مدل سه‌بعدی زمین شناسی، حفاری مترو وین را در پیچیده‌ترین زمین اروپا ممکن کرد

وین با تکیه بر مدل سه‌بعدی زیرسطح شهر، خط جدید مترو را در یکی از پیچیده‌ترین و متنوع‌ترین زمین‌های اروپا حفاری می‌کند. این مدل که کار خود را از پشت‌بام یک ساختمان آغاز کرد، حالا نیمی از زیرسطح پایتخت اتریش را پوشش می‌دهد.

وین در چشم‌انداز رودخانه‌ای قرار گرفته که رود دانوب در چند صد هزار سال گذشته آن را ساخته است. رودخانه با تغییر مسیرهای پیاپی، پله‌هایی از تراس‌های شن و ماسه برجای گذاشته که به سمت کانال امروزی پایین می‌آیند. بر پایه بررسی‌های زمین‌شناسی، شش تراز متمایز زیر حدود ۶۰ درصد شهر قرار دارد؛ هر تراز لایه‌ای از شن و ماسه است که نسخه قدیمی‌تر رودخانه برجای گذاشته. ضخامت هر لایه به‌تنهایی زیاد نیست و بسته به تراس و موقعیت، معمولاً بین ۴ تا ۱۶ متر است. اما پایین‌ترین لایه‌ها آب زیادی در خود دارند و سفره‌های آب زیرزمینی مهمی به شمار می‌آیند. این لایه‌ها به سطح زمین هم نزدیک‌اند و تقریباً بر هر چیزی که زیر سطح خیابان ساخته می‌شود اثر می‌گذارند.

زیر دانوب آبی

زیر این شن و ماسه جایی است که زمین واقعاً قدیمی می‌شود. حوضه وین میلیون‌ها سال بستر دریایی و دریاچه‌ای بوده و رسوب‌های ریزدانه‌ای که در این مدت ته‌نشین شده‌اند؛ سیلتی، سخت و اغلب رسی؛ در برخی نقاط چند کیلومتر عمق دارند.

عبور دادن تونل مترو از میان این لایه‌ها کار یوناس وایل، زمین‌شناس شرکت iC Group است که یک دهه گذشته را صرف ساخت مدل سه‌بعدی برای توسعه جدید خط U2 مترو کرده است.

وایل بارها به مرز میان شن و ماسه جوان، سست و آبدار بالا و مواد قدیمی‌تر و سخت‌تر پایین بازمی‌گردد. او می‌گوید: «همیشه یک مرز مهم وجود دارد. اینجا مرز سنگ بستر نداریم، اما مرزی میان شن و ماسه و خاک‌های سخت‌تر هست که معمولاً برای پی‌ها و آب زیرزمینی بسیار مهم است.» اگر این مرز اشتباه تشخیص داده شود؛ مثلاً پی روی زمین سختی بنا شود که در واقع شن و ماسه سست و آبدار است، یا برای تونلی زیر سفره آب زیرزمینی برنامه خشک‌اندازی اشتباه طراحی شود؛ پیامد آن به‌صورت هزینه، تأخیر یا بدتر از آن ظاهر می‌شود. اما تشخیص درست آن به‌سختی خبرساز می‌شود. به گفته وایل: «هیاهوی کمتر، برنامه زمانی منظم‌تر.»

مدل سه‌بعدی زمین‌شناسی وین چگونه کار می‌کند

این مدل بر پایه بانک اطلاعات شهری با حدود ۷۰ هزار گمانه ساخته شده است؛ برخی کمتر از یک سال قدمت دارند و برخی از گزارش‌های زمین‌شناسی دست‌نویس ۲۰۰ ساله رونویسی شده‌اند که ترزاقی و پیشینیانش گردآوری کرده بودند. تیم وایل بین ۱۰ تا ۱۵ هزار از این گزارش‌ها را در مدل ادغام کرده است. کار از یک ایستگاه و تنها یک لایه آغاز شد، اما مدل چنان مفید از آب درآمد که اکنون نزدیک به نیمی از شهر، از جمله ۷ کیلومتر از خط جدید مترو را پوشش می‌دهد.

وایل می‌پذیرد: «ما بخش آسان شهر با زمین‌شناسی ساده را پوشش می‌دهیم.» اما آماده چالش بعدی است: «وقتی بیشتر به سمت غرب می‌رویم، به تپه‌ها می‌رسیم؛ سنگ بستر و زمین‌ساخت بیشتر می‌شود و مدل‌سازی بسیار پیچیده‌تر خواهد بود.»

