گودال تغذیه مصنوعی روشی نوین برای مهار سیلاب و تغذیه مصنوعی آبخوان­ها

خبرگزاری تسنیم، تغذیه مصنوعی را می­توان عملیات طراحی شده انسان برای انتقال آب از سطح زمین به داخل آبخوان تعریف کرد. این اصطلاح در مقابل تغذیه طبیعی قرار دارد که طی آن، آب حاصل از بارش و رواناب سطحی بدون دخالت انسان به آبخوان می­رسد. تغذیه مصنوعی آبخوان­ها به روش­های مختلفی از جمله حوضچه ­های تغذیه مصنوعی، پخش سیلاب، سدهای تغذیه مصنوعی و عملیات آبخیزداری (تراس بندی، افزایش پوشش گیاهی و …) صورت می­گیرد. با توجه به اینکه رواناب حاصل از بارش مهمترین منبع آب ورودی به پروژه­های تغذیه مصنوعی می­باشد، رسوب­گذاری رس و سیلت موجود در رواناب باعث شکل­گیری یک لایه رسوبی با نفوذپذیری بسیار کم بر روی بستر پروژه ­های تغذیه مصنوعی و کاهش شدید نفوذپذیری بستر آنها می­شود. در نتیجه مدتی پس از بهره­ برداری، این پروژه­ ها تبدیل به حوضچه تبخیر می­شوند و بخش زیادی از آب ذخیره شده در آنها از طریق تبخیر تلف می­شود. هرچند که روشهایی مثل احداث حوضچه رسوب­گیر و شخم زدن یا دیسک زدن بستر و لایروبی رسوبات برای کاهش اثرات منفی رسوب­گذاری و حفظ نفوذپذیری بستر پروژه­ های تغذیه مصنوعی پیشنهاد شده ­اند ولی حوضچه ­های رسوب­گیر بیشتر رسوبات درشت­ دانه را ترسیب می­نمایند و رسوبات ریزدانه که عامل اصلی کاهش نفوذپذیری می­باشند از این حوضچه­ ها عبور می­نمایند. همچنین به دلیل انسداد بستر توسط ذرات رس، تاثیرگذاری شخم زدن یا دیسک زدن بستر و لایروبی رسوبات زیاد نبوده و پس از ورود رواناب بعدی، لایه رسوبی دوباره بر روی بستر شکل می­گیرد.

گودال­های تغذیه مصنوعی یک روش نوین در کنترل سیلاب و بهره ­برداری از آن در جهت تغذیه مصنوعی آبخوان­ها می­باشند. گودال تغذیه مصنوعی در اصل یک گودال مکعبی ­شکل و عمیق می باشد که در اثر خاکبرداری از بستر مسیل­های آبرفتی و رودخانه های فصلی ایجاد می­شود. این گودال در عمق زمین قرار می­گیرد. به دلیل جهت عمودی و رو به پایین نیروی جاذبه، رسوب‌گذاری بر روی بستر افقی مخزن صورت می‌گیرد و امکان رسوب‌گذاری بر روی دیواره‌های عمودی گودال تغذیه مصنوعی وجود ندارد.

تصویری از یک گودال تغذیه مصنوعی در بخش میمند از توابع شهرستان فیروزآباد در استان فارس

در مقایسه با سایر روش­های تغذیه مصنوعی، مزایای گودال­های تغذیه مصنوعی عبارتند از: ۱- به دلیل ناچیز بودن رسوب­گذاری بر روی دیواره­های عمودی، نفوذ جانبی به داخل این دیواره­ ها باعث حفظ عملکرد این گودال­ها با وجود رسوب­گذاری می­گردد ۲- به دلیل نفوذپذیری بسیار زیاد دیواره­های عمودی جانبی، آب ذخیره شده در این گودال­ها ظرف کمتر از یک هفته به داخل آبخوان نفوذ می­نماید. در نتیجه میزان تلفات تبخیر به حداقل رسیده و در سیلاب­های متوالی این گودال­ها می­توانند عملیات کنترل و بهره­ برداری از سیلاب را به خوبی انجام دهند  ۳- با توجه به اینکه قسمت اعظم حجم مخزن یک گودال تغذیه مصنوعی در زیر تراز سطح زمین قرار دارد، در نتیجه احتمال شکست گودال و خسارات ناشی از آن به حداقل می­رسد و ۴- یک گودال تغذیه از طریق خاکبرداری از بستر مسیل­های آبرفتی ایجاد می­شود و خاک حاصله از خاکبرداری برای زیرسازی جاده­ها و خیابان­ها و همچنین تولید شن و ماسه در کارخانه ­های سنگ شکن استفاده می­شود. بنابراین با معرفی مکان­های مناسب برای احداث گودال­های تغذیه مصنوعی به شرکت­های راه­سازی و کارخانه ­های سنگ­ شکن می­توان هزینه احداث آنها را به صفر رساند.

تصویری از الگوی رسوب­گذاری در یک گودال تغذیه مصنوعی (رسوب­گذاری بر روی بستر افقی گودال انجام شده است ولی بر روی دیواره­های عمودی گودال رسوب­گذاری صورت نگرفته است)

مرجع:

Mohammadzadeh-Habili, J., and Khalili, D. (2020). Assessment of artificial recharge dams and improvement of their groundwater recharge capacity. ASCE, Journal of Hydrologic Engineering, 25(5), 04020011.

* جهانشیر محمدزاده هابیلی، دانشیار بخش مهندسی آب دانشگاه شیراز