بحران آب و خشكسالي و تبعات قابل انتظار
مهدي زارع
۲۸ شهريور ۱۴۰۵ دكتر احد وظيفه، رييس مركز ملي اقليم و مديريت بحران خشكسالي سازمان هواشناسي كشور در درباره وضعيت بارشهاي سال آبي جاري در مناطق مختلف كشور گفت «عمدتا بارشهاي فلات مركزي زير نرمال بوده و بهخصوص استان تهران و استانهاي مجاور تهران با كمبارشي شديدي مواجه بودهاند. تهران حدود ۴۰ درصد كمبارشي دارد؛ يعني از ميزان بارشي كه بايد تا پايان سال آبي دريافت ميكرد، حدود ۶۰ درصد آن تأمين شده است. با اين حال، وضعيت بارش استان تهران كمي بهتر از سال گذشته است. سال گذشته ۱۴۰۳-۱۴۰۴ نيز حدود ۵۰ درصد بارش استان تهران تأمين شد. بنابراين امسال و پارسال در مجموع ۹۰ درصد بارش مورد انتظار يك سال را دريافت نكردهايم. به عبارت ديگر، اگر دو سال گذشته را در نظر بگيريم، تنها حدود ۱۰ درصد بيشتر از بارش مورد انتظار يك سال را دريافت كردهايم و ۹۰ درصد بارش مورد انتظار دو سال را نگرفتهايم.»
بحران آب ايران، بهويژه در گسلهاي با تنش بحراني، عاملي موثر در افزايش خطر لرزهاي است. اين رابطه به بهترين شكل به عنوان كاهش منابع آب ناشي از فعاليتهاي انساني كه باعث وقوع رويدادهاي لرزهاي ميشود، توصيف ميشود. ميزان افت تجمعي آبهاي زيرزميني ايران بسيار عظيم است و بيش از ۱۳۰ ميليارد متر مكعب (BCM) از ذخاير راهبردي آبهاي زيرزميني برآورد ميشود. حدود ۶۰ درصد از اين افت تنها در ۱۵ سال اخير (تقريبا سالهاي ۲۰۰۴ تا ۲۰۱۹) و ۹۰ درصد آن در ۲۵ ساله ۱۳۷۳-۱۳۹۸ رخ داده است. ۱۴۳ ميليارد متر مكعب در پنج دهه از برآورد ديگري در مورد ميزان برداشت تجمعي و بيش از حد از ذخاير استاتيك (ثابت) آبخوانها خبر ميدهد كه تقريبا ۹۰ ميليارد متر مكعب آن مربوط به ۳۰ سال اخير است. وزارت نيرو ميزان استخراج سالانه را حدود ۴۴ تا ۵۷ ميليارد متر مكعب اعلام ميكند. سخنگوي صنعت آب اظهار داشته است كه ميزان استخراج آب زيرزميني براي تمامي مصارف، سالانه ۴۴ ميليارد متر مكعب است و هدفگذاري شده تا اين رقم در برنامه هفتم توسعه به ۳۶.۷ ميليارد متر مكعب كاهش يابد. حدود ۹۰ درصد از كل مصرف آب ايران به بخش كشاورزي اختصاص دارد و بخش عمدهاي از آن از طريق پمپاژ آبهاي زيرزميني تأمين ميشود. در استانهايي مانند كرمان و اصفهان، بيش از ۹۰ درصد آبهاي زيرزميني استخراج شده به مصرف كشاورزي ميرسد. كاهش آب ناشي از فعاليتهاي انساني در ايران باعث تحريك يا اثر بر زمان وقوع زلزله ميشود، نه اينكه زلزلههاي بزرگ علت اصلي خشكساليها و خشك شدن درياچهها باشند. پيكان علت و معلولي از كاهش آب به سمت خطر لرزهاي اشاره ميكند، نه برعكس. تحقيقات در ايران و محيطهاي زمينساختي مشابه از اين ايده پشتيباني ميكند كه حذف مقادير زيادي از وزن آب از پوسته ميتواند فشار بر گسلهاي مجاور را تغيير بدهد و بهطور بالقوه باعث ايجاد زلزله شود.
