بررسی علمی عملکرد سدها در پی وقوع زلزله بزرگ ترکیه؛ آیا سد «آتاتورک» در خطر است؟
بررسی علمی عملکرد سدها در پی وقوع زلزله بزرگ ترکیه؛ آیا سد «آتاتورک» در خطر است؟
آرمان تبریز-به نظر می‌رسد زمین‌لرزه‌ای که به تازگی ترکیه و سوریه را لرزاند، به دو سد بزرگ در این کشورها آسیب‌رسانده و نگرانی ساکنین در مورد احتمال شکستن آنها و وقوع یک تراژدی مشابه زمین لرزه اخیر را برانگیخته است.

آرمان تبریز-به نظر می‌رسد زمین‌لرزه‌ای که به تازگی ترکیه و سوریه را لرزاند، به دو سد بزرگ در این کشورها آسیب‌رسانده و نگرانی ساکنین در مورد احتمال شکستن آنها و وقوع یک تراژدی مشابه زمین لرزه اخیر را برانگیخته است.

پس از وقوع دو زمین‌لرزه ویرانگر ۷.۵ و ۷.۸ ریشتری در ترکیه، اکنون به نظر می‌رسد که سد “آتاتورک” در جنوب شرقی این کشور در وضعیتی بحرانی قرار گرفته است.

گزارش‌ها حاکی از آن است که در پی زمین‌لرزه‌های شدید، شکاف‌هایی در دیواره این سد ایجاد شده است و اگرچه مناطق اطراف این سد تا به این لحظه، تخلیه شده‌اند، اما به گفته‌ کاربران فضای مجازی، کارشناسان هشدار می‌دهند که سد «آتاتورک» ممکن است هر لحظه بشکند و ویرانی‌های ناشی از آن می‌تواند منطقه‌ای به وسعت ۳۰ کیلومتر مربع را تحت تاثیر قرار دهد.

دکتر نانسی گورور(Naci Görür)، استاد لرزه‌شناسی ترکیه هشدار داده است: از ذینفعان تقاضا می‌کنم سدهای منطقه را بررسی کنید.

سد آتاتورک سازه اصلی پروژه آناتولی جنوب شرقی است که یک پروژه‌ توسعه‌ چند بخشی شامل سدسازی گسترده در جنوب شرق آناتولی ترکیه بوده که بر اساس مفهوم توسعه‌ پایدار برای بهبود کیفیت زندگی ۹ میلیون نفر از ساکنان این منطقه آغاز شده‌ است که هدف آن استفاده از منابع آبی دجله و فرات است.

در حال حاضر این پروژه شامل ۱۳ سد است که ۷ سد آن کنترل آب رودخانه فرات و ۶ سد آن کنترل آب رودخانه دجله را انجام می‌دهد. انتظار می‌رود با تکمیل یک سد دیگر، تعداد کل سدها از ۲۲ موردی که پیش‌بینی شده بود به ۱۴ مورد برسد. مساحت این سد ۸۱۷ کیلومتر مربع و حجم تخمینی آب آن ۴۸.۷ کیلومتر مربع است.

پیامدهای وقوع زلزله بر سدهای جهان چیست؟

«آتاتورک» تنها سدی نیست که در اثر زمین‌لرزه دچار شکاف شده است. کاربر دیگری در توییتر نوشته‌ است که سد دریاچه «میدانکی»(Midanki) در “عفرین” سوریه نیز ترک برداشته است و اگر جوامع بین‌المللی مداخله نکنند و کمیته‌هایی را برای بازسازی آن اعزام نکنند، احتمال دارد فاجعه‌ای بدتر از زلزله رخ دهد.

ساکنین منطقه عفرین نیز با انتشار فیلم‌هایی در شبکه‌های مجازی در مورد احتمال فرو ریختن این سد ابراز نگرانی کرده‌اند. در صورت شکستن سد میدانکی، عفرین و روستاهای اطراف آن که در آنها، ده‌ها اردوگاه پناهندگان قرار دارد، در معرض خطری بزرگ قرار خواهند گرفت.

این اولین باری نیست که سدهای سراسر جهان دچار مشکل می‌شوند. عوامل زیادی وجود دارد که ممکن است باعث شکستن یک سد شود که زمین‌لرزه تنها یکی از آن‌ها است. سایر موارد شامل:

استفاده از مصالح و روش‌های ساختمانی غیر استاندارد

خطا در طراحی سرریز

کاهش ارتفاع تاج سد که با کاهش جریان سرریز همراه است

ناپایداری زمین‌شناسی ناشی از تغییر سطح آب در حین پر شدن یا بررسی ضعیف منطقه

سُر خوردن بخشی از کوه به درون مخزن

خطای انسانی، رایانه‌ای یا طراحی

نگهداری ضعیف از سد به ویژه از لوله‌های خروجی

جریان شدید ورودی و فرسایش داخلی لوله‌کشی به ویژه در سدهای خاکی

بین سال‌های ۲۰۰۰ تا ۲۰۰۹ بیش از ۲۰۰ سد در سراسر جهان به دلایل مختلف شکسته‌اند و تاکنون حدود ۱۲ سد به طور کامل در نتیجه‌ زمین‌لرزه شکسته‌اند. این سدها عمدتا قدیمی و کوچک بوده و طراحی نامناسبی داشته‌اند.

