مقاله استحصال آب ( قنات ) و توسعه پایدار

بخشی از مقاله

استحصال آب(قنات) و توسعه پایدار

چکیده
با توجه به اقلیم ایران که بیشتر وسعت آن را گرم وخشک در بر گرفته و در اغلب مناطق این سرزمین منابع آب سطحی مطمئن وجود نداشته است. مردمان این سرزمینها از راههای گوناگون اقدام به استحصال آب کرده که از جمله این راهها میتوان به چشمه43، زهآب44، قنات، چاه45 را نام برد. با گرمتر شدن هوا و کاهش نزولات مردم از قدیم الایام به فکر قنات و چاه افتاده و مورد استفاده قرار داده است. با گذشت زمان به علت نرسیدن فن آوری به داد قنوات و ایجاد دستگاههای حفر چاه کمکم استفاده از قنات تبدیل به استفاده از چاه شد و قنوات به مخرویهها تبدیل شدن و مقدار کمی از آناه فعال ماندهاند. با کاربرد بیشتر پاه به جای قنات سطح آب پایین رفته و منطقه از قبل خشکتر شد و دیگر نزولات جوابگوی آب کسر شده نشد. در این تحقیق ما قنات و چاه را مقایسه قرار داده و به بهبود قنوات برای استفاده بهینه از آب پی برده شد.

کلمات کلیدی: استحصال آب، اقلیم، چاه، کاهش نزولات، قنات

مقدمه
فلات ایران به دلیل غلبه اقلیم خشک و گرم بر بیشتر وسعت آن، دراغلب جاهای آن از منابع آب سطحی مطمئن برخوردار نبوده است . از این رو سهم عمده آب مورد نیاز به خصوص نیمه شرقی، از منابع تحت الارضی و به وسیله فن قنات استحصال می شود . قدیمیترین سند مکتوب در مورد قنات، در اورارتو توسط سارگون46 دوم پادشاه آشور یافت شد که مربوط به عصر اورسای47 اول، حاکم اورارتو میباشد.

در مناطق کوهستانی مردم از چشمهها و برکهها برای تامین آب خود استفاده کرده ویا در مناطقی دیگر از آب زهآب استفاده می کردهاند. با گرمتر شدن آب و هوا و درنتیجه خشک شدن چشمهها مردمان به فکر تامین آب از راههای گوناگون شدند که از جمله میتوان به قنات و جدیدتر به چاه اشاره نمود. از قدیم الایام مردمان فلات مرکزی ایران با قنات آشنابوده و دارای علم ایجاد قنات بودهاند، ولی به دلایلی از جمله تغییرات آب قنات در تابستان و بحث مالکیت وغیره و از طرفی فن کندن چاه به وسیله ابزارالات مردمان این سرزمینها را به طرف چاه و کندن چاه در حریمهای قنوات کشانده و باعث افت سطح آب زیرزمینی شده و آب از دسترس قنات و مردمان مصرف کننده آب قنات پایین-رفته و دیگر حفر قنات عمیق تر به صرفه نبوده و رو به سوی چاه یشتر و بیشتر شده است.

در این تحقیق ما مختصری در مورد راههای استحصال آب بحث کرده و در پایان چاه و قنات را مورد مقایسه قرار داده و از این مقایسه نتیجه گیری کردهایم.

شرح تحقیق
برای استحصال آب راههای مختلفی ذکر شده است. روشهای استحصال آب را کلا به دو گروه تقسیم کرده اند: الف- طبیعی ب- مصنوعی از انواع روشهای طبیعی میتوان چشمه، زهآب را می توان نام برد که در اینجا آب به طور طبیعی وبا نیروی ثقل از

زمین خارج می شود و هیچ نیروی بشری درآن دخالت ندلرد و در انواع روشهای مصنوعی نیز میتوان قنات، چاه را نام برد که در اینجا بشر به کمک نیروی ثقل و پتانسیل توانسته به استحصال منابع آب دست پیدا کند.

