موضوع تحقیق:

مسئله اثرهای متقابل سد و زلزله

محقق:

ریحانه شاهمرادی لطف آباد

دانشجوی رشته ی جغرافیا (برنامه ریزی روستایی)

امروزه زلزله های شدید و خفیفی را می توان ذکر کرد که همگی بر اثر ساختن سد بوقوع پیوسته است. انسان با ساختن سد، یعنی کوشش برای کنترل انرژی آب رودخانه ها باعث تمرکز غیر طبیعی فشارهای درونی زمین می گردد که انرژی آن می تواند بطور ناگهانی و به طرز ویران کننده، خود را آزاد سازد.

ویژگیهای ارزشی منطقه به تبعیت از نحوه آبگیری مخزن سد و تحت شرایط خاص زمین شناسی محل دریاچه سد، دچار تغییرات می گردد از این رو احداث سد همیشه در  تمام موارد، عامل بروز زلزله نیست به همین دلیل انجام مطالعات لرزه شناسی و زمین شناسی محل دریاچه ها، ضروری تر می نماید.

با توجه به نتیجه مطالعات لرزه شناسی سدها، موضوع بررسی اثر های متقابل زلزله و سد بر یگدیگر، مورد دقت و توجه قرار گرفته است بطوریکه در نقاط مختلف جهان با نصب دستگاه های زلزله سنج در کنار سدها، بین بررسی ها تعقیب و تکمیل میشود.

مسئله اثر سد در  ایجاد زلزله:

عوامل بوجود آورنده و مکانیسم زلزله هایی که به سدها نسبت داده می شوند هنوز بطور کامل مانند زلزله های طبیعی شناخته نشده است امنا به موجب مطالعات انجام شده زلزله شدید و قتی می تواند بروز کند که ارتفاع آب ذخیره شده از صدمتر تجاوز کند بطور کلی ارتفاع آب و بروز زلزله کم و بیش استنباط می شود بعضی از این زلزله ها از آن جهت که شدت مطلق آنها بالاتر از شش درجه ریشتر بوده خسارات قابل توجهی به بار آورده است.

عوامل مهمی که در بروز زلزله های ناشی از احداث سد مؤثر است را         می توان به  اختصار به شرح ذیل طبقه بندی کرد:

  • - وضع مخزن سد و نحوه ذخیره آب آن

•-                  روند افزایش ارتفاع به ویژه افزایش سریع ارتفاع آب بعد از یک دوران طولانی رکود نسبی تغییرات در ارتفاع آب

  • - رسیدن سطح آب ذخیره شده به بالاترین حد
  • - مدت زمانی که آب دریاچه در بالاترین حد نگه داشته می شود
  • - ویژگی های زمین شناسی، زمین ساختی (تکتونیک) زلزله شناسی و محیط

 درا ین شرایط به ویژ ه نفوذ آب در سطح جدائی گسل ها و لغزنده ساختن آنها سبب می شود که لا یه ها به آسانی حرکت کند

  • - وجوددرزها و منافذ در لایه های زیر دریاچه سد

 چنین شرایطی موجب نفوذ آب به طبقات پایینتر وافزایش فشار بین منافذ سنگ در عمق وسرانجام باعث وقوع زمین لرزه می شود.

  • - وجود لایه ها و طبقاتی که فشار هیدرولیکی ناشی از تشکیل دریاچه های مصنوعی در آنها متمرکز و متراکم می شود. بنابراین در صورت وجود شرایط خحاص تکتونیکی و زمین شناسی و غیره، ساختن سدهای بزرگ مالآ تشکیل دریاچه های عمیق در پشت سدها موجب بروز زلزله یا تغییراتی در میزان فعالیت زلزله ای مناطق اطراف سدها می گردد.
  • - استعداد زلزله خیزی محیط

در مناطقی که از نظر ویژگی های زلزله خیزی قبلا با ثبات و آرام شناخته شده بوده در پاره ای از موارد ایجاد دریاچه های مصنوعی ممکن است گاهی باعث تحریک مکانیسم جنبشهای کوهزایی ورهایی انرژی انبار شده و سرانجام وقوع زلزله های شدید شود.

روته دانشمند فرانسوی و مدیر عامل انجمن بین المللی سیسمولوژی و فیزیک اعماق زمین بر اساس نتایج بدست آمده از بررسی های خود معتقداست که در نتیجه ایجاد سدهای بزرگ بارگذاری بر روی پوسته نازک زمین در محل دریاچه سدها باعث تغییر شکل پوسته می شود و زلزله بوجود می آورد.

او در این باره مثالهای متعددی از کشورهای هندوستان، آفریقای جنوبی، آمریکا، فرانسه ذکر می کند که احداث سدهای بزرگ موجب بروز زمین لرزه شده است.

در ایران پس از نصب دستگاه های لرزه نگاری در کنار سدها از سال 1345 (اولین بار در مجاورت سفید رود) امکان انجام پژوهشها درباره اثر آبگیری دریاچه سدها در تغییر ویژگیهای زلزله خیزی فراهم آمد.

بررسی ها نشان می دهد اگر چه تعداد زلزلهای محلی نواحی اطراف سدهای ایران بطور کلی ارتباط مستقیم با تغییرات ارتفاع آب سد دارد ولی زمانی که سطح آب دریاچه سدها به پایین ترین حد خود می رسد برعکس تعداد زلزله های ثبت شده افزایش می یابد. 