چرا وین به خطوط U2 و U5 نیاز دارد

وین به‌خاطر فرهنگ، بهداشت و زیرساخت‌هایش ارزشمند است و بارها در رتبه‌بندی سالانه شاخص جهانی زیست‌پذیری واحد اطلاعات اکونومیست، که بر پایه کیفیت زندگی و شرایط زندگی شهری در شهرهای بزرگ جهان انجام می‌شود، در جایگاه نخست یا نزدیک به آن قرار گرفته است. طبیعتاً با درخشش هرچه بیشتر این اعتبار، شهر افراد بیشتری را جذب می‌کند: وین بزرگ اکنون بیش از ۲ میلیون نفر جمعیت دارد و سال ۲۰۲۵ رکورددار بزرگ‌ترین سال گردشگری شهر با بیش از ۲۰ میلیون شب اقامت بود.

به بیان دیگر، وین جدا از خط جدید دیگر یعنی U5، به توسعه خط U2 هم نیاز جدی دارد.

اولی زیما، عضو شورای شهر و مسئول نوآوری، برنامه‌ریزی شهری و حمل‌ونقل، در ماه ژوئیه گفت این پروژه‌ها «خطوط موجود را سبک می‌کنند و ظرفیت اضافه‌ای برای جابه‌جایی سالانه تا ۳۰۰ میلیون مسافر ایجاد می‌کنند.»

دیدن تصویر بزرگ

پاسخ وین به جابه‌جایی افراد بیشتر در زیر زمین نهفته است، اما گفت‌وگویی که عنصری کلیدی را به این فرایند معرفی کرد، روی پشت‌بام شکل گرفت.

در سال ۲۰۱۷، پت مک‌لارین، زمین‌شناس و مدیر بخش مهندسی عمران در Seequent، شرکت زیرسطحی Bentley Systems، به تراس پشت‌بام دفتر iC Group در وین رفت. وایل هم به او پیوست و آن دو در حال تماشای شهر پرجنب‌وجوش گفت‌وگو کردند. سپس مک‌لارین هدیه‌ای به وایل داد: نسخه‌ای از نرم‌افزار جدید مدل‌سازی سه‌بعدی به نام Leapfrog Works. Seequent در ابتدا آن را برای نقشه‌برداری ذخایر سنگ معدن در معادن ساخته بود، اما وایل می‌توانست از آن برای مدل‌سازی زیرسطح دشوار وین استفاده کند.

مک‌لارین که در نیوزیلند زندگی می‌کند، می‌گوید: «داستان Leapfrog Works از وین آغاز می‌شود. او نخستین کاربر نسخه‌ای بود که رسماً منتشر شد.» آنچه آن دو در آن روز به آن رسیدند، کمتر یک نرم‌افزار بود و بیشتر یک عادت: به‌جای حفاری و تفسیر گمانه‌ها از نو برای هر ایستگاه، هر خط یا هر توسعه، تیم‌ها می‌توانستند یک مدل بسازند و مدام به آن اضافه کنند.

همین عادت بود که زمین‌شناسی سرسخت وین را تقریباً به کاری روزمره تبدیل کرد. در هر نقطه داخل محدوده مدل‌سازی‌شده، تیم وایل یا خود شهرداری می‌تواند دقیقاً بررسی کند که آن مرز حیاتی شن و ماسه کجاست، بدون آنکه مته حفاری جدیدی به کار بیفتد.

در ماه ژوئیه، وایل در رویدادی برای گرامیداشت یک نقطه عطف پروژه شرکت کرد: دستگاه حفاری خط توسعه U2 آخرین مترهای زمین را شکافت؛ همان زمینی که مدل او یک دهه صرف توصیف آن کرده بود.

چند روز بعد، مک‌لارین خودش بخشی از تونل تمام‌شده را پیاده طی کرد. او به یاد می‌آورد که گروه با شوخی می‌گفتند کار چقدر روزمره شده است. مک‌لارین گفت: «زیر تونل‌ها خنک و دلپذیر بود، در حالی که موج گرما بالای سر را می‌زد.»

وین در سطح زمین همچنان می‌سازد، بحث می‌کند و کافه‌هایش را پر می‌کند. اما در زیر زمین، برای نخستین بار، شهر دقیقاً می‌داند روی چه چیزی ایستاده است.

ترجمه و تنظیم: صما