حلقة نقاشية عن ظاهرة الانخساف

1.

‫انخساف سطح االرض‬
‫(دراسة في اسبابه وانواعه‪ ،‬ومخاطره المحتملة)‬

2.

‫االنخساف االرضي هو (حركة مواد سطح االرض عند ازاحتها عموديا نحو باطن االرض‬
‫بسبب ازالة المواد الحاملة لها السباب طبيعية او بشرية)‪.‬‬
‫تتأثر اجزاء واسعة من سطح االرض بعمليات االنخساف وهبوط مواد القشرة‬
‫االرضية بمعدالت مختلفة استجابة لجهد تكتوني عند حدوث التواء او انكسار لطبقات القشرة‬
‫االرضية‪ ،‬او عند سحب السوائل والغازات من تحت سطح االرض‪ ،‬او بسبب الضغط المسلط‬
‫على مواد سطح االرض من تجمع الرواسب وبكميات كبيرة في مناطق دلتا االنهار‬
‫ومصباتها‪ ،‬او بسبب االذابة لمواد تحت سطح االرض‪.‬‬
‫ويمكن تلخيص العمليات المسببة النخساف مواد سطح االرض كالتالي‪:‬‬
‫‪ .1‬تماسك واندماج مواد سطح االرض‪.‬‬
‫‪ .2‬سحب الموائع السوائل والغازات من باطن االرض‪.‬‬
‫‪ .3‬االنخسافات االرضية لظاهرة الكارست‪.‬‬
‫‪ .4‬ذوبان الجليد تحت سطح االرض‪.‬‬
‫‪ .5‬الحركات التكتونية‪.‬‬

3.

4.

5.

6.

7.

8.

‫‪ .1‬تماسك واندماج مواد سطح االرض‪:‬‬
‫اندماج مواد سطح االرض (ظاهرة طبيعية للمواد الطينية والغرينية المشبعة بالماء تحت تاثير الضغط‬
‫المسلط عليها)‪ .‬ان العملية تتضمن خروج الماء المحصور بين الفراغات والمسامات وتقلص المساحات‬
‫البينية للذرات وقد تتفرق ذرات المواد ويقل ضغط الماء داخل المسامات وينخفض جهد القص الناتج عن‬
‫االحتكاك‪ ،‬وتؤدي الى ازاحة مواد سطح االرض‪ ،‬مسببة نقص كتلة التربة واعادة بناء بنيتها الداخلية بعد‬
‫خروج الماء تحت تاثير الضغط المسلط عليها‪.‬‬
‫ان المناطق المعرضة الى هذه الظاهرة تشمل‪:‬‬
‫‪ .1‬الترسبات الفيضية الجافة‪ ،‬ترسبات المراوح الغرينية المفككة‪ ،‬وترسبات تربة الويس الجافة‪ ،‬واالرساب‬
‫الريحي لذرات الحبيبات الناعمة‪.‬‬
‫‪ .2‬عندما ترتفع نسبة المكونات الطينية من اطيان المونتموريلونايت‪.‬‬
‫‪ .3‬عندما تنخفض رطوبة التربة عن ‪ %10‬لتبلغ التربة ذروة متانتها في حالة الجفاف‪.‬‬
‫وتحدث ظاهرة االنخساف في االقاليم الجافة حيث االمطار شحيحة ونادرا ما تتغلغل الى االسفل من‬
‫نطاق المجموعة الجذرية‪ ،‬ان التربة الجافة تستمد متانتها من قوة تالحم الحبيبات المفككة بواسطة الذرات‬
‫الطينية المتغلغلة فيها وتؤدي الى تماسكها والتحامها وعندما تروى بالماء او عند سقوط االمطار التي تترشح‬
‫عميقا فتنتفخ الذرات الطينية ويضعف تماسك والتحام التربة ومن ثم انخسافها‪.‬‬

9.

10.

11.

12.

13.