چند نمونه از کشوری‌هایی که پس از زلزله دچار آسیب‌دیدگی در سدها شدند:

زلزله منجیل

خسارات وارده به سدها و تاسیسات وابسته به آن‌ها ممکن است ناشی از حرکت مستقیم گسل در سراسرِ پیِ سد یا حرکت زمین در اثر وقوع زلزله‌ای در فاصله‌ای دورتر از سد باشد. مورد دوم به طور معمول بیشتر دیده می‌شود، اما مورد اول خسارت جدی‌تری به سدها و سازه‌های وابسته به آن‌ها می‌زند. یک نمونه بارز خسارات وارد شده به سد در اثر ارتعاش زمین را می‌توان در سد «سفیدرود» یا سد «منجیل» دید. این سد در پی زلزله سال ۱۳۶۹ با بزرگی ۷.۵ ریشتر در قسمت تاج آسیب دید.

زلزله تایوان

نمونه‌ای از حرکت گسل زیر سد نیز سد «شی‌گانگ» تایوان است که در پی زلزله‌ای ۷.۳ ریشتری در سال ۱۳۷۸ شکست. پس از شکست فاجعه‌بار این سد، مهندسان با جدیت بیشتری به بررسی گسل‌های فعال در محل‌ توسعه سدها پرداختند؛ زیرا سدهای مستقر روی گسل‌های فعال خطر قابل توجهی برای پایداری کلی پروژه و امنیت عمومی دارند.

سد «سن فرناندو»(Lower San Fernando Dam) ایالات متحده آمریکا نیز به عنوان اولین سدی که در اثر پدیده‌ی «روان‌گرایی خاک» شکسته، شناخته می‌شود. روان‌گرایی خاک پدیده‌ای است که در آن خاک اشباع در اثر تنش شدیدی که به آن وارد می‌شود، مقاومت و سختی خود را به‌طور کامل ازدست می‌دهد و مانند یک مایع رفتار می‌کند. این تنش وارده می‌تواند در اثر تکان‌های ناشی از زمین‌لرزه یا دگرگونی‌های ناگهانی در شرایط تنش خاک باشد.

زلزله هند

در طول زلزله «بوج»(Bhuj) در «گجرات»(Gujarat) هند نیز ۲۴۵ سد تحت تاثیر قرار گرفت و پس از زلزله بازسازی یا تقویت شد.

زلزله ژاپن

زمین‌لرزه «نیگاتا» در اواسط سال ۲۰۰۴ در ژاپن نیز باعث ایجاد شکاف روی چندین سد خاکی شد. در زمین‌لرزه سال ۲۰۱۱ در ژاپن نیز حدود ۴۰۰ سد خسارت دیدند و یک سد ۱۸ متری شکست که در اثر آن هشت نفر جان خود را از دست دادند.

زلزله چین

چین نیز از این قاعده مستثنی نبوده است. زمین‌لرزه‌ای که در تاریخ ۱۲ مه سال ۲۰۰۸ در این کشور به وقوع پیوست سازه‌های حدود ۱۸۰۳ سد و ۴۰۳ نیروگاه آبی را دچار آسیب کرد با این وجود هیچ سدی تخریب نشد.

سدها خود در ایجاد زلزله نقش دارند

در حالی که زمین‌لرزه می‌تواند عواقب جبران‌ناپذیری برای سدها به همراه داشته باشد اما باید گفت که سدها خود بر لرزه‌خیزی منطقه اثر می‌گذارند.

این مخازن بزرگ می‌توانند در ایجاد زمین‌لرزه نقش داشته باشند. این پدیده که با عنوان «لرزه‌خیزی ناشی از مخزن» شناخته می‌شودو عمدتاً به دلیل فشار بیش از حد آب در ترک‌ها و شکاف‌های ریز در پی سد و نواحی نزدیک به آن است.

آب باعث روان‌ شدن گسل‌ها می‌شود. این موضوع که مشخص است به ماهیت زمین‌شناسی ساختاری و سنگ‌های اطراف بستگی دارد قابل پیش‌بینی نیست.

بررسی‌ها نشان می‌دهد که دستکم ۱۰۰ زمین‌لرزه تاکنون توسط این مخازن بزرگ ایجاد شده‌اند که جدی‌ترین آن‌ها ممکن است زلزله ۷.۹ ریشتری چین در ۱۲ مه ۲۰۰۸ بوده باشد که باعث مرگ ۹۰ هزار نفر شد.