چشمه :
وقتی آب زیر زمینی بصورت طبیعی در یک نقطه از سطح زمین ظاهر گردد چشمه نامیده می شود، که دلیل آن وضع ژئولوژی و مورفولوژی وبالاتر بودن سطح ایستابی منبع از نقطه خروج میبا شد. چشمه ها درانواع مختلف ازنظرآبدهی وجود دارندکه بعضیها فصلی هستند یعنی تا زمانی که سطح ایستابی در داخل سفره تغذیه کننده، بالاتر از محل ظهور باشد چشمه آبدار بوده ودرصورتی که پایین تر باشد، چشمه خشک می شود.

زهآب :
چشمهای است که در سطح بیشتری از زمین ظاهر میگردد و ممکن است دنباله رودخانه باشد و یا در سطح زمین ظاهر شود و معمولادراطراف زهآب که سطح آب زیر زمینی بالاست آثار سبزی ملاحظه میگردد و گاهی مراتع خوبی را ایجاد میکند.علت ظهور زهآب مانند چشمه است که ناشی از شرایط خاص زمین شناسی و مرفولوژی و سفره آب زیر زمینی است.

چاه :
در زمان قدیم از چاه های دستی جهت تامین آب برای شرب یا دامداری و مزارع کوچک بهره گیری میشده است.بطور کلی چاهها را دو گروه تقسیم می کنند:

الف-چاه عمیق ب-چاه نیمه عمیق الف-چاه عمیق: اینگونه چاهها بوسیله دستگاه حفر میگردندو میتوان آنها را به مقدار کافی در زیر سطح ایستابی حفر

نمود و با وجود دستگاههای دورانی، حفاری در سازندهای سخت هم امکان پذیراست.
ب-چاه نیمه عمیق : اینگونه چاهها در مناطقی که امکان بهره گیری ازچاههای عمیق وجود ندارد مورد استفاده قرار میگیرد.

قنات :
مجموعهای از چند میله و یک کوره(راهروی زیرزمینی ) که با شیبی کم تر از شیب سطح زمین آب موجود در لایه آبدار مناطق مرتفع زمین یا رودخانه ها یا مردابها وبرکه ها را به کمک نیروی ثقل وبدون کاربرد نیروی کشش وهیچ نوع انرژی الکتریکی و حرارتی با جریان طبیعی جمع آوری میکند وبه نقاط پستتر میرساند. بهعبارت دیگر قنات را میتوان نوعی زهکش زیرزمینی دانست که آب جمع آوری شده توسط این زهکش به سطح زمین آورده میشود.

شرایط هیدروکلیماتولوژی کشور سبب شده که از گذشتههای دور به منابع آبهای زیرزمینی توجه خاص شود. بهره برداری از این منابع از هزاران سال پیش توسط ایجاد قنات صورت گرفته است. به طوری که قنات جزئی از زندگی، تاریخ وفرهنگ مردم این سرزمسن به حساب میآید(آغاسی و امامی میبدی.(2000 با تمام اهمیتی که قنات داشته و دارد، تاکنون هیچ اقدام اساسی در جهت استفاده ازتکنولوژیهای جدید برای اصلاح، احیا، بازسازی، نگهداری و رفع معایب و مسائل قنات در دنیای امروزی صورت نگرفته است(کردوانی.(2004

ما در اینجا قنات را بیشتر مورد تحلیل قرار داده و آن را با چاه مورد مقایسه قرار میدهیم:
قنات در لغت به معنی نیزه و جمع آن قنوات ، قنیات که بعدا به معنی کانال و مجرای آب و معادل کاریز به کار رفته است. این کلمه در زبان اکدی و آشوری به شکل قانو، در عبری به صورت قنا و قانو و در لاتین به صورت کانا دیده می شود . معادل فارسی این کلمه کاریز و کهریز است . اولین باری که از تامین آب یک سکونتگاه با قنات نام برده شده ، کتیبه های سارگون دوم پادشاه آشور است.

