كيف تحدث الحفر الهابطة؟ وهل يمكن التنبؤ بها؟
في أوائل شهر يناير من هذا العام، تشكّلت حفرة هابطة ضخمة عند أحد التقاطعات في حي ويست أوك لاين شمال فيلادلفيا، إثر انكسار خط مياه رئيسي. وقبل ذلك بأسبوعين فقط، أعادت المدينة فتح جزء من مسار نهر شويلكل في وسط المدينة بعد إغلاق دام شهرين بسبب حفرة هابطة.
وفي الصيف الماضي، انتظر بعض سكان حي بوينت بريز في جنوب فيلادلفيا شهرين كاملين لإصلاح حفرة هابطة ظهرت في شارعهم.
لورا توران عالمة هيدروجيولوجيا وأستاذة فخرية في الجيولوجيا البيئية بجامعة تمبل، أجابت عن سؤال منصة ذا كونفرسيزشن يو إس عن أسباب تشكّل الحفر الهابطة، وما إذا كانت فيلادلفيا معرضة لها بصورة خاصة، وسبب استغراق إصلاحها وقتًا طويلًا.
ما الحفر الهابطة، وكيف تتشكّل؟
الحفرة الهابطة فجوة تنفتح في سطح الأرض نتيجة تغيّر يحدث في الطبقات تحت السطحية.
هناك فئتان رئيسيتان من التغيرات تؤديان إلى ظهور هذه الحفر. يرتبط النوع الأول بالصخور الكربوناتية، وهي صخور قابلة للذوبان عند تعرضها لمياه جوفية ذات حموضة ولو طفيفة، ما يؤدي بمرور الزمن إلى تشكّل كهوف تحت الأرض. وعند انهيار السقف الصخري الذي يغطي أحد هذه الكهوف، تتكوّن حفرة هابطة على السطح.
أما النوع الثاني فيرتبط بأنابيب مياه الشرب أو الصرف الصحي المدفونة تحت الأرض. فعند حدوث تسرب في أحد هذه الأنابيب، قد تتعرّض التربة المحيطة للتعرية أو الانجراف، ما يخلّف فراغًا تحت السطح. وإذا اتسع الانهيار السطحي فوق هذا الفراغ، تتشكّل حفرة هابطة.
ماذا نعرف عن الحفر الهابطة في ويست أوك لاين ومسار نهر شويلكل؟
شهد حي ويست أوك لاين مؤخرًا حالتي تعطل في خطوط مياه رئيسية، وقد صعّب الركام الناتج عن تدفّق المياه الوصول إلى موضع التسرب.
إصلاح تسرب كبير عملية معقّدة تتطلّب عدة خطوات: إيقاف التسرب، وإزالة الحطام، وتأمين قطع الصيانة اللازمة، وإصلاح الأنبوب، ثم إعادة تأهيل الطريق.
ينبغي لفرق الصيانة أيضًا، عند فتح موقع العمل، فحص الأجزاء المجاورة من الشبكة للتأكد من حالتها؛ فقد تكون بعض المقاطع الأخرى متهالكة وتستدعي الإصلاح. لذلك لا يكون من الحكمة التسرّع في إنجاز العمل.
أما الحفرة الهابطة التي ظهرت أواخر العام الماضي على مسار نهر شويلكل، واستغرق إصلاحها شهرين، فكانت أيضًا نتيجة تسرب في أحد الأنابيب، وقد شاركت إدارة المياه في أعمال الإصلاح إلى جانب إدارة المتنزهات والترفيه.
ومع ذلك، فإن التعامل مع تسرب في أنبوب يظل أيسر من معالجة حفرة هابطة ناتجة عن صخور كربوناتية. ففي حالة التجاويف داخل هذه الصخور، يصعب تقدير حجم الفراغ بدقة، وغالبًا ما يكون الحل ضخ الخرسانة لملئه، غير أنه قد يتبيّن أحيانًا أن التجويف أوسع بكثير من كمية الخرسانة المتاحة.
هل فيلادلفيا معرضة للحفر الهابطة؟
تضم منطقة فيلادلفيا كلا النوعين من الحفر الهابطة. فداخل حدود المدينة لا توجد صخور كربوناتية، لكنها موجودة في مناطق محيطة مثل كينغ أوف بروسيا، حيث يكون احتمال ظهورها أعلى.
أما داخل المدينة، فترتبط غالبية الحفر الهابطة بتسربات الأنابيب التي تؤدي إلى انجراف التربة المحيطة. ونظرًا للظروف الجيولوجية في المنطقة، إلى جانب وجود شبكة مياه واسعة ومتقادمة، تُعد هذه الحفر شائعة نسبيًا.
ومع ذلك، توجد مناطق في الولايات المتحدة تشهد معدلات أعلى بكثير من الحفر الهابطة، ولاية فلوريدا، على سبيل المثال، تقوم أساساتها تقريبًا بالكامل على صخور كربوناتية، ولذلك تنتشر فيها هذه الظاهرة بصورة ملحوظة.
هل يمكن للسكان توقّع تشكّل حفرة هابطة؟
توجد خرائط تحدد توزّع الصخور الكربوناتية في الولاية، لكن وجود هذه الصخور لا يعني بالضرورة تشكّل حفرة هابطة، إضافة إلى أن تحديد زمان حدوثها ومكانه يظل أمرًا غير قابل للتنبؤ بدقة.
وفي فيلادلفيا أيضًا يصعب التنبؤ بظهور الحفر الهابطة، لأن العامل المؤثر يحدث تحت الأرض وخارج نطاق الرؤية، فلا يمكن معرفة موعد حدوث تسرب في أحد الأنابيب.
أحيانًا يظهر هبوط طفيف في سطح الأرض قبل تشكّل فجوة أكبر، وأحيانًا يُكتشف التسرب قبل ظهور الحفرة، لكن ليس كل تسرب أو هبوط أرضي يؤدي بالضرورة إلى حفرة هابطة، وقد لا تسبقها أي إشارات واضحة.
ومع ذلك، يبقى من الضروري الإبلاغ عن أي تسربات أو هبوط أرضي، حتى يتسنى فحصها قبل تفاقمها. ولو كان بالإمكان استبدال جميع عناصر البنية التحتية المتقادمة في المدينة، لتراجع عدد الحفر الهابطة تراجعًا ملحوظًا، غير أن تنفيذ ذلك مكلف ومربك للحياة اليومية، لذلك لا يُعد خيارًا عمليًا في الوقت الراهن، وتقتصر الاستجابة حاليًا على معالجة هذه الحفر عند ظهورها.