علت آن را این طور می توان توجیه کرد که در مناطقی که فشارها تکتونیکی بطور عمده ای وارد می آید (مانند فشار آب پشت سد) سبب خنثی شدن نیروهای محلی گردیده در نتیجه بطور موقت از فعالیت لغزشی منطقه کاسته می شود این وضع کاملا با عملکرد نیروهای تکتونیکی فلات ایران تطبیق دارد تا قبل از احداث سد سفید رود هیچگونه زلزله قابل توجهی در ناحیه به وقوع نپیوسته بوده است اما از زمان احداث این سد همه ساله در حدود120 زلزله خفیف که شدت مطلق آنها اغلب کمتر از 2 درجه در مقیاس ریشتر می باشد ثبت شده است.

مرکز این زلزله از حدود 40  کیلومتری محل سد دورتر نبوده است تعداد این زلزله ها به طور قابل توجهی از تغییرات ارتفاع آب دریاچه سد تبعیت می کند.  در مورد سدهای دز (ارتفاع معادل 203 متر) زاینده رود (ارتفاع معادل 100 متر) و لتیان (ارتفاع معادل 80 متر) نیز تبعیت کلی دو فاکتور ارتفاع آب و تعداد زلزله در این نواحی نیز صادق است.

مسئله اثر زلزله بر روی سد:

زلزله و اثر ویران کننده آن نیز بر روی سدها، از مسائل مهم احداث این تاسیسات آبی بهره برداری از آنها به شمار می رود از این رو قبل از احداث سد باید منطقه مورد نظر از نظر زلزله خیزی مورد بررسی قرار گیرد  تا بر آن  اساس یا در آن محل، به علت امکان وقوع زلزله های خطرناک سد احداث نشود و یا اگر شرایط منطقه از لحاظ زلزله خیزی طوری است که می شود در آنجا سد احداث کرد باید مورد آنچنان ساخته شود که زلزله نتواند آنرا خراب کند یا به آن آسیب وارد کند.

بعنوان مثال مسائلی که در این زمینه راجع به دو سد اطراف تهران (لتیان و کرج) مطرح است را بطور خلاصه بیان می کنیم.

در موقع تهیه طرح و بنای این دو سد اطلاعات کافی در سوابق زلزله خیزی در ایران و از آن جمله ناحیه تهران در دست نبوده و به علاوه روشهای جدیدی که امروزه د رمهندسی زلزله برای ایمنی طرح های مهم از قبیل سدها، مورد اسفتاده قرار می گیرد در آن زمان شناخته شده ومعمول نبوده است.

وقوع سه زلزله در ماه های آذر و دی سال 1359 با شدت مطلق 2/5 و 8/5 و 2/5 ریشتر در حدود 200 کیلومتری شمال و جنوب تهران که شهر تهران را لرزاند مسائل خاص ایمنی ساختمانهای این شهر و به ویژه ایمنی سدهای لتیان و کرج که منابع عمده ی تامین آب منطقه تهران به خصوص شهر تهران است را مجددا مطرح می سازد.

باتوجه به سوابق زمین لرزه های قرن بیستم و قرون گذشته در این ناحیه از تهران احتمال وقوع لرزه های مخرب با شدت مطلق 7 ریشتر و یا بیشتر در منطقه سیسموتکتونیک (لرزش ناشی از تکتونیک) البرز طی عمر سدهای فوق می رود.

زیرا در بررسی های انجام شده با فرض منطقه سیسموتکتونیکی مسائل تمامی ناحیه البرز تا مشهد و تربت جام دور ه تکداری برای زمین لرزه ای با شدت مطلق هفت ریشتر در حدود 50 سال و برای زمین لرزه هایی با شدت 6 و 5 ریشتر به ترتیب هر 5/8 سال و هر 7 ماه د راین منطقه برآورده شده است.

از آنجائی که در قرن حاضر زمین لرزه های بسیار شدید هنوز به وقوع نپیوسته است می توان پیش بینی کرد که در طول عمر مفید سدهای لتیان و کرج که 50 سال فرض شده است به احتمال زیاد زلزله ای با شدت مطلق 6 تا 7 ریشتر (در رابطه با گسل های بزرگ ناحیه ای) واقع شود.

این طور نتیجه گرفته می شود که در صورت وقوع زلزله های پیش بینی شده مسئله تخریب سدهای مذکور و دیگر مسائل ناشی از آن، از قبیل فراگرفتن سیل نقاط مسکونی پایین دست محل این دو سد و قطع شدن قسمت قابل توجهی از آب مصرفی شهر تهران و تأمین آن از سایر منابع اضطراری (در صورتیکه امکانش باشد؟ ) مطرح می گردد.

اما چون در مورد سد سفید رود مسئله زلزله رعایت شده است همان طور که مشاهده شد زلزله شدید رودبار در دهه 70 نتوانست آسیب قابل توجهی به آن وارد نماید.

نتایج مذکور در بالا بر اساس اطلاعات زلزله شناسی جدیدی است که به تدریج به دست آمده و امروزه برای ایمنی امور و تأسیسات مهم و حیاتی از جمله سدها در سطح کشور، باید مورد توجه قرار گیرد.

منابع و مآخذ:

پروفسور کردوانی - پرویز (استاد نمونه جغرافیا «خاک» دانشگاه تهران) - انتشارات دانشگاه تهران - چاپ 7 - پاییز 1383