نخستین فرضیه‌های مربوط به منشأ و جریان آبهای زیرزمینی را به رومیان و یونانیان نسبت می‌دهند که طی قرنها توسعه یافته‌اند. 3 نوع طرز تفکر کلی از این نظریه‌ها می‌توان استخراج کرد:

 الف- منشأ اقیانوسی آبهای زیرزمینی

 مثلاً تالس ملطی (650 سال قبل از میلاد مسیح) تصور می‌کرد که آب دریا به وسیله باد به حرکت درمی‌آید و در زیر زمین خشکی‌ها نفوذ کرده و فشار صخره‌ها موجب بالا آمدن آب زیرزمینی و پیدایش چشمه‌ها می‌شود. این نظریه حتی در سال 1665 میلادی توسط کیشر هلندی تایید شده است. 

ب- ظهور آبهای زیرزمینی به وسیله تراکم بخار آب در زیر زمین

 مثلاً ارسطو (284-322 قبل از میلاد مسیح) تصور می‌کرد که بخار آب زمین در حفره‌های سرد شده کوه‌ها متراکم و به آب تبدیل ‌شده و دریاچه‌های زیرزمینی را تشکیل می‌دهند که چشمه‌ها را تغذیه می‌کنند. عقیده وی نیز تا سال 1877 همراه با ولژه دنبال شده است.

ج- منشأ جوی آبهای زیرزمینی به وسیله نفوذ آب باران

 این تئوری واقع‌بینانه‌تر، تا حدودی در کارهای زئوفراستوس، که با ارسطو همزمان بود، نمایان است. همچنین از نظر ویترو (یک قرن قبل از میلاد) که معمار بود تشکیل چشمه‌ها به وسیله نفوذ آب باران و ذوب برفها به داخل زمین تا رسیدن به یک لایه سنگی و یا رسی انجام می‌شود. این تئوری توسط لئوناردو داوینچی (1519-1452 میلادی) کاملاً تصریح شده است. اولین درک روشن از موضوع آب و آّب‌شناسی در سال 1570 میلادی به برنارد پالیسی باز می‌گردد که تصدیق می‌کند آبهای زیرزمینی فقط از نفوذ آبهای باران در خاک و توقف آنها در اعماق به وسیله لایه‌های رسی حاصل می‌شوند. وی در رساله ستایش آمیزش از نوع آبها و چشمه‌ها خواه طبیعی، خواه مصنوعی (چاپ پاریس در 1570) تعبیر صحیحی از چرخه آب و به ویژه از تغذیه چشمه‌ها از بارانها می‌دهد. پرو و ماریوت (قرن 17 میلادی) تعادل بین بارشهای جوی و جریانات را به اثبات رساندند. این امر، پایه و اساس استقرار اولین بیلان آب و نقش نفوذ آب در زمین به شمار می‌رود. پرو (1674) در رساله خود تحت عنوان «منشأ چشمه‌ها» با اندازه‌گیری دقیق در حوضه بالایی رودخانه سن نشان می‌دهد که بارشهای جوی به تنهایی برای تأمین دبی رودخانه‌ها و چشمه‌ها کافی می‌باشد.   

قرآن در آیه 21 سوره زمر و آیه 18 سوره مؤمنون به آب‌های زیرزمینی و ذخیره آب باران در زمین اشاره نموده است:

 أَلَمْ تـَرَ أَنَّ اللَّهَ أَنْـزَلَ مِـنَ السَّـمـاءِ مـاءً فـَسـَـلَـکـَهُ یَـنابـِیـعَ فِی الاَرْضِ ثُمَّ یُخْرِجُ بِهِ زَرْعًا مُّخْتَلِفًا ...[1]

 «آیا نمی‌بینی کـه خـدا از آسمان آبی نـازل گردانید و آن را به شکل چشمه‌هایی وارد زمین ساخت و آنگاه انواع نباتات بدان برویاند ...»

