विगतमा गएका भूकम्पले गरेको क्षति विश्लेषण गर्दा संरचनाहरूको क्षति हुनुमा जमिनमा हुने तरलीकरण पनि एक मुख्य कारण पाइयो। वास्तवमा तरलीकरण इन्जिनियरहरूका लागि पनि नयाँ चुनौती हो। जापानको निगातामा सन् १९६४ मा गएको भूकम्पभन्दा पहिले भूकम्पको दौरान जमिनमा हुने यो संयन्त्रको पहिचान भएको थिएन। त्यसैले विगतमा धेरै वर्ष अनुसन्धानकर्ताहरू यसको कारण र जोखिम पहिचान कसरी गर्ने भन्नेमा नै बढी केन्द्रित रहे। १०–१५ वर्षदेखिचाहिँ यसको न्यूनीकरण कसरी गर्ने, के के उपाय हुन सक्छन्, नयाँ संरचना बनाउँदा के गर्ने, पुराना संरचनामा के गर्ने, कति पैसा लाग्छ, यस्तै यस्तै प्रश्नको उत्तरको खोजीमा अनुसन्धानकर्ता केन्द्रित छन्।
काठमाडौंंको बलौटे माटोमा भेटिने माइकाको कारण तरलीकरणको जोखिम अझ धेरै भएको विगतका अनुसन्धानले देखाएको छ। त्यसैले काठमाडौंको भूकम्पीय जोखिम न्यूनीकरणको कार्ययोजना बनाउँदा तरलीकरणबिना अपूर्ण रहन्छ।
नेपालको सन्दर्भमा पनि विगतका ठूला भूकम्पको दौरान जमिनमा तरलीकरण भएको पाइएको छ। विशेषगरी काठमाडौं र तराईका नदीका किनार अनि पानीको तह जमिनको सतह नजिक भएको बलौटे माटोमा तरलीकरण भएको प्रमाण भेटिन्छ। अझै काठमाडौंंको बलौटे माटोमा भेटिने माइकाको कारण तरलीकरणको जोखिम अझ धेरै भएको विगतका अनुसन्धानले देखाएको छ। त्यसैले काठमाडौंको भूकम्पीय जोखिम न्यूनीकरणको कार्ययोजना बनाउँदा तरलीकरणबिना अपूर्ण रहन्छ।
तरलीकरण न्यूनीकरणका वर्तमान अभ्यास हेर्ने हो भने प्रविधि अत्यन्त महँगो आममानिसको आर्थिक पहुँचभन्दा माथि देखिन्छ। प्राविधिकरूपमा पनि जटिल विशेष दक्षता आवश्यक पर्छ। अझ पुरानो संरचना हो भने त अझै धेरै महँगो अनि प्रविधि पनि थप जटिल छ। त्यसैले अनुसन्धानकर्ताहरू प्रविधिलाई सरल र सस्तो कसरी बनाउन सकिन्छ भनेर विभिन्न अध्ययन/अनुसन्धानमा लागिरहेका छन्।
यसरी सरल र कम खर्चिलो तरलीकरण प्रविधिको विकास गर्नुभन्दा पहिले, भूकम्पको कम्पनका दौरान किन जमिनले आफ्नो भारबहन क्षमता गुमाउँछ र अर्धतरल पदार्थको जस्तो व्यवहार गर्छ भन्ने बुझ्नु जरुरी छ। जमिनमा पानीको तहभन्दा तल माटोका कणहरू बीचमा रहने छिद्र सम्पूर्णरूपमा पानीले भरिएको हुन्छ। विशेषगरी बलौटे माटोको भारबहन क्षमता भनेको कणहरू एकापसमा जोडिएको क्षेत्रमा उत्पन्न हुने घर्षण बल नै हो। पानी आफैँमा खाँदेर आयातन घटाउन नसकिने पदार्थ हो। जब भूकम्पको दौरान जमिनमा कम्पन आउँछ तब यो कम्पन शक्तिले माटोका कणबीचको छिद्र थिच्छ र आयतन घटाउन खोज्छ तर छिद्र पानीले भरिएको हुनाले आयतन घट्ने कुरा सम्भव हँुदैन तब पानी छिद्रबाट बाहिर निस्कन खोज्छ। कम्पनको रफ्तार छिटो छिटो हुने हुनाले पानीको सहज निकास पनि सम्भव हँुदैन। यस्तो अवस्थामा छिद्रमा रहेको पानीमा चाप बढ्न जान्छ र त्यो चापले माटोका कणलाई एकापसबाट छुट्टाइदिन्छ जसले गर्दा जमिनले आफ्नो भारबहन क्षमता गुमाउन पुग्छ र जमिन तरलीकरण हुन गई अवस्थित संरचनामा क्षति हुन जान्छ।
