آشنایی
یکی از وظایف مهم
زمین شناسی مهندسی تشخیص احتمال وقوع فرایندهای مخرب زمین شناسی و ارائه روشهای مقابله با آنهاست، به نحوی که نتوانند به تاسیسات عمرانی مورد نظر آسیب وارد آورند. گروهی از حوادث طبیعی فعال کنونی (فرایندهای ژئودینامیک) ، مثل
سیل و
زمین لرزه ، که شاید بتوان آنها را «بلایای زمین شناسی» نیز نامید، قادرند ضمن ایجاد تلفات جانی ، خسارات جبران ناپذیری نیز به سازه مهندسی وارد آورند.
برخی از این خطرها ، از جمله زمین لرزه و نشست و
فروریزش زمین ، در نقاط جغرافیایی خاص اتفاق می‌افتند. در صورتی که انواع دیگر مثل
گسیختگی دامنه‌ای یا جریان سیل ، ممکن است در هر جایی که شرایط آماده باشد، به وقوع بپیوندد. نکته دیگر اینکه از فعالیت برخی از آنها می‌توان جلوگیری کرد، ولی وقوع برخی دیگر اجتناب ناپذیر است. تمام حوادث و بلایای زمین شناسی ، که معمولا بطور طبیعی اتفاق می‌افتند، ممکن است بر اثر دخالت انسان نیز ایجاد شوند. در مواردی ، بزرگی و تواتر رخداد این خطرهای القایی به مراتب بیشتر از حالت طبیعی آنها است.
مهمترین فرایندهای ژئودینامیکی
سیلها نتیجه جریان ناگهانی آب سطحی حاصل از بارش ، مخصوصا رگبارند. در مواردی نیز تخریب سدهای طبیعی ایجاد شده بر اثر زمین لغزه‌ها در جلو مسیر آب ، یا هجوم آب به ساحل که ناشی از
مد بیش از اندازه است، می‌تواند سیلهای بزرگی را ایجاد نماید. نواحی ساحلی و دره‌رودها در اقلیمهای خشک مستعدترین نقاط برای ایجاد سیل هستند. وقوع یک سیل رابطه‌ای مستقیم با شرایط
توپوگرافی و اقلیمی دارد.
بشر با ساختمان‌سازی در دشت سیلابی ، خود را در معرض خطرهای ناشی از
سیلاب قرار می‌دهد. یکی از دلایل ایجاد سیل در بسیاری از نقاط ، استخراج آب زیرزمینی ، نفت و گاز از زمین است که اغلب نشست منطقه وسیعی از زمین را به همراه دارد. با فرونشینی زمین ، قابلیت سیل‌گیر بودن آن نیز افزایش می‌یابد. کنترل سیلاب معمولا پرخرج و محتاج احداث سیل‌بندها و تمهیدات دیگر است. از نشست زمین نیز می‌توان با تزریق همزمان آب در موقع
استخراج نفت یا گاز جلوگیری به عمل آورد.
فرسایش
فرسایش سطح زمین بر اثر آب جاری ،
نیروی امواج ، جریان باد و
یخچالها ایجاد می‌شود. در صورتی که فرسایش در مناطق مرتفع ایجاد شود، قادر است دامنه‌ها را ناپایدار نموده و باعث
رسوبگذاری در دریاچه‌ها و مخازن بشود. وقوع فرسایش در خشکی‌ها تابعی از پوشش گیاهی ، وضعیت توپوگرافی ، شرایط آب و هوایی و زمین شناسی است.
حذف
پوشش گیاهی موجود ، جهت انجام فعالیتهای عمرانی و افزایش شیب دامنه‌ها ، از عوامل مهم افزایش سرعت جریان آب سطحی و تسریع فرایند فرسایش توسط انسان است. افزایش فرسایش در یک محل ، به معنی افزایش رسوبگذاری در نواحی پایین دست و نقاطی است که در آنجا آب ساکن وجود دارد. افزایش رسوبگذاری در این نقاط ضمن صدمه زدن به محیط زیست جانداران آبزی ، ظرفیت ذخیره سیلاب محیط را کاهش می‌دهد.
گسیختگی دامنه‌ها
ریزش ، لغزش و جریان خاک و سنگ در سراشیبها نتیجه
هوازدگی و تخریب مصالح طبیعی ، افزایش
شیب دامنه بر اثر فرسایش و فعالیتهای تکتونیکی و عوامل دیگری چون زمین لرزه و بارندگی و ذوب برفهاست. وقوع این حوادث عمدتا وابسته به وضعیت توپوگرافی ،
زمین شناسی و اقلیمی منطقه است. حرکات توده‌هایی از مصالح در بستر دریاها معمولا ناشی از زمین لرزه‌ها ، نیروی امواج و بارگذاری ناشی از رسوبگذاری است. گرچه در برخی شرایط زمین شناسی احتمال وقوع
حرکات دامنه‌ای بیشتر است ولی گسیختگی طبیعی دامنه‌ها اغلب وابسته به شدت و درجه اشباع زمین است.
