«معجزه آبخیزداری»|تغذیه مصنوعی آبخوان‌ها؛ راهکار موثر برای جلوگیری از هدررفت آب و خسارات سیل

به گزارش خبرگزاری تسنیم «پرونده معجزه آبخیزداری»؛ بهره برداری بی رویه از مخازن آب زیرزمینی و روی آوردن به احداث چاه های عمیق و نیمه عمیق در مناطق خشک و نیمه خشک جهان و گسترش روزافزون آنها موجب تغییرات شدیدی در نظام بهره برداری از منابع آب شده است. این موضوع منجر به خسارات گوناگونی مانند پایین رفتن سطح آب زیرزمینی، خالی شدن بخش هایی از مخازن آبی، منفی شدن بیلان آب دشت ها، کاهش آبدهی چاه ها، نشست زمین، تهاجم جبهه های آب شور ساحلی و کاهش کیفیت آب زیرزمینی شده است.

از طرف دیگر علاوه بر کمبود نزولات جوی، نزول بارش هایی با شدت نسبتا زیاد در مدت زمان بسیار کم از دیگر ویژگی های مناطق خشک و نیمه خشک است که منجر به وقوع سیلاب های شدید می شود. از آنجایی که این سیلاب ها معمولا در فصل مرطوب اتفاق می افتد، بدون استفاده از دسترس خارج و حتی موجب بروز خسارات جانی و مالی می شوند. از آنجا که ایران جزو مناطق خشک و نیمه خشک جهان محسوب می شود، وقوع جریان های سیلابی و افت شدید سطح آب زیرزمینی در بسیاری از آبخوان های کشور موجب شده است که مطالعه و اجرای طرح های تغذیه مصنوعی با استفاده از جریان های سیلابی و رودخانه های فصلی به خصوص در خلال دهه های اخیر بیش از پیش به عنوان یک چالش اساسی مورد توجه مدیران و برنامه ریزان آب کشور قرار گیرد. در واقع این طرح ها در برنامه ریزی و استفاده بهینه از منابع آبی موجود و تعادل آبخوان ها از اولویت ویژه ای برخوردار هستند و می توان گفت مهمترین راهکار تعادل بخشی و جبران کسری تراز آب های زیرزمینی، اجرای آبخیزداری و آبخوانداری با اولویت تغذیه مصنوعی است که متاسفانه در سطح کلان مورد غفلت قرار گرفته است؛ بطوریکه متاسفانه تاکنون تنها یک درصد اعتبارات آب به مدیریت آب های زیرزمینی و تغذیه مصنوعی اختصاص یافته است و عمده اعتبارات برای مدیریت آب های سطحی اختصاص یافته است.

** تجربه موفق کشورهای مختلف در تغذیه مصنوعی آب های زیرزمینی

تغذیه مصنوعی آب های زیرزمینی به شکل امروزی از اوایل قرن ۱۹ میلادی در اروپا معمول بوده و در ابتدا در اسکاتلند، فرانسه و سپس انگلیس، آلمان، سوئد و هلند به کار گرفته شد. در خارج از قاره اروپا نیز کشورهایی مانند فلسطین و ایالات متحده آمریکا، از جمله کشورهای پیشگام در انجام تغذیه مصنوعی می باشند. در حال حاضر نیز تغذیه مصنوعی سفره های آب زیرزمینی در بسیاری از کشورهای پیشرفته مانند آمریکا، چین، آلمان، هند، استرالیا و غیره در حال انجام است؛ اولین طرح های تغذیه مصنوعی در ایران به شکل متداول امروزی از سال ۱۳۴۹ با انجام مطالعات طرح تغذیه مصنوعی در دشت ورامین آغاز شد و متعاقب آن مطالعات مربوط به طرح های تغذیه مصنوعی دشت قزوین، گرمسار، تبریز، گرگان و جهرم انجام گرفت.

اجرای طرح های تغذیه مصنوعی با هدف ایجاد وحفظ توسعه پایدار و کنترل و مهار سیلاب ها و ذخیره آب مازاد آنها، استفاده از پتانسیل مخازن زیرزمینی جهت ذخیره آب مازاد در فصل غیرزراعی، حفاظت کمی و کیفی از منابع آب زیرزمینی، به تعادل رساندن وضعیت هیدرولوژیکی آبخوان ها در دشت های با بیلان منفی، جلوگیری از هجوم آب شور در آبخوان های ساحلی، حذف آلودگی های میکروبی و باکتریولوژیک در اثر جذب و تبادل یونی در محیط های متخلخل، جلوگیری از پدیده فرونشست زمین و حفظ انرژی زمین گرمایی انجام می شود.

** روش های تغذیه مصنوعی آب های زیرزمینی

به طور کلی روش های تغذیه مصنوعی آب های زیرزمینی به چهار دسته مستقیم و یا واداری، غیرمستقیم، احداث سدزیرزمینی و مجازی دسته بندی می شود. در روش مستقیم، منابع آب سطحی از فاصله دور یا نزدیک منتقل می شوند تا در محل مناسب، لایه آبدار زیرزمینی را تغذیه کنند. این فرایند شامل روش های سطحی: روش حوضچه تغذیه، روش پخش سیلاب، تغذیه از طریق نهر یا جوی، بندهای تاخیری، آبیاری، استفاده از معادن شن و ماسه، سدهای تغذیه ای، استفاده از گودال ها و حفره های طبیعی و همچنین زیرسطحی: چاه های تزریق، حفر گوراب یا گودال، زهکشی معکوس یا گالری های زیرسطحی می باشد. در روش غیرمستقیم یا واداری نیز با حفر چاه های بهره برداری در نزدیکی یک منبع آب سطحی نظیر رودخانه یا دریاچه و آبکشی از آن، شیب هیدرولیکی آب های زیرزمینی تغییر می کند و در نتیجه تغذیه القایی از منبع سطحی به سمت آبخوان صورت می گیرد. حجم آب تغذیه شده در این روش به عوامل مختلفی از جمله نرخ پمپاژ از چاه بهره برداری، قابلیت انتقال آبخوان، فاصله از رودخانه یا دریاچه و جهت حرکت طبیعی آب زیرزمینی بستگی دارد.

تغذیه مصنوعی به روش احداث سدزمینی و مجازی

یکی دیگر از روش های تغذیه مصنوعی آب های زیرزمینی استفاده از سدهای زیرزمینی است. در تغذیه آبخوان با استفاده از احداث سدهای زیرزمینی با ایجاد یک ترانشه عرضی در بستر رودخانه تا عمق مناسب و احداث بند از جنس مصالح با نفوذپذیری کم در آن، لایه ای به صورت تقریبا غیرقابل نفوذ به وجود می آید. در واقع سدهای زیرزمینی مانعی هستند که در مسیر جریان آب زیرزمینی در یک لایه آبدار قرار داده می شوند و وضعیت جریان را به گونه ای تغییر می دهند که سبب ذخیره آب زمینی شوند. بدنه اصلی آنها را پرده یا دیواره نفوذناپذیر تشکیل می دهد.

همچنین در تغذیه مصنوعی آب های زیرزمینی به روش مجازی هیچ گونه تاسیسات و سازه ای به عنوان تغذیه مصنوعی اجرا نمی شود بلکه در چارچوب طرح های تعادل بخشی آبخوان ها و با استفاده از راهکارهای مدیریتی، حجم برداشت از آبخوان کاهش می یابد. خرید چاه از مالکین و انسداد چاه های در حال بهره برداری از جمله فعالیت هایی هستند که می توان به عنوان تغذیه مصنوعی به روش مجازی در نظر گرفت.