در طول دو دهه گذشته، فروچاله ها به دلیل افزایش مخاطرات شان، به مهم ترین نگرانی در برخی از مناطق ایران تبدیل شده اند که اساسا به دلیل بهره برداری بیش از حد از آب زیرزمینی اتفاق می افتد. فروچاله، یک کلمه فارسی است که به این نوع گودال ها اطلاق می شود؛ تورفتگی های محصور شده با زهکشی داخلی که در نواحی کارست توسعه یافته است. در زبان کردی، “برقه چال”، به معنی فروپاشی ناگهانی است، درحالیکه “نور” به فروچاله کارست اشاره دارد (طاهری و هاشمی 2011).
عبارت “دولین” (به معنی دره یا حفره عمیق) در اصل توسط ژئومورفولوژیست ها استفاده می شود، در حالیکه فروچاله عبارت رایج در آمریکای شمالی است و در ادبیات بین المللی با مسائل محیط زیستی و مهندسی مرتبط با کارست سر و کار دارد (گان 2004؛ گوتیئرز و همکاران 2008 آ، 2014). کلماتی مثل فروپاشی و فروچاله نیز توسط برخی نویسندگان برای تعریف فرورفتگی و چاله های ایجاد شده توسط پدیده فرونشست مرتبط با حفره های ایجاد شده به دست بشر مثل معادن، خانه ها، قبرستان ها، و دیگر حفاری های زیرزمینی، استفاده شده است (برای مثال پاریس 2012، 2013). در کار حاضر، ما از دسته بندی فروچاله ژنتیکی پیشنهاد شده توسط گوتیئرز و همکاران (2008 ب، 2014) استفاده می کنیم، که تمام محدوده مکانیزم فرونشست مشاهده شده در کارست های کربناته و تبخیری را در بر می گیرد.
برخی از عناوین اصلی که در مقالات علمی مرتبط با فروچاله ها اشاره شده اند شامل نامگذاری و طبقه بندی آن ها ( وایت 1988؛ والتام و همکاران 2005؛ گوتیئرز و همکاران 2008 ب)، مکانیزم های شکل گیری (تراپ 1999، 2002؛ گوتیئرز و کوپر 2002؛ سالواتی و ساسوسکی 2002؛ کریمی و طاهری 2010؛ حیدری و همکاران 2011؛ پاریس و لولینو2011؛ زو و بک 2011؛ شالو و لیخوسکی 2012)، اثرات زیان آور بر روی ساخته های انسانی (گوتیئرز و کوپر 2002؛ فیدلیبوس و همکاران 2011)، نقش ایفا شده در آلودگی آبخوان ها (لیندسی و همکاران 2010)، اثر متقابل با پروژه های مهندسی و تصفیه (والتام و فوکز 2003؛ میلانویک 2004، 2011؛ تولماچو و لئوننکو 2011؛ گالوه و همکاران 2012 آ؛ سانگ و همکاران 2012).
یکی از مسائلی که در سال های اخیر توجه بیشتری را به خود جلب کرده است، توسعه و گسترش نقشه های حساسیت و خطر با هدف پیش بینی توزیع فضایی، یا توزیع فضایی و زمانی فروچاله های جدید است. این مدل ها ممکن است با روش های مختلفی ایجاد شوند، مثل نواحی ترسیم شده بر اساس قضاوت کارشناسی (ادموند و همکاران 1987؛ برنو و همکاران 2008؛ کائوفمن 2008)، تحلیل داده های ژئوفیزیکی (باتاینه 2006؛ پوئیو-آنچوئلا و همکاران 2009؛ گارسیا-مورنو و ماتئوس 2011؛ مارگیوتا و همکاران 2012) و داده ها درباره سرعت شتاب زمین (پاپادوپولو-ورنیوتی و همکاران 2013). گالوه و همکاران (2008، 2009آ،ب، 2011، 2012ب)، در مجموعه ای از مقالات، یک توالی روش شناسی کامل برای ارزیابی حساسیت ، ریسک و خطر فروچاله ها و همچنین برای شناسایی راه حل کاهش خطر مناسب و مقرون به صرفه، ارائه کرده است.
مراحل اصلی روند کار، که در یک محیط GIS اجرا شده است، به شرح زیر است:
- توسعه مدل های حساسیت چندگانه مبتنی بر توزیع فروچاله های موجود، از یک سو، و از سوی دیگر مبتنی بر روابط آماری بین فروچاله ها و مجموعه های مختلف فاکتور های شرطی؛
- محاسبات و ارزیابی های کمی و مستقل قابلیت پیش بینی مدل ها و انتخاب قابل اعتماد ترین آن ها؛
- انتقال مدل حساسیت انتخابی به یک مدل خطر که تناوب زمانی فروچاله ها را در هر کلاس حساسیت در نظر می گیرد، و ترکیب یک رابطه مقیاسی بزرگی-فرکانس؛
- ایجاد مدل های ریسک ترکیبی با مدل خطر با داده های مربوط به آسیب پذیری المان های بشری؛
- و ارزیابی مقرون به صرفه بودن اقدامات و طرح های کاهشی مختلف اجرا شده در تحلیل هزینه-سود.
فروچاله های موجود در دشت های شمالی همدان ایران، مورد توجه مطالعات بسیاری قرار گرفته است اما بیشتر آن ها به زبان فارسی نوشته است (مهندسین مشاور زمیران 2003؛ امیری 2005؛ طاهری و همکاران 2005 و منابع موجود در آن ها). کریمی و طاهری (2010) و حیدری و همکاران (2011)، در دو مقاله بین المللی، برخی نقشه های موضوعی مبتنی بر GIS، را ارائه کرده اند اما هیچ مدل یا احتمال ارزیابی شده برای رخداد فروچاله ها ارائه نکرده اند. این کار برای اولین بار رابطه بزرگی و فرکانس و نقشه های حساسیت فروچاله ها در دشت های کبودرآهنگ و رازان-قهاوند در بخش های شمالی استان همدان در غرب ایران را ارائه کرده است که از روش فرایند تحلیل سلسله مراتبی (AHP) استفاده می کند.
این متد توسط جیانگ و همکاران (2005) برای ایجاد یک منطقه حساسیت فروچاله در سراسر کشور چین با اختصاص وزن به متغیر های کیفی، استفاده شد. با توجه به دانسته های ما، این اولین موردی است که عملی بودن روش AHP را برای ارزیابی حساسیت فروچاله در یک منطقه خاص بررسی می کند و متغیر های کمی را بکار می گیرد، و یکی از چند مقاله ای است که برای تولید روابط مقیاسی بزرگی و فرکانس با یک موجودی فروچاله جامع، تلاش می کند (گالوه و همکاران 2011).
روش های نشان داده شده در این مقاله می تواند در تعداد رو به افزایش مناطق متاثر از خرابی های فروچاله در سرتاسر جهان، رضایت بخش باشد. افزایش در خطر و ریسک فروچاله، مثل منطقه مطالعه شده در کار حاضر، متناوبا با کاهش جدول آب ناشی از بهره برداری بیش از حد آبخوان ها ( مثل والتام 2008؛ دوگان و یلماز 2011؛ گارسیا-مورنو و ماتئوس 2011؛ آئوریت و همکاران 2013) یا تخلیه آب برای کارهای معدنی (مثل اسپرینسکی و همکاران 2009؛ یانگ و همکاران 2015) در ارتباط است.