وَأَنْـزَلْـنَـا مِنَ السَّمَاءِ مَاءً بـِقَـدَرٍ فَأَسْـکَـنَّاهُ فِی الْأَرْضِ وَإِنَّا عَلَی ذَهَابٍ بِهِ لَقَادِرُونَ[2]

 «و از آسمان، آبی به اندازه فرو فرستادیم، پس آن را در زمـیـن جـای ‌دادیم و همانا در برگرداندن آن قـادریـم»

از آیات فوق نکته‌های زیر در مورد ذخیره آب در زیر زمین استفاده می‌شود:

 1- خداوند پوسته رویی زمین را به گونه‌‌ای آفرید که چون باران فرود آید، آب در آن نفوذ می‌کند و در زیر زمین انباشته می‌گردد و به سفره‌های بزرگی از آب تبدیل می‌شود. امام باقر (ع) نیز فرموده‌اند: «آبی در زمین وجود ندارد مگر اینکه آب آسمان با او ترکیب یافته است»[3].

2- آب باران به صورت آرام آرام به درون زمین راه می‌یابد و به مخزن‌های بزرگ ذخیره می‌پیوندد. کلمه «سلوک» که در آیه اول استفاده شده به معنای پیمودن و رفتن تدریجی و کم‌کم و در این آیه به معنای دخول و نفوذ تدریجی آب در داخل زمین است که از ویژگیهای سطح زمین و باران نشأت می‌گیرد. امام صادق (ع) در این باره می‌فرمایند:

 «چون خداوند مقرر فرمود که باران از بالا فرو بارد، مقدر ساخت که قطره‌قطره بریزد تا به درون زمین راه یابد و در آن فرو رود تا زمین را سیراب گرداند. اگر به یک دفعه می‌ریخت به داخل زمین نفوذ نمی‌کرد و گیاهان و درختان را می‌شکست»[4]

 3- همین آبهای ذخیره شده در زمین است که به قناتها، چشمه‌ها وچاه‌های آب تبدیل می‌شود. به عبارت دیگر همین آبهای برف و باران است که قناتها، چشمه‌ها، نهرها و چاه‌های آب را به وجود می‌آورد. در برخی روایات، این مطلب به طور بسیار روشنی بیان شده است. علامه مجلسی پس از نقل روایات متعدد درباره آب و پس از بیان نظریات غلط فیلسوفان و حکیمان درباره علت جوشیدن و جریان یافتن قناتها و چشمه‌ها چنین می‌نویسد:

 «... حکیم بزرگ اسلام جناب ابوالبرکات بغدادی نظر دیگری در این مساله داشت. وی بر این باور بود که آبهای برف و باران به زمین نفوذ می‌کند و در پرتو نفوذ آنها در زمین، انبارش آبها در منابع طبیعی زیرزمینی فزاینده‌تر و سفره‌های آبی غنی‌تر می‌شود و در نتیجه چشمه‌ها، قناتها و چاه‌های آب به وجود می‌آید. گو اینکه ابوالبرکات این مطلب را از ابن سینا در کتاب نجات گرفته است»[5]

به نظر می‌رسد ابن سینا نیز این موضوع را از قرآن و روایات فهمیده باشد به ویژه از سخنانی که از امام صادق (ع) در این باره نقل کرده‌اند؛ مفضل از عالمان برجسته قرن دوم هجری و از شاگردان امام صادق (ع) از آن حضرت چنین حکایت می‌کند:

 «ای مفضل! کوه‌ها برای آدمیان منافع فراوانی دارد یکی از سودمندیهای کوه‌ها آن است که برفها بر آنها قرار می‌گیرند و در قله‌های آنها باقی می‌مانند و به تدریج در زمین نفوذ کرده و چشمه‌های پرآبی را پدید می‌آورند و در پرتو به هم پیوستن همین قناتها و چشمه‌هاست که رودخانه‌های بزرگ و کوچک به وجود می‌آید و به همین دلیل است که دامنه کوه‌ها معمولاً سرسبز و خرم است.»[6]

 علی‌ بن ابراهیم در تفسیر آیه 18 سوره مؤمنون از امام صادق (ع) این‌گونه روایت می‌کند:

 «آب باران در زمین نفوذ کرده و در آن ذخیره می‌شود و آن گاه به صورت نهرها، چشمه‌ها و چاه‌ها در می‌آید و از آن بهره‌برداری می‌شود»

 حضرت علی (ع) نیز سخنی بدین مضمون دارد:

 «خداوند متعال چشمه‌سارها را از زمینهای بلند برآورد و آنها را در دشتها و پهنه بیابانها به جریان انداخت...»

