ارزیابی ارتباط توسعه فیزیکی کلانشهر مشهد و پتانسیل مخاطرات ژئومورفیک در حوضه آبریز کشف رود میانی

مقدمه توسعه شتابان شهری در دهه های اخیر، به ویژه در مناطق مستعد مخاطرات طبیعی، چالش های فزاینده ای را در پی داشته است. تحلیل تعامل بین ژئومورفولوژی و گسترش شهری می­تواند نشان دهنده اهمیت نقش فرم ها و فرایندهای ژئومورفیک در گسترس شهری و تاثیرات متقابل آن ها باشد. لندفرم ها و چشم اندازهای مرتبط با آن­ها به عنوان مهمترین میراث­های طبیعی یکی از مهمترین ابعاد تعامل ژئومورفولوژی و گسترش شهری را به نمایش می­گذارند. این لندفرم ها بخشی از هویت و تصویر شهر بوده و ارائه دهنده ارزش های زیبایی شناختی و فرهنگی می­باشند. از سوی دیگر، لندفرم ها می­توانند زمینه­ساز محدودیت هایی در توسعه فضاهای شهری و زیرساخت­های مرتبط باشند. رشد سریع و بی رویه ی شهرها، به ویژه در کشورهای در حال توسعه، به عنوان یکی از عوامل کلیدی در تشدید مخاطرات طبیعی شناخته می شود. این پدیده، با تغییرات گسترده در کاربری اراضی، افزایش جمعیت و تراکم ساخت وساز می تواند به طور مستقیم و غیرمستقیم بر وقوع و شدت مخاطراتی همچون لغزش زمین، فرونشست، سیل و زلزله تاثیرگذار باشد. این پژوهش با تمرکز بر واکاوی و تحلیل چندوجهی ارتباط متقابل بین توسعه شهری و مخاطرات ژئومورفولوژیک، به ویژه پدیده­های بحرانی فرونشست زمین و زمین لغزش در حوضه آبریز کشف رود میانی با تاکید بر کلان شهر مشهد می پردازد تا درک عمیق تر و جامع تری از این چالش ها ارائه نماید. نتایج این تحقیق بستری مناسب برای برنامه ریزان و مدیران شهری فراهم می آورد تا با تدوین و به کارگیری راهبردهای موثر و مبتنی بر شواهد، ضمن کاهش اثرات مخاطرات، تاب آوری شهری در برابر این تهدیدات را به طور چشمگیری ارتقاء بخشند. علاوه بر این، شناسایی مناطق آسیب پذیر در برابر مخاطرات، امکان اجرای اقدامات پیشگیرانه برای حفاظت از زیرساخت های حیاتی، مناطق مسکونی و سرمایه های اقتصادی را فراهم می آورد. در این مطالعه تلاش شده است در گام اول ضمن بررسی توسعه فیزیکی شهر مشهد طی بازه زمانی ۲۰ سال گذشته، پیش­بینی روند توسعه آن تا ۱۰ سال آینده انجام پذیرد. در گام دوم تحلیلی از ارتباط توسعه فیزیکی فعلی و آینده شهر مشهد و اثرات آن بر روند فرآیندهای زمین لغزش و فرونشست انجام شده است. مواد و روش­ها حوضه آبریز کشف رود میانی که محدوده کلان شهر مشهد در آن واقع شده است، منطقه ای پیچیده از نظر ژئومورفولوژی، زمین شناسی و هیدرولوژی است که تحت تاثیر عوامل طبیعی و انسانی قرار دارد. این منطقه نیازمند مدیریت جامع و پایدار منابع آب و خاک بوده تا از پتانسیل های آن به بهترین نحو استفاده و از مخاطرات احتمالی جلوگیری شود. تحقیق حاضر با هدف بررسی و پیش بینی توسعه فیزیکی شهر مشهد و ارتباط آن با مخاطرات زمین لغزش و فرونشست، در سه گام اصلی طراحی شده است. در گام نخست، توسعه فیزیکی شهر مشهد طی سال های ۲۰۰۳ تا ۲۰۲۳ با استفاده از تصاویر ماهواره ای لندست و الگوریتم طبقه بندی حداکثر احتمال بررسی و نقشه کاربری اراضی تهیه شد. سپس با استفاده از مدل سازی تغییرات زمین (LCM) و زنجیره مارکوف، روند توسعه فیزیکی شهر برای ۱۰ سال آینده (تا سال ۲۰۳۳) پیش بینی گردید. در گام دوم، پهنه بندی خطر زمین لغزش با استفاده از روش ترکیب وزنی خطی (WLC) و تحلیل سلسله مراتبی (AHP) انجام و میزان فرونشست با استفاده از تکنیک تداخل سنجی راداری و تصاویر Sentinel-۱ برآورد شد. در نهایت، ارتباط بین توسعه