشنهاد دولتمردان کوبایی برای صادرات ایران و احیای صنعت شکر در کوبا نظرات بینندگان در مورد این مطلب نظر شما در مورد این مطلب نام: ایمیل: نظر: سوال: = ۲ بعلاوه ۱