 در بخشی از دعای باران امام سجاد (ع) نیز به پر شدن چاه‌ها (منابع آب درون زمین) از آب باران اشاره شده است:

«... خدایا! (سرزمین) ما را از بارانی سیراب کن که از تپه‌ها و بلند‌ی‌ها(ی آن) سرازیر گردد و از آن، چاه‌ها را سرشار و لبریز سازی و جوی‌ها را روان کنی...»[7]

 4- میان ذخیره‌سازی آب در منابع طبیعی زیرزمینی و روییدن گیاهان و سبزی و خرمی زمین رابطه‌ای وجود دارد.

 بدین ترتیب، به غیر از ویترو، که از ابتکار فکری وی به عنوان استثنایی در ازمنه قدیم نقل می‌کنند، در طول قرون متمادی که وحی قرآن را نیز شامل می‌شود انسانها درباره نظام آبها ایده‌های غلطی داشتند. اولین تئوری صحیح در این رابطه، که می‌گوید آب منابع زمین همان آب باران است که درون زمین نفوذ می‌کند، مربوط به قرن هفدهم (یعنی بیش از هزار سال پس از گفته قرآن) می‌باشد

باعرض سلام خدمت دوست عزیزمان آقای احمدی ،با توجه به اینکه از ما خواستید تا در مورد تاثیر آبهای زیر سطحی در لغزش ها چرخشی برایتان بنویسیم.این مطلب را به شما دوست عزیز تقدیم می کنیم.

با توجه به وقوع پدیده زمین لغزش در منطقه فرحزاد تهران و جهت آشنایی علاقه مندان با این پدیده و علل رخداد و شیوه های کنترل آن در این یادداشت به بررسی زمین لغزش و مخاطرات آن می پردازم.و همچنین لینکهای مفیدی را در این خصوص معرفی میکنم.

زمین لغزش (LandSlide) و ریزشهای سنگی نمونه هایی از حرکات توده ای زمین میباشند و اصطلاحی عمومی برای حرکت رو به پایین واحدهای سنگی و رسوبی تحت تاثیر نیروی گرانشی است .این فرایند بر روی زمین های شیب دار عمل کرده و ممکن است باعث تخریب منازل و تاسیسات ، مسدود گشتن مسیر جاده ها و رودها و.. شود و در بعضی مواقع که حجم عملکرد آن عظیم باشد باعث ایجاد دریاچه هایی نیز میگردد.نمونه ای از آن را اینجانب در مسیر جاده هراز دیدم.(فکر کنم نامش دریاچه تار بود) برخلاف پدیده خزش در زمین لغزه ها ، یک یا چند سطح شکستگی مجزا وجود دارد .سرعت زمین لغزشها نوعا در حدود یک متر در روز و در موارد خاص از زمین لغزشی که دارای هوای حبس شده اند و در اثر زلزله بوجود آمده اند تا سیصد کیلومتر در ساعت میرسد .از عواملی که باعث ایجاد و فعال شدن این پدیده میگردند میتوان به وجود فرسایش شدید در مسیر رودها و آبراهه ها ، شیب زیاد واحدهای رسوبی و سنگی و عدم اتصال محکم بین واحدها و سنگ بستر ، بارندگی شدید و افزایش آب بین منفذی در رسوبات آبرفتی و ... میباشد.همچنین در اثر فعالیتهای انسانی مانند خاکبرداری و ایجاد راهها ، بارگذاری ناشی از ساخت و ساز روی زمین های شیب دار و مستعد ، قطع درختان و پوشش گیاهی منطقه، ورود آب ناشی از چاههای فاضلاب ، استخرها وآبیاری چمنزارها و ... میتواند باعث فعال شدن و تسریع این پدیده شود.بسیاری از زمین لغزشها همچون زمین لغزش گراس ونتر در وایومینگ منشاء صرفا طبیعی دارند برخی نیز توسط زمین لرزه ها فعال میشوند(Keefer1984 ) آقای کیفر در سال 1993 دریافت که احتمال وقوع زمین لغزشها ی تحت تاثیر فعالیت های لرزه ای در شیبهای تندی(با زاویه بیش از 25 درجه ) که دست کم 150 متر ارتفاع داشته باشند و در پایین توسط جریانهای فعالی قطع شده باشند بیشتر است.