فیزیکی شهر مشهد و تغییرات در فرایندهای مرتبط با زمین لغزش و فرونشست مورد تحلیل قرار گرفت. نتایج و بحث بر اساس نتایج نقشه طبقه بندی کاربری اراضی، طی بازه ۲۰ ساله، فضای کالبدی و فیزیکی شهری در منطقه موردمطالعه، گسترش زیادی داشته است که به طور واضح در پیرامون شهر مشهد مشاهده می شود. کاربری اراضی کشاورزی به صورت آبی در پیرامون شهر مشهد، روند کاهشی نشان داده است. اراضی زراعی دیمی در بخش مرکزی و شرقی حوضه آبریز کشف رود، در سال ۲۰۱۳ روند افزایشی و مجدد در سال ۲۰۲۳، کاهش یافته است. کاربری مراتع کم تراکم واقع در بخش شمالی حوضه، در سال ۲۰۱۳ نسبت به ۲۰۰۳ کاهش چشمگیری داشته در حالی که در سال ۲۰۲۳، تغییرات چندانی را نشان نمی دهد. کاربری باغات که بیشتر در امتداد دره ها، به خصوص در بخش جنوب غربی و شمالی حوضه پراکنش دارند، طی سال های اخیر کاهش یافته­اند. کاربری مراتع متوسط واقع در ارتفاعات جنوب غربی در سال ۲۰۱۳ نسبت به سال ۲۰۰۳ روند افزایشی چشمگیری داشته در حالی که نسبت به سال ۲۰۲۳، تغییرات چندانی را نشان نمی دهد. سایر کاربری­ها از جمله پهنه آبی و اراضی آیش (بایر) طی ۲۰ سال اخیر تغییرات زیادی نداشته ، صرفا کاربری آیش در سال ۲۰۱۳ تغییرات افزایشی به صورت ناچیز نشان داده است. توجه به نقشه پیش بینی، می توان بیان کرد که مناطق مسکونی و فضای کالبدی شهر، گسترش قابل ملاحظه ای را می تواند طی ۱۰ سال آینده تجربه خواهند کرد. بیشترین گسترش و توسعه شهری در پیرامون شهرهای مشهد، طرقبه و شاندیز مشهود است. این مناطق، به دلیل قرارگیری در اراضی هموار و با شیب مناسب و دسترسی به شبکه راه ارتباطی، پتانسیل تغییر کاربری به مناطق مسکونی را دارا هستند. مطالعه انجام شده در مورد شهر مشهد نشان می دهد که توسعه فیزیکی این شهر، به ویژه در مناطق حاشیه ای و کوهستانی، با دو مخاطره زمین لغزش و فرونشست ارتباط تنگاتنگی دارد. دامنه های ارتفاعات بینالود در جنوب غربی و هزار مسجد در شمال شرق مشهد به دلیل شیب تند، ساختار زمین شناسی حساس و فرسایش پذیری بالای سنگ ها، مستعد زمین لغزش هستند. عواملی مانند توسعه شهری به سمت ارتفاعات، ساخت وسازهای بی رویه، گسترش سکونتگاه های غیررسمی در مناطق شیب دار و در امتداد دره ها و تخریب پوشش گیاهی، خطر وقوع زمین لغزش و تخریب ساختمان ها را تشدید کرده است. از سوی دیگر، فرونشست زمین در مشهد عمدتا به دلیل برداشت بی رویه از منابع آب زیرزمینی و کاهش سطح آب های زیرزمینی ناشی از گسترش شهر و افزایش جمعیت است. گسترش شهر به سمت جنوب شرقی و به ویژه شمال غرب دشت مشهد، آسیب پذیری این مناطق در برابر فرونشست افزایش داده، به طوری که در برخی محدوده­ها نرخ فرونشست به بیش از ۴۵ سانتی متر در سال می رسد. بنابراین، توسعه فیزیکی شهر مشهد بدون در نظر گرفتن ملاحظات ژئوتکنیکی و زیست محیطی، خطر وقوع زمین لغزش و فرونشست زمین را به طور قابل توجهی افزایش داده و این امر نیازمند توجه جدی در برنامه ریزی های شهری است. نتیجه­گیری شهر مشهد به عنوان یکی از کلان شهرهای ایران، در سال های اخیر شاهد گسترش سریع و قابل توجهی بوده است. این گسترش به دلایل مختلفی از جمله افزایش جمعیت، مهاجرت، توسعه اقتصادی و فرهنگی، و نیاز به زیرساخت های جدید صورت گرفته است. با این حال، این گسترش با چالش ها و پیامدهای محیطی، اجتماعی و اقتصادی همراه بوده است. یکی از عوامل کلیدی در مدیریت این چالش ها، عدم توجه به ژئومورفولوژی و اصول آن در برنامه ریزی شهری است. شناخت صحیح از فرآیندهای