यदि जमिनमा रहेका छिद्र पूरै पानीले नभरिएर थोरैमात्र हावा रहने हो भने हावा सजिलै खादिने पदार्थ भएकाले भूकम्पको दौरान कम्पन हुँदा जमिनको छिद्रमा रहेको हावाको आयतन घट्न जान्छ र माटोका कण छुट्याउन सक्ने चाप उत्पन्न हुनबाट रोक्छ। यसैले गर्दा नै पूर्णरूपमा पानीले नभरिएको छिद्र भएको जमिनमा तरलीकरणको जोखिम रहँदैन। पानीको प्राकृतिक तहभन्दा माथिकोे जमिनमा तरलीकरण नहुुने कारण पनि यही नै हो। यसरी हेर्दा यदि पानीको प्राकृतिक तहभन्दा तल केही गरेर हावा पठाउन सकियो र जमिनको छिद्रमा केही मात्रामा हावा पनि पानीसँगै रहने अवस्था सिर्जना गर्न सक्ने हो भने तरलीकरणको जोखिम घटाउन सकिने रहेछ।
यसै पक्षलाई ध्यान दिएर विभिन्न अनुसन्धानकर्ताले जमिनमा पानीको तहभन्दा मुनि हावा कसरी पठाउने र यसरी पठाएको हावा कहिलेसम्म प्रभावकारी रहन्छ र जमिनमा तरलीकरणको जोखिम घटाउन सकिन्छ भन्नेबारे गहिरो अध्ययन गरेका छन्। सर्वप्रथम त जमिनको छिद्रमा हावाको मात्रा कति हुँदा तरलीकरणको अवस्था के हुन्छ भनेर नै अध्ययन गरेको भेटिन्छ। पूर्णरूपमा पानीले भरिएको छिद्र भएको जमिन र ९० प्रतिशत पानी अनि १० प्रतिशत हावा भएको छिद्रवाला जमिनमा तरलीकरण जोखिम अध्ययन गर्दा यदि १० प्रतिशत मात्र जमिनको छिद्रमा हावा भर्न सकिने हो भने तरलीकरणको जोखिम दुई गुणाभन्दा बढी घटाउन सकिने रहेछ। यसैगरी यदि पानीको छिद्रमा ३० प्रतिशत हावा भर्न सकियो भने करिब ३ गुणा बढी तरलीकरणको जोखिम घटाउन सकिने अनुसन्धानले प्रमाणित गरेका छन्।
यसरी जमिनको छिद्रमा पानी र हावा मिश्रितरूपमा राख्न सकियो भने तरलीकरणको जोखिम धेरै नै कम हुने देखिएपछि, पूर्णरूपमा पानीले भरिएको छिद्रमा हावा पठाउने सरल प्रविधि के हुन सक्छ भनेर अनुसन्धानकर्ताहरू केन्द्रित भएको पाइन्छ। र, यसमा संसारभर अझै पनि अनुसन्धान जारी छ। अहिलेसम्मको अध्ययनले जमिनमा हावा पठाउन सकिने र यसरी पढाएको हावाले छिद्रमा रहेको पानीलाई विस्थापित गरी केही मात्रमा हावा लामो समयसम्म रहने देखाएको छ। जमिनको छिद्रमा हावाको मात्रा २० प्रतिशतभन्दा बढी हुँदा हावा सजिलैसँग छिद्रबाट जमिनको सतह हँुदै वायुमण्डलमा जान्छ। तर छिद्रमा पानीको मात्रा ८० प्रतिशतभन्दा माथी अथवा हावा २० प्रतिशतभन्दा कम रहँदा हावा कणहरू स्वतन्त्र नभई पानीका कणहरूले घेरिएर रहेका हुन्छन् र सजिलै छिद्रबाट वायुमण्डलमा जान सक्ने अवस्था रहँदैन। हो, यही पानीले घेरिएर रहेका हावाका कणहरू लामो समयसम्म छिद्रमा रहन सम्भव हुन्छ जसले गर्दा एकचोटि हावा पठाइसकेपछि दशकौंसम्म हावा रहने र तरलीकरणको जोखिम घटाउन सकिने अध्ययनले देखाएको छ।