 طبقه بندی زمین لغزش :

زمین لغزش های انتقالی ( ‏Translational ) : در طول سطوح لایه بندی یا سطوح ضعیف دیگر موجود در سنگ لغزش انجام میشود و تمام توده به موازات این صفحه حرکت میکند.

زمین لغزشهای چرخشی ( Rotational ) : در رسوبات سطحی یا سنگ های هوازده گسترش می یابند . از نظر منشاء ممکن است طبیعی بوده یا توسط انسان فعال شده باشند.(مانند ایجاد بریدگی هایی (ترانشه) در قاعده یک سراشیبی ناپایدار ). سطح شکستگی در برش عرضی تقریبا کمانی شکل میباشد.(در حالت سه بعدی ، قاشقی شکل است)

در برخی مناطق ، وقوع یک زمین لغزش در قاعده یک تپه میتواند سراشیبی روی تپه را بدون تکیه گاه سازد .بدین ترتیب ، ممکن است زمین لغزش دیگری رخ دهد. این نوع واکنش زنجیره ای متشکل از شکستگی پلکانی با شیب رو به بالا را شکستگی پیش رونده یا زمین لغزش مرکب می نامند.

تجربه نشان داده است که شیب های 5/1 ( نسبت فاصله افقی) به 1 ( فاصله عمودی) عموما پایدارند بنابراین میتوان شیب 5/1 به 1 را برای ساخت راهها و .. استاندارد دانست.شیب استاندارد برای بریدگی های سیلابی نظیر کانالها بین 2:1 و 3:1 تغییر میکند.(ترزاقی)

راههایی که جهت پیشگیری و کنترل زمین لغزش عنوان میشود :

1- ایجاد گشتاور تعادلی توسط برداشت مواد اضافی روی راس زمین لغزش در مناطق خاکبرداری شده

2- انجام زهکشی مناسب منطقه و تخلیه آبهای زیر زمینی

3- ایجاد لایه ها ی نفوذ ناپذیر در سطح

4- ایجاد پایه های تقویتی

5- استفاده از پیچ مهار سنگها ( Rock Bolt) در سنگ بستر

با توجه به مطالب عنوان شده و مخاطرات ساخت و ساز بر روی این زمینها و جهت جلوگیری از بروز خسارات مالی و جانی بعدی ، بهترین روش مشخص نمودن مناطق مستعد بر روی نقشه های ریز پهنه بندی زمین لغزش و جلوگیری از ساخت و ساز بر روی این زمین ها میباشد. مخصوصا که این مناطق در مجاورت و نزدیکی گسلهای فعال و لرزه زا باشد(مانند منطقه فرحزاد تهران که در مجاورت گسل شمال تهران است و به محض وقوع زمین لرزه ای حتی با شدت متوسط و ناپایداری شیبهای موجود ، خسارات بسیار زیادی بر منطقه وارد میشود. جهت اطلاعات بیشتر میتوانید به لینکهای زیر مراجعه کنید:

> اطلاعاتی در مورد لنداسلاید به زبان انگلیسی

> مقاله ای در مورد توصیف زمین لغزش و حرکات توده ای زمین با فرمت pdf

بخش مربوط به مخاطرات زمین لغزش در سازمان زمین شناسی آمریکا

بخش آموزش مرکز اطلاعات زمین لغزش آمریکا (حاوی مطالب جالبی در مورد زمین لغزش و علل آن برای دانشجویان و معلمین)

تصاویری از زمین لغزشهای بوقوع پیوسته در آمریکا

> لینکهای مفید برای زمین لغزش و تصاویر مربوطه

> کتابی در مورد زمین لغزش و راههای کاهش ریسک آن

> پهنه بندی خطر زمین لغزش از وبلاگ آبخیزداری استان تهران

> معرفی زمین لغزه از سایت سازمان زمین شناسی کشور بهمراه اطلاعات زمین لغزه فرحزاد تهران

> علل رانش زمین در منطقه فرحزاد ازدکتر محمود فاطمی عقدا

> مطالبی در مورد زمین لغزش فرحزاد از روزنامه شرق

گاه اجمالی

محل استقرار آب زیرزمینی

تقسیم‌بندی منافذ موجود در سنگها از نظر نحوه تشکیل

• منافذ اولیه : مجموعه فضاهای خالی است که همزمان با تشکیل سنگ در آن بوجود آمده است، مثل فضاهای موجود در بین دانه‌ها در یک سنگ رسوبی.
  