استخراج بيش از حد آبهاي زيرزميني باعث تغيير تنشهاي زيرسطحي ميشود و ميتواند گسلهاي با تنش بحراني را در نزديكي شهرهايي مانند تهران، اصفهان و مشهد فعال كند. او توضيح ميدهد كه با تخليه سفرههاي آب، پوسته زمين دوباره به حالت اوليه خود برميگردد و كاهش فشار منفذي، خطوط گسل را به پارگي نزديكتر ميكند. تنش وارد شده به گسلها در منطقه بحراني تهران در حدود( ۰.۱ تا ۰.۵ بار bar -۱۰ تا ۵۰ كيلو پاسكال است.) دقيقترين مستندات مربوط به تغييرات تنش در گسلها مربوط به منطقه تهران است؛ جايي كه زلزلهشناسان هشدارهاي مستقيمي در اين باره صادر كردهاند. اين ميزان تغيير تنش (۰.۱ تا ۰.۵ بار در سال) با موارد ثبت شده در «دره مركزي كاليفرنيا» قابل مقايسه است؛ جايي كه مشخص شده برداشت آبهاي زيرزميني در طول چندين دهه، همبستگي مثبتي با فعاليت لرزهاي گسل «سن آندرياس» داشته است. سازوكار اين پديده «كاهش بار هيدرواستاتيكي» است؛ به اين معنا كه برداشتن وزن آب از روي پوسته زمين، ميدان تنش را در گسلهاي مجاور تغيير ميدهد. سطح آبهاي زيرزميني در دشتهاي تهران بين ۴۰ تا ۶۰ متر افت كرده است. اين امر مستقيما پايداري سه گسل فعال اصلي را كاهش ميدهد: گسلهاي مشاء، شمال تهران و پرديس و خطر فعاليت لرزهاي را افزايش ميدهد. اين سازوكار شامل حذف وزن عمودي (بارگذاري هيدرواستاتيك) و تغييرات فشار منفذي است كه اصطكاك روي گسلها را كاهش ميدهد. مطالعهاي در استان سمنان «همبستگي مثبت مكاني - زماني» بين فرونشست زمين (ناشي از افت آبهاي زيرزميني) و لرزهخيزي محلي را نشان داد. مطالعه ديگري در مورد زلزله ازگله در استان كرمانشاه در سال ۱۳۹۶ خاطرنشان كرد كه اين رويداد لرزهاي به طور قابل توجهي ديناميك آبهاي زيرزميني را تغيير داده است و تعامل پيچيده بين فعاليت لرزهاي و سيستمهاي هيدرولوژيكي را نشان ميدهد. در دره مركزي كاليفرنيا تخليه آبهاي زيرزميني و تخليه بار ناشي از خشكسالي ميتواند لرزهخيزي را در امتداد سيستم گسل سن آندرياس تعديل كند. حذف وزن آب ميتواند گسلها را «از حالت قفل خارج» كند و آنها را مستعد لغزش كند. در درياچه بزرگ نمك، يوتا همبستگي معناداري بين از دست دادن آب ناشي از خشكسالي و افزايش نرخ زلزله در گسل واساچ در نزديكي آن وجود دارد. تخليه وزن آب، تنش عمودي روي گسل را كاهش داد و باعث شكست شد.
در جنوب كاليفرنيا يك تحليل آماري رابطه معناداري بين خشكسالي (كه توسط شاخص شدت خشكسالي پالمر اندازهگيري ميشود) و كاهش لرزهخيزي پيدا كرد، كه نشان ميدهد تغذيه آبهاي زيرزميني (وزن آب اضافه شده) نيز ميتواند بر رفتار گسل اثر بگذارد. درك اين نكته بسيار مهم است كه تخليه آبهاي زيرزميني انرژي زمينساختي عظيم مورد نياز براي يك زلزله بزرگ را ايجاد نميكند. در عوض، به عنوان يك تحريك يا تعديلكننده عمل ميكند. تغييرات تنش ناشي از از دست دادن آب در مقايسه با نيروهاي زمينساختي نسبتا كوچك است. با اين حال در گسلي كه در حال حاضر نزديك به نقطه شكست خود است، حتي يك تغيير كوچك ميتواند «آخرين ضربه» باشد كه پارگي را آغاز ميكند و ميتواند باعث زلزلهاي شود كه در نهايت قرار بود زودتر رخ بدهد. در برخي سناريوها، كاهش فشار منفذي ناشي از اتلاف آب ميتواند در واقع تنش نرمال موثر در سراسر گسل را افزايش بدهد، آن را «چسبندهتر» كند و به طور بالقوه امكان تجمع تنش بيشتر براي يك رويداد بزرگتر در آينده را فراهم كند. هيچ مدرك علمي وجود ندارد كه نشان بدهد زلزلههاي بزرگ باعث خشكسالي طولاني مدت يا خشك شدن درياچه اروميه، درياچه انزلي يا تالابهاي هامون شدهاند. علل اين تغييرات هيدرولوژيكي به خوبي مستند شده است. خشك شدن درياچه اروميه در درجه اول به سدسازي و انحراف بيش از حد آب براي كشاورزي و پمپاژ بيرويه آبهاي زيرزميني و خشكسالي طولانيمدت نسبت داده ميشود. خشكساليهاي ايران ناشي از الگوهاي اقليمي هستند و با مديريت ناپايدار آب تشديد ميشوند.