जापानमा गरिएको एक अध्ययनमा यसरी कृतिमरूपमा पठाइएको हावा जमिनको छिद्रमा दशकौंसम्म रहेको पाइएको छ। जापानको निगाताका विभिन्न तरलीकरण जोखिम पहिचान भएको ठाउँमा स्यान्ड कम्प्याक्सनपाइल प्रविधिमार्फत तरलीकरण जोखिम न्यूनीकरण गरिएको थियो। यो प्रविधिमा हावाको उच्च चापसहित बालुवा पठाएर जमिनलाई खँदिलो पार्ने क्रममा जमिनको छिद्रमा केहीमात्रामा हावा गएर बस्छ। यसरी खँदिलो पारिएको ठाउँको माटो अति आधुनिक प्रविधि जमिनलाई चिसाएर बरफ जस्तो पारी चाहेको गहिराइबाट माटोको नमुना प्रयोगशालामा ल्याई परीक्षण गरिएको थियो। यो संसारमा प्रचलनमा रहेको माटो परीक्षण गर्ने अति उच्च प्रविधि हो र यसले गर्दा धेरै हदसम्म जमिनको वास्तविक अवस्था परीक्षण गर्न सकिन्छ। यसरी संकलित नमुना माटोको परीक्षण गर्दा केही महिनाअगाडि र वषर्ौंपहिला प्रवलीकरण गरिएको जमिनको छिद्रमा हावाको मात्रामा खासै अन्तर भेटिएन। यसरी प्रवलीकरण गरिसकेपछि उक्त स्थानमा ठूला भूकम्पका धक्का पनि जमिनले बेहोरिसकेको मापन पनि गरिएको थियो। यो अति उच्च प्रविधि अपनाएर गरिएको परीक्षणले यसरी कृतिमरूपमा जमिनको छिद्रमा पठाएको हावा सजिलै नबिलाउने र वर्षौंसम्म रहने प्रमाणित गर्छ।
सरल प्रविधि प्रयोग गरेर कसरी कृतिम हावा जमिनको छिद्रमा पठाउन सकिन्छ भन्ने अध्ययनका क्रममा सामान्य हावा फाल्ने पम्प जमिनभन्दा बाहिर लचिलो पाइप र जमिनभित्र फलामको पाइप पठाइ जुन गहिराइमा तरलीकरणको जोखिम छ, सो स्थानमा पाइपमा छिद्र बनाएर हावा पठाउने सरल प्रविधि विकास भएको छ। यो प्रविधि सरल र कम खर्चिलो रहेकाले अनुसन्धानकर्ता अनि इन्जिनियरहरू यो प्रविधिप्रति निकै चासो दिएर जापान–चीनलगायतका देशमा यो प्रविधि प्रयोग गरेर जमिनको तरलीकरण न्यूनीकरण गरिरहेका छन्। साथै यो प्रविधिको प्रभावकारिताको थप अनुसन्धान बेलायतको क्याम्वि्रज विश्वविद्यालयमा पनि जारी छ र अहिलेसम्मको अध्ययनले जापानमा गरिएको अनुसन्धानबाट आएको निचोड नै सही भएको देखाएको छ। त्यसैले यो प्रविधि कम खर्चिलो वातावरणअनुकूल रहेकाले पनि धेरै अनुसन्धानकर्ताको रोजाइमा परेको छ। जापानमा त सिकोकु द्वीप र ओसाका सहर जोड्ने आकस्मिक राजमार्गमा यो प्रविधिमार्फत तरलीकरण न्यूनीकरण गर्न सुरु गरेको ५ वर्षभन्दा बढी भइसक्यो।
नेपालको सन्दर्भमा काठमाडौंलगायत तराईका स्थानमा तरलीकरणको जोखिम रहेको विगतका भूकम्पले प्रमाणित गरिसकेको छ। जमिनमा कृतिमरूपमा हावा पठाएर छिद्रमा हावा र पानीको मिश्रण बनाउन सकिने सरल र हाम्रो आर्थिक पहँुचभित्र रहेको तरलीकरण न्यूनीकरणको यो प्रविधिलाई प्रयोगमा ल्याउने हो भने हाम्रो सहर अनि बस्तीलाई भूकम्पीय जोखिम बढाउने तरलीकरणबाट जोगाउन सकिन्थ्यो कि?
वरिष्ठ प्रबन्धक, भूकम्प प्रविधि राष्ट्रिय समाज, नेपाल
प्रकाशित: ९ असार २०७४ ०५:१९ शुक्रबार