تقرير هندسي: ارتفاع المياه الجوفية والحرارة الشديدة يفرضان معايير جديدة لتصميم المشروعات

حذر خبراء في الهندسة الجيوتقنية من أن تغير المناخ لم يعد يقتصر تأثيره على الطقس والبيئة، بل أصبح يغيّر سلوك التربة ويخلق مخاطر جديدة تهدد المباني والبنية التحتية، ما يستدعي إدماج الاعتبارات المناخية في جميع مراحل تخطيط وتصميم وتنفيذ وإدارة المشروعات.

وجاء ذلك في عرض قدمته شركة RSK Geosciences استنادًا إلى الدليل الفني الجديد CIRIA C824، الذي يُعد أول مرجع يربط بصورة مباشرة بين تغير المناخ والظواهر الجوية المتطرفة وبين المخاطر الجيوتقنية والجيولوجية خلال دورة حياة المشروعات الإنشائية.

تغير المناخ يفرض واقعًا جديدًا على قطاع البناء

أوضح التقرير أن الأرقام القياسية لارتفاع درجات الحرارة وتزايد الظواهر الجوية المتطرفة في المملكة المتحدة، إلى جانب ما يعرف بـ “التقلبات المناخية الحادة” (Climate Whiplash) ، بدأت تغير خصائص التربة بطرق تتجاوز الافتراضات التقليدية التي تعتمد عليها أعمال التصميم الهندسي.

وأكد الباحثون أن حالة عدم اليقين المرتبطة بتوقعات المناخ لا ينبغي أن تكون مبررًا لتأجيل اتخاذ الإجراءات، خاصة أن كثيرًا من المباني والبنية التحتية صُممت لتستمر لعقود طويلة.

مخاطر جديدة تحت سطح الأرض

يشير التقرير إلى أن تغير المناخ يزيد احتمالات عدد من المخاطر الجيوتقنية، من أبرزها:

• انكماش وانتفاخ التربة الطينية نتيجة موجات الجفاف.
• تقلبات منسوب المياه الجوفية.
• عدم استقرار المنحدرات والانهيارات الأرضية.
• تآكل التربة والجسور بسبب السيول.
• الفيضانات وارتفاع منسوب المياه.
• المخاطر المرتبطة بالمناجم القديمة وذوبان الصخور القابلة للذوبان.

ويرى الخبراء أن هذه المخاطر قد تتغير في شدتها وتوقيتها واحتمالات حدوثها مع استمرار تغير المناخ.

ارتفاع المياه الجوفية يهدد المنشآت

لفت التقرير إلى أن الشتاء الأكثر دفئًا ورطوبة يؤدي إلى زيادة تغذية المياه الجوفية وارتفاع منسوبها، وهو ما يرفع الضغوط الهيدروستاتيكية وقوى الطفو على المنشآت تحت سطح الأرض.

وقد ينتج عن ذلك:

•  تسرب المياه إلى الأقبية.
•  تشقق الجدران.
•  انتفاخ التربة أسفل الأساسات.
•  زيادة الأحمال على الجدران الخرسانية.
•  ارتفاع تكاليف الصيانة وانخفاض العمر التشغيلي للمنشآت.

موجات الحر أخطر على التربة

في المقابل، تؤدي الصيفات الأكثر حرارة وجفافًا إلى زيادة جفاف التربة الطينية وانكماشها، ما يرفع احتمالات الهبوط الأرضي والتشققات، بينما تؤدي الأمطار الغزيرة المفاجئة إلى زيادة معدلات التعرية وانهيار المنحدرات وتآكل الأساسات.

وأكد التقرير أن فهم العلاقة بين هذه الظواهر المناخية وسلوك التربة أصبح عنصرًا أساسيًا في اتخاذ القرارات الهندسية.

إطار جديد لتصميم أكثر مرونة

يقترح الدليل الجديد دمج ما يسمى “نقاط المراقبة الجيوتقنية” (Geotechnical Watchpoints) ضمن مراحل التصميم وفق الكود الأوروبي Eurocode 7 .

وتشمل هذه المنهجية:

•  تقييم المخاطر المناخية منذ بداية المشروع.
•  تحديث نموذج التربة وفق سيناريوهات المناخ المستقبلية.
•  مراجعة افتراضات التصميم على مدى العمر التشغيلي للمشروع.
•  إدراج إجراءات التكيف عند الحاجة.
•  اعتماد أنظمة للمراقبة والصيانة بعد التشغيل.

ويؤكد التقرير أن هذا النهج لا يعني بالضرورة تعديل كل مشروع، بل يهدف إلى اتخاذ قرارات مبنية على مستوى المخاطر الفعلي لكل موقع.

المرونة المناخية تبدأ قبل البناء وتستمر بعده

شدد الخبراء على أن المرونة المناخية لا تقتصر على مرحلة التصميم، بل تشمل أيضًا:

•  أعمال التنفيذ والإنشاء.
•  المنشآت المؤقتة.
•  إدارة الأصول.
•  الصيانة الدورية.
•  المراقبة طويلة الأجل.

وأشار التقرير إلى أن تزايد الظواهر الجوية المتطرفة يجعل من الضروري دمج اعتبارات المناخ طوال دورة حياة المشروع.

فجوات معرفية تحتاج إلى مزيد من البحث

رغم التقدم في فهم تأثير تغير المناخ على سلوك التربة، يرى التقرير أن هناك تحديات لا تزال قائمة، خاصة فيما يتعلق بالتنبؤ بتغير رطوبة التربة ومستويات المياه الجوفية والتفاعل بين أكثر من خطر مناخي في الموقع نفسه.

ويخلص التقرير إلى أن دليل CIRIA C824 يمثل نقطة انطلاق عملية لمساعدة المهندسين على دمج مخاطر تغير المناخ في عمليات التقييم والتصميم الحالية، دون الحاجة إلى تغيير كامل للمنهجيات الهندسية المتبعة.