یکی از عوامل مهم تحریک گسیختگی دامنه‌ای توسط بشر ایجاد برشها و حفاریها در روی دامنه است. علاوه بر اینها ، حذف پوشش گیاهی ، احداث خاکریز بر روی دامنه و تغییر در شرایط
زهکشی طبیعی ، که منجر به ورود آب به دامنه می‌شود، از دیگر عوامل موثر در حرکات دامنه است.
نشست و فروریزش زمین
وقوع فروریزش یا نشست طبیعی سطح زمین اغلب محدود به زمینهای غاردار و حفره‌دار آهکی است. در چنین شرایطی
آب و هوا عاملی تعیین کننده است. ایجاد غار بر اثر حل شدن آهک در
آب زیرزمینی به کندی تمام انجام می‌شود و فروریزش ناشی از آن نیز به ندرت اتفاق می‌افتد. در مقابل ، اگر در ناحیه‌ای با سنگهای غاردار ، برای مدتی سطح آب زیرزمینی به مقدار قابل ملاحظه‌ای پایین برود، فشار روباره در سقف غار افزایش یافته و احتمال فروریزش بیشتر می‌شود.
نشست و
فروریزش زمین اغلب در نتیجه فعالیتهای بشر نیز صورت می‌گیرد. نشست تدریجی ولی قابل پیش‌بینی زمین ، سیل‌گیر بودن منطقه را افزایش می‌دهد، یا اینکه باعث ایجاد
شکستگی و
گسل می‌شود که ممکن است ناحیه وسیعی را متاثر سازد و بالاخره ممکن است به سازه‌های موجود صدمه بزند. نشست محلی زمین ممکن است بر اثر اشباع خاکهای فروریزنده ، مثل رسها یا
آبرفتهای دره‌ای در اقلیمهای خشک ، آبکشی از زمین برای ایجاد حفاری و گودبرداری در آن و تغییر شکل و کمانش بیش از حد دیوارهای حایل گودبرداریها ایجاد می‌شود. نشست زمین در مقیاس ناحیه‌ای معمولا بر اثر استخراج سیالات (آب ، نفت و گاز) از زمین به وقوع می‌پیوندد.
مهمترین عامل فروریزش زمین که باعث ایجاد حفره‌ای در سطح می‌شود، افت
سطح استیابی در
سنگهای آهکی و دیگر سنگهای قابل حل است. پایین رفتن سطح آب زیرزمینی از یک طرف سرعت حل شدن مواد را افزایش داده و از طرفی فشار روباره را در سقف غارها بیشتر می‌کند. نتیجه نهایی هر دو آنها ریزش سقف غار و ایجاد حفره و سوراخ در سطح زمین است.
زمین لرزه
آثار زمین لرزه در سطح زمین به صورت کج شدن و گسل خوردن سنگها و لرزش زمین ، قابل تشخیص است. زمین لرزه علاوه بر تاثیر مستقیم بر سازه‌ها ممکن است باعث آبگونگی یا روانگرایی برخی از خاکها و نشست برخی دیگر شود. تاثیر زمین لرزه بر آب دریاها و دریاچه‌ها به صورت امواج عظیم (
تسوناحی) تظاهر می‌کند. زمین لرزه‌ها پدیده‌هایی جغرافیایی هستند، یعنی الزاما در همه جا به وقوع نمی‌پیوندند. احتمال وقوع زمین لرزه در یک محل را تا حدی می‌توان از روی زمین لرزه‌های تاریخی و ثبت شده قبلی و در سالهای اخیر توسط تحلیل برخی از نتایج مطالعات ژئوفیزیکی ، پیش‌بینی کرد.
زمین لرزه ممکن است بر اثر تزریق مایعات در چاه‌های عمیق و احتمالا بر اثر استخراج سیالات از زمین نیز ایجاد شود.
زمین لرزه‌های القایی علاوه بر آن در مخازن سدهایی که ارتفاع بیش از 100 متر دارند، نیز مشاهده شده‌اند. در این نوع وزن مخزن و مهمتر از آن فشار آب بین منفذی زیاد باعث لغزندگی و ایجاد جابجایی در امتداد سطوح ضعیف سنگ می‌گردد و به این ترتیب زمین لرزه ایجاد می‌گردد.
فعالیت آتشفشانی
فعالیت آتشفشانها منجر به جریانهای گاه فاجعه‌آمیز گدازه و ابرها و
غبارهای آتشفشانی می‌شود. ته نشست غبارها و خاکسترها ، پوشش گیاهی را از بین برده و تغییراتی را در محیط زمین شناسی بوجود می‌آورد. این خاکسترها ممکن است بر اثر گذشت زمان به رسهای منبسط شونده تبدیل شوند. امکان وقوع «
آتشفشان» در یک محل از روی نشانه‌های سطحی و شواهد تاریخی امکان‌پذیر است ولی تعیین زمان وقوع یک آتشفشان امکان‌پذیر نیست.
مباحث مرتبط با عنوان