دو نوع زمین لرزه مرتبط با مخازن وجود دارد. زلزله‌های کوچک که بلافاصله پس از انسداد مخازن یا به دنبال نوسانات ناگهانی سطح آب آن‌ها رخ می‌دهند و زمین‌لرزه‌هایی که در اثر عبور گسل‌های لرزه‌ای از منطقه خازن یا اطراف آن ایجاد می‌شوند.

ترکیه یکی از زلزله‌خیزترین مناطق جهان است. سدهای زیادی نیز در این کشور وجود دارند. چندین مورد از سدهای خاکی ترکیه در گذشته به دنبال زمین‌لرزه آسیب دیده‌اند، اما هیچ سد بتنی در این کشور تاکنون آسیب ندیده است. این در حالی است که جبهه بیرونی سد آتاتورک را صخره و جبهه درونی آن‌ را خاک و ماسه تشکیل داده است. پیش از این نیز این سد به عنوان سدی خطرناک از نظر زلزله‌خیز بودن منطقه قرار گرفتن آن اعلام شده بود.

فعالیت لرزه‌ای مکان‌هایی که سد در آنها ساخته می‌شود به طور کلی با دو روش تجزیه و تحلیل می‌شود. مورد اول تجزیه و تحلیل خطر لرزه‌ای قطعی و مورد دوم تجزیه و تحلیل خطر لرزه‌ای احتمالی است. تجزیه و تحلیل خطر لرزه‌ای قطعی یک روش بسیار ساده است و راه حل‌های منطقی برای ساخت سدهای بزرگ ارائه می‌دهد.

برنامه‌ای رایانه‌ای باید برای تحلیل لرزه‌ای در دسترس باشد. منابع لرزه‌ای باید شناسایی شوند و فاصله وقوع لرزه‌ها تخمین زده شود. زمین لرزه‌هایی که در ۱۰۰ سال اخیر رخ داده‌اند باید برای تخمین پارامترهای لرزه‌ای مورد استفاده قرار بگیرند و زمین‌لرزه‌ها در شعاع ۱۰۰ کیلومتری اطراف سدها در نظر گرفته شوند.

برای شروع این تجزیه و تحلیل، عوامل اولیه مانند موقعیت زمین‌شناسی منطقه، تاریخچه‌ لرزه‌ای و موقعیت زمین‌شناسی محلی باید مورد مطالعه قرار بگیرد.

خطر کلی زمین‌لرزه برای سازه‌ی سدها عمدتا به رتبه خطر لرزه‌ای محل قرارگیری سد بستگی دارد و طراحی و اقدامات ویژه برای سدهایی که تحت تاثیر حرکات شدید زمین هستند، برای حفظ جان و مال مردم ضرورت دارد. بنابراین، برخی از عوامل مهمی که باید در مرحله طراحی در نظر گرفته شوند شامل:

سدهای بزرگ باید به گونه‌ای طراحی شوند که قابلیت مقاومت در برابر حرکات شدید زمین در پی زلزله یا حرکت گسل در محل سازه را داشته باشند بدون آن که آب به صورت کنترل‌نشده از آن‌ها سرریز شود.
گسل‌های فعال زمانی که در نزدیکی محل سد قرار می‌گیرند، پتانسیل ایجاد جابجایی مخرب سازه را دارند. نمونه‌هایی از سدها وجود دارد که در زلزله‌های گذشته آسیب دیده‌اند.
سدهای سنگ‌ریز با پوشش بتنی(CFRD) هنگامی که نزدیک منشا زلزله و حرکات زیاد زمین باشند، پتانسیل خطر بالایی دارند. انرژی منتقل شده توسط سنگریزه در هنگام زلزله جذب سطح بتن نمی‌شود و در سدهای بزرگ در مرحله طراحی باید توجه بیشتری به این موضوع شود.
برای نواحی که تحت تاثیر منابع لرزه‌ای نزدیک قرار دارند، سد خاکریزی با هسته رسی به دلیل خاصیت خود ترمیم شوندگی مواد رسی گزینه‌ی مناسب‌تری به نظر می‌رسد.

سرنوشت دو سد سوریه و ترکیه چه خواهد بود؟

اینکه سرنوشت سدهای ترکیه و سوریه چه خواهد شد، هنوز مشخص نیست؛ اما با توجه به سوابق قبلی کشورها در کنترل سدهای آسیب‌دیده به نظر می‌رسد امکان حفظ و نگهداری آن‌ها وجود داشته باشد تا از بروز فاجعه‌ای دیگر جلوگیری شود، اما باید گفت که شکستن سد هم تا حدودی شبیه به زلزله غیر قابل پیش‌بینی است و برای مشاهده سرنوشت این سدها باید منتظر بمانیم. منبع: ایسنا