‫االسباب الموقعية لحدوث الخسفة‪:‬‬
‫من خالل الزيارات الحقلية المتكررة لموقع الخسفة امكن الوقوف على اسباب حصول االنخساف من خالل الحصول على‬
‫معلومات تفصيلية عما يحيط بالخسفة من منشآت هندسية مقامة‪ ،‬والخصائص الطبيعية لموقع للخسفة‪.‬‬
‫جيومورفولوجيا موضع الخسفة يقع ضمن اكتاف نهر دجلة‪ ،‬بالقرب من منعطف الكاظمية تحديداً‪ ،‬تربة الموقع تكونت نتيجة‬
‫ترسيب نهر دجلة الترسبات االكبر حجما ً عند ضفتيه‪ ،‬والتي تتألف في معظمها من الرمل والغرين‪ ،‬وهذا النوع من الترب يتصف‬
‫بإرتفاع النفاذية فيه‪ ،‬مما يسهل خروج الماء‪ ،‬وتالشي الفراغات‪ ،‬ونقص حجم التربة عند تعرضها لضغط االحمال الثقيلة المسلطة عليه‬
‫بشكل مستمر‪ ،‬وبالتالي حصول االنخساف‪ .‬وهذا ما حصل تماما ً في موضع خسفة الدباش‪ ،‬اذ تقع دائرة مجاري محطتي ضخ مياه‬
‫الصرف الصحي (‪ )R2B, R3‬قاطع بلدية الكاظمية على بعد امتار معدودة عن الخسفة على الجانب االيمن من الطريق الذي تعرض‬
‫للتخسف‪ ،‬وهذا يعني تشبع التربة بالمياه نتيجة حدوث تكسرات او تسرب المياه من انابيب الصرف الصحي التابعة لدائرة المجاري‪.‬‬
‫اما على الجانب االخر من الطريق فتوجد مخازن الشاي التابعة لمركز الفارس التمويني‪ ،‬مما يعني ان الطريق الذي حدثت فيه الخسفة‬
‫كان يتعرض بشكل مستمر لضغط األحمال الثقيلة الخارجية‪ ،‬الناتجة عن حركة شاحنات الحمل الثقيل المحملة بحمولة المخازن التي‬
‫تسير عليه‪ ،‬وهذا هيأ جميع الظروف المالئمة لحدوث االنخساف‪ ،‬فتعرض تربة الموقع الرملية الى اجهادات ناتجة عن االحمال الثقيلة‬
‫اجبر حبيبات ودقائق التربة على التماسك واالندماج مع بعضها البعض بسبب خروج الماء الذي كان محصورا ً بين مساماتها‬
‫وفراغاتها‪ ،‬وهذا ادى الى نقص المسافات البينية لحبيبات التربة‪ ،‬وانخفض ضغط الماء المسلط على الحبيبات داخل الفراغات‪ ،‬االمر‬
‫الذي نتج عنه انخفاض جهد القص الناتج عن االحتكاك وعلى اثره تمت ازاحة مواد سطح االرض مسببة نقص كتلة التربة واعادة‬
‫ترميم بنيتها الداخلية من جديد بعد خروج الماء منها تحت تأثير الضغط المسلط عليها حيث بينت بعض الدراسات ان كتلة التربة‬
‫تنخفض الى اقل من (‪ )1.3‬غم‪ /‬سم مكعب‪.‬‬
‫عمق الهبوط الذي حصل في خسفة الدباش وصل (‪)3‬م تقريبا ً‪ .‬وبحسب المعلومات التي ذكرها المهندس المنفذ العمال صيانة‬
‫الموقع‪ ،‬فقد تم تغيير مسار انبوب الصرف الصحي‪ ،‬لتالفي تسرب المياه وحدوث االنخساف مرة اخرى‪.‬‬

14.

15.

16.

17.

18.

19.

20.