ژئومورفولوژیک و اثرات آن ها بر محیط های شهری، می تواند به ارائه راهکارهای موثر بر برنامه ریزی و مدیریت پایدار شهری منجر شود. در پژوهش حاضر، تغییرات کاربری اراضی حوضه آبریز کشف رود میانی در بازه ۲۰ ساله (۲۰۰۳ تا ۲۰۲۳) و پیش بینی تغییرات تا سال ۲۰۳۳ انجام شد. مناطق مسکونی با روند افزایشی قابل توجه در ۲۰ سال گذشته، بیشترین تغییرات را به خود اختصاص داده اند. این افزایش به ویژه در پیرامون شهر مشهد و شهرهای طرقبه و شاندیز مشهود است. کاهش چشمگیر وسعت اراضی کشاورزی بیانگر تاثیر گسترش فضای کالبدی شهر بر کاهش زمین های زراعی است. بررسی واحدهای سنگ شناسی نشان می دهد که سازندهای حساس به زمین لغزش مانند سازند مزدوران، چمن بید و تشکیلات قرمز بالایی، به ویژه در نواحی شمالی حوضه، پتانسیل بالایی برای وقوع زمین لغزش فراهم می­آورند. بر اساس نتایج فرونشست بیشترین مقادیر فرونشست در مناطق شمال غربی و حاشیه شمال شرقی شهر مشهد به دلیل برداشت های بی رویه از آب زیرزمینی و وجود سازندهای حساس زمین شناسی رخ داده است. گسترش شهر مشهد ارتباط تنگاتنگی با لندفرم های ژئومورفولوژیک دارد. لندفرم­ها و چشم اندازهای مرتبط به دلیل تاثیرات چندجانبه خود بر عوامل مختلفی مانند مکان یابی، الگوی رشد شهری، زیرساخت ها و مدیریت مخاطرات، یکی از ارکان اساسی برنامه ریزی شهری محسوب می شوند. مشهد، به عنوان یکی از کلان شهرهای ایران، تحت تاثیر مستقیم عناصر ژئومورفولوژیکی از جمله ارتفاعات، دامنه ها، مخروط افکنه ها، مسیل ها، بستر رودخانه ها، توپوگرافی و شیب زمین قرار دارد. ارتفاعات بینالود در جنوب و هزار مسجد در شمال شرق، به عنوان موانع طبیعی، گسترش فیزیکی شهر را محدود کرده اند. ساخت وساز در این دامنه ها با مشکلاتی نظیر زمین لغزش و فرسایش خاک مواجه است. در مقابل، سطوح دشتی با خاک های آبرفتی در بخش های جنوبی و شمال غربی، زمینه مساعدی برای توسعه شهری و کشاورزی و برداشت بی رویه آب های زیرزمینی و متعاقبا پدیده فرونشست فراهم آورده است. مناطق مخروط افکنه ای، به دلیل نفوذپذیری مناسب خاک، برای گسترش شهر به ویژه در شمال غرب و امتداد دره های بینالود مناسب ارزیابی شده اند. در محدوده شهر مشهد، گسترش و توسعه فیزیکی شهر، در امتداد دره­ها، بخصوص ارتفاعات بینالود و هزارمسجد، خطر آسیب پذیری ناشی از مخاطره زمین لغزش را افزایش می­دهد. ارتفاعات هزارمسجد، مناطق ناهموار و کوهستانی با شیب زیاد، و از نظر واحد سنگ شناسی، سازندهای حساس به زمین لغزش را در برمی گیرد. ازجمله سازند مزدوران، چمن بید و تشکیلات قرمز بالایی را می توان در این محدوده مشاهده کرد. هم چنین مناطق غربی که ارتفاعات بینالود را در برمی گیرد، به دلیل وجود واحدهای سنگی مقاوم ازجمله فیلیت مشهد، از پتانسیل متوسط لحاظ وقوع زمین لغزش برخوردار است. درکل، عدم برنامه­ریزی درست در زمینه برنامه ریزی شهری، دستکاری­های انسانی و ناپایدار کردن شیب، تخریب پوشش گیاهی و ساختار زمین شناسی از جمله علل رخداد زمین لغزش در محدوده ارتفاعات منتهی به دشت مشهد هستند. در مجموع، مطالعه دقیق ژئومورفولوژی شهر مشهد، نه تنها به درک بهتر از پویایی های طبیعی و اثرات آن ها بر توسعه شهری کمک می کند، بلکه می تواند به تدوین سیاست های کارآمد در زمینه مدیریت شهری و کاهش خطرات طبیعی منجر شود. اتخاذ چنین رویکردی، به ویژه در شهرهای بزرگ و در حال توسعه، امری ضروری و اجتناب ناپذیر است.

کلیدواژه ها:

توسعه فیزیکی ، زمین لغزش ، ژئومورفولوژی شهری ، فرونشست ، مدیریت