  
• منافذ ثانوی : فضاهایی خالی است که در نتیجه فرآیندهایی
  که پس از تشکیل سنگ به‌روی آن اثر کرده ، ایجاد شده‌اند. مقدار فضاهای
  خالی را باکمیت «تخلخل» بیان می‌کنند. بنابراین تخلخل عبارتست از درصد حجم فضاهای خالی موجود در یک سنگ یا خاک ، به حجم کل آن ،
  میزان تخلخل در سنگها و رسوبات مختلف متفاوت است و از نزدیک صفر تا بیش از
  50 درصد تغییر می‌کند.
  
  

توزیع قائم آب زیرزمینی

منطقه تهویه

• منطقه آب خاک :
  این منطقه در مجاورت سطح زمین قرار گرفته و دربرگیرنده ریشه گیاهان است و آب لازم برای گیاهان را تامین می‌کند. قسمتی از آبی که وارد این منطقه می‌شود بوسیله گیاهان مصرف می‌گردد، بخشی بر اثر تبخیر به اتمسفر باز می‌گردد و بقیه از آن عبور می‌کند و به قسمتهای پایینتر می‌رود. آبهای موجود در منطقه آب خاک را به 3 گروه می‌توان تقسیم کرد :
  
  
  • آب هیگروسکوپی :
    رطوبتی است که مستقیما از هوا جذب
    می‌شود و ورقه نازکی بر روی ذرات خاک تشکیل می‌دهد. این رطوبت فرورفتگیها
    و شیارهای میکروسکوپی ذرات را پر می‌کند. چون نیروی چسبندگی هیگروسکوپی به
    ذرات خیلی زیاد است، نمی‌تواند مورد استفاده گیاهان قرار گیرد. این رطوبت
    با بخار آب موجود در هوا متعادل می‌شود و فقط با حرارت قابل دفع است و
    بوسیله نیروی مویی یا نیروی گرانی حرکت نمی‌کند.
    
    
  • آب موئین :
    بصورت ورقه‌های نازک ممتدی ذرات خاک را
    احاطه می‌کند. این آبها بر اثر خاصیت کشش سطحی نگهداشته می‌شوند و توسط
    نیروی موئین حرکت می‌نمایند. آب موئین می‌تواند مورد استفاده گیاهان واقع
    شود.
    
    
  • آب ثقلی :
    آبی است که تحت اثر نیروی گرانشی از میان منافذ سنگ و خاک به حرکت در می‌آید.
    
    
• منطقه میانی :
  در زیر منطقه آب خاک قرار
  گرفته و آب در آن به علت جاذبه مولکولی بصورت معلق است، مگر زمانی که آب
  باران یا آبهای نفوذی دیگر به آن می‌رسد، که در این صورت آب اضافی به ‌طرف
  پایین حرکت می‌کند. ضخامت منطقه میانی به‌ شرایط محلی بستگی دارد و در
  مناطق خشک ، مثل مناطق مرکزی ایران ، ممکن است به صدها متر برسد در حالیکه
  در مناطق مرطوب ، مثل بخشهایی از جلگه گیلان ، ممکن است اساسا وجود نداشته
  ‌باشد. آبهایی که به علت نیروهای بین مولکولی در منطقه میانی نگهداشته
  می‌شوند، به «آب پوسته‌ای» معروف‌اند. آب هیگروسکوپی و پوسته‌ای تنها بر
  اثر تبخیر و میعان از خاک خارج می‌شوند.
  
  
• منطقه موئینه :
  در مجاورت و بلافاصله در روی سطح آب
  زیرزمینی قرار دارد. در این محل آبهای زیرزمینی به علت خاصیت موئینگی از
  مجاری نازک موجود در سنگها یا رسوبات به ‌طرف بالا کشیده می‌شوند. مقدار
  صعود آب به قطر این مجاری نازک بستگی دارد. هرچه رسوبات دانه‌ریزتر و در
  نتیجه منافذ و مجاری نازکتر باشند، آب بیشتر بالا خواهد رفت. ضخامت منطقه
  موئینه معمولا بین چند سانتیمتر تا 2 الی 3 متر است.

منطقه اشباع