‫‪ .2‬االنخسافات االرضية الناتجة عن سحب الموائع السوائل والغازات من باطن‬
‫االرض‪:‬‬
‫يعتبر استخراج الموائع من تحت سطح االرض (النفط‪ ،‬الغاز الطبيعي‪ ،‬والماء) من‬
‫االسباب الرئيسة لحدوث االنخسافات االرضية لنقص ضغط الموائع داخل الفراغات‬
‫البينية‪ ،‬واختالف توزيعه تحت سطح االرض وفي المخازن الصخرية‪ ،‬وينتقل ضغط‬
‫الطبقات العليا الى الحبيبات الصخرية (والذي كان موزعا ً على الحبيبات الصخرية‬
‫والموائع قبل سحبها) ويزداد انضغاط الحبيبات بعضها فوق البعض االخر‪.‬ولقد حدثت‬
‫انخسافات ارضية في مناطق عديدة عند سحب المياه الجوفية من اراضي صخور‬
‫رملية نفاذة محصورة بين تكوينات طينية غير نفاذة قابلة لالنضغاط واالندماج‪ ،‬ان‬
‫سحب المياه من الصخور الرملية يؤدي الى خفض ضغط الماء داخل المسامات‪،‬‬
‫وتنخفض قدرتها على تحمل الضغط المسلط عليها وتندمج حبيبات الرمل من جهة كما‬
‫تندمج حبيبات التكوينات الطينية المحيطة بها بسبب الحركة البطيئة للمياه خاللها‪.‬‬

21.

‫‪ .3‬االنخسافات االرضية الناتجة عن ظاهرة الكارست‪:‬‬
‫ظاهرة الكارست‪ :‬هي اشكال ارضية متميزة في مناطق الصخور الكلسية‬
‫سببها ارتفاع معدالت االذابة تحت سطح االرض للصخور عند احتوائها‬
‫على اكثر من ‪ % 50‬من وزنها لمعادن الكلس‪ Caco3‬او معادن كلسية‬
‫دولومايتية‪ .‬وفي تكوينات الصخور الجبسية حيث يتحرك الماء افقيا او‬
‫عموديا خالل مواد سطح االرض‪.‬‬
‫ولقد ازداد التاكيد على دراسة ظاهرة الكارست منذ مطلع الخمسينيات‬
‫بالتركيز على اهمية عملية االذابة والتعرية الكيميائية في نشاتها وتطورها‬
‫واختالف معدالتها من مكان الخر ومن وقت الخر وعالقتها باستعمال‬
‫االرض‪.‬‬

22.

‫ان نشوء وتطور البالوعات الكارستية بأشكالها المتنوعة يعود باألساس الى النشاط الكارستي‬
‫الكيميائي‪ ،‬الذي ينجم عنه اذابة وتحلل الصخور الكارستية بالمياه المتوغلة الى باطن االرض‬
‫عبر الكسور والشقوق والفوالق والفواصل الصخرية‪ ،‬والمحتوية على نسبة من غاز ثاني‬
‫اوكسيد الكاربون ‪ ،CO2‬الذي يذوب بالماء من الغالف الجوي اثناء تساقط االمطار او من‬
‫التربة الغنية بالمواد العضوية حيث ترتفع فيها نسبة غاز ‪ ،CO2‬بمقدار خمسة عشر ضعف‬
‫الغاز المذاب في الغالف الغازي اثناء تساقط االمطار مكونا حامض الكربونيك المخفف‪.‬‬
‫وينشط ذوبان الصخور عند حركة المياه خالل الفواصل والشقوق وسطوح االنفصال‬
‫الطبقي‪ .‬وبتوالي عمليات الذوبان تتوسع الفجوات والدهاليز تدريجياً‪ ،‬وتتطور الى ممرات‬
‫ومغارات يختلف حجمها بأختالف نسب الذوبان في صخور الكارست‪ .‬هذا وال تقتصر‬
‫التعرية التي تتعرض لها الصخور على تلك الناجمة بفعل تحلل معادن الصخر بالذوبان‬
‫بواسطة المياه الجوفية الناتجة عن التجوية الكيمياوية فحسب‪ ،‬بل تترافق معها عوامل‬
‫التعرية االخرى المختلفة‪ ،‬مثلها مثل اي ظاهرة جيومورفية اخرى‪.‬‬

23.

‫تسهم مجموعة من العوامل في زيادة نشاط سرعة ذوبان الصخور تتمثل ب‪:‬‬
‫‪ .1‬نوعية الصخور‪ ،‬تعتبر شرطا اساسيا ً من شروط نشوء وتطور الحفر الكارستية‪ ،‬فإذا كانت‬
‫الصخور كاربونية سميكة وخاصة االحجار الجيرية النقية التي تتألف من معادن الكلس‬
‫(‪ ،)CaCo3‬او معادن كلسيه دولومايتية (‪ ،)MgCo CaCo‬بنسبة تزيد عن (‪ )%50‬من‬
‫وزنها ‪ ،‬كانت اكثر استجابة لعمليات الذابة‪ ،‬والحال نفسه ينطبق على تكوينات صخور‬
‫المتبخرات كالصخور الجبسية‪ .‬مضافا ً اليه ارتفاع مسامية ونفاذية الصخور‪ ،‬التي تسمح‬
‫بدخول الماء الى جسم الصخر‪ ،‬وهذا اليعني ان يكون الصخر نفاذا من اوله آلخره‪ ،‬األمر‬
‫الذي يؤدي الى ترشح وخروج المياه من جسم الصخر وبالتالي ضعف عملية الذوبان‪ .‬كما‬
‫تؤثر زيادة ميل الطبقات الصخرية على سرعة صرف المياه وبالتالي ال تأخذ المياه الوقت‬
‫الكافي إلذابة الصخور الكارستية‪.‬‬
‫‪ .2‬البنية الجيولوجية‪ ،‬التي تمثل مناطق الضعف الموجودة بالطبقات الصخرية‪ ،‬والتشوهات‬
‫المتمثلة بالفواصل والفوالق والشقوق‪ ،‬وكثافتها‪ ،‬وهذه تمثل الية دخول المياه من سطح االرض‬
‫نحو باطنها‪ ،‬وحركة المياه على امتداد هذه التشوهات وتوسعها كما في الشكل (‪.)1‬‬

24.

25.

‫‪.3‬المناخ‪ ،‬تنشأ االشكال االرضية الناتجة عن ذوبان الصخور الكارستية وتتطور في‬
‫المناطق الرطبة‪ ،‬بسبب نشاط دورة الماء وحركته فوق االرض وخالل الصخور‬
‫الكارستية تحت سطحها‪ .‬هذا وال يقتصر دور مياه االمطار على زيادة نشاط اذابة‬
‫الصخور فحسب بل تساهم في زيادة نمو الغطاء النباتي وزيادة نشاط الفعاليات الحيوية‬
‫للكائنات العضوية الحية في التربة‪ ،‬االمر الذي ينتج عنه ارتفاع تركيز غاز ‪ CO2‬في‬
‫هواء التربة وماؤها‪.‬‬
‫تصل ظاهرة الكارست ذروتها في المناخ الحار المصحوب بالرطوبة‪ ،‬حيث تتظافر جهود‬
‫كل من الحرارة واالمطار في زيادة وسرعة وتيرة عملية االذابة‪ ،‬بحيث يكون التفاعل‬
‫الكيميائي على اشده‪ ،‬بسبب ارتفاع درجات الحرارة وكثافة الغطاء النباتي وشدة الفعاليات‬
‫الحيوية التي تزيد من نسبة ذوبان غاز ‪ CO2‬ويصبح ماء التربة والماء الجوفي محلوال‬
‫مذيبا يساعد على تكوين اشكال مختلفة من الظواهر الكارستية اذا كانت الظروف المرافقة‬
‫له مالئمة لتطورها كالتكوين الصخري والبناء الجيولوجي بحيث يسمح لدورة الماء خالل‬
‫التكوينات الصخرية‬

26.

‫مراحل تكوين بالوعة اإلذابة او خسفة‬

27.

28.

‫انخساف ارضي بمنطقة الجوف بسبب ظاهرة الكارست‬