قنات و تامین آب :
قنات به علت اینکه از سفرههای زیرزمینی سطحی برای تامین آب خود استفاده میکند، در این صورت به منابع زیرزمینی کمتر فشار آورده و استفاده کنندههای آن نیز با توجه به میزان آبدهی وتوان آن درسال، از آن بهره برداری میکنند. در سالهایی که میزان آب دهی آن کم است در مصرف آن حداکثر توجه لحاظ میشود. پس مصرف کنندهها با توجه به میزان بارندگی سالانه و اقلیم منطقه ازآب قنات استفاده می کنند. این طرز فکر محدودیت آب قنات به نوعی مصرف صحیح و بهینه را در بخش آب به همراه خواهد داشت و مانند چاه که هر وقت، هرمقداررا که بخواهد و بتواند استحصال کند(البته با فشار برمنابع زیرین) نیست.

تقستم بندی قنات :
الف-تقسیم بندی قنوات برحسب طول -1قنوات کوتاه:هر چه باران سالیانه مناطق بیشتر باشد طول قنوات کمتر و عمق مادر چاه آنها نیز کمتر است.چون در

اراضی کوهپایه ها ودامنه شیب زمین زیاد است و لایه های قابل نفوذ و غیر قابل نفوذ به دلیل شیب زمینی نسبت به هم متمایلند پس از حفر چند متر از کوره قنات به لایه غیر قابل نفوذ میرسند وبه قسمت تره کار قنات بر خورد میکنند.غالبا طول این قنوات از چند صد متر تجاوز نمیکند و بده آنها بر حسب بارندگی در سالهای مختلف متغیر است. -2قنوات طویل:هر چه باران سالانه مناطق کمتر باشد طول قنوات بیشتر وعمق مادر چاه آنها نیز بیشتر است.

ب-تقسیم بندی قنوات بر حسب بده -1قنوات با بده ثابت و همیشگی:این قنوات دارای طول زیاد حوضه آبدهی وسیع و کورهای عمیق نسبت به سطح

زمین هستند و غالبا در دشتها واقعند بده آنها ثابت و همیشگی است وذر فصول مختلف سال نوسانات بده آنها چندان محسوس نیست.

-2قنوات با بده متغیر و فصلی :قنواتی که در اراضی شنی واقعند و عمر آنها به موازات رودخانه ها یا مسیل ها است

.مقدار بده آنها تابع میزان بارندگی و آب رود خانه ها یا سیلاب است. این قناتها در واقع زهکش رودخانه ها ومسیلها هستند.

ج-تقسیم بندی قنوات بر حسب عمق -1قنوات عمیق:در مناطقی که لایه غیر قابل نفوذ در اعماق چند صد متری قرار گرفته و ضخامت لایه قابل نفوذ زیاد

است آب به حکم طبیعت تا جایی که بتوا ند نفوذ میکند و در نهایت در سطح لایه غیر قابل نفوذ جاری میشود.عمق مادر چاه و میلههای تراین نوع قنوات بیشتر از 30 متر است.

-2قنوات سطحی :عمق لایه قابل نفوذ نسبت به سطح زمین کم استوآب پس از نفوذ و طی چند متری به لایه غیر قابل نفوذ میرسد وجاری میشود.عمق مادر چاه و میله های این قنوات کمتر از 30 متراست.

د-تقسیم بندی قنوات برحسب ساختمان -1قنات های چند شاخه : منظور قنات هایی است که در بالا دست ویا پایین دست دارای کوره متعددی می باشند. اگر

کوره در بالا دست و نزدیک به مادر چاه حفر شده باشد هدف استحصال آب زیرزمینی واگر در پایین دست چند شاخه شده باشد هدف انتقال آب به نقاط مختلف وتوزیع آب می باشد
-2قنات های دو طبقه : منظور قنات هایی است که در دو تراز مختلف دارای دو کوره می باشند.قنات اردستان از این نوع می باشد .

-3قنات های دو قلو : منظور قنات هایی است که دو کوره در یک تراز و مجاورهم ،در آنها ایجاد شده است .این قنات ها در راستای انتقال آب زیاد با ایمنی بالا ایجاد شده است.

تغذیه قنات:
 قنات با حوزه آب زیرزمینی
 قنات با آبگیری از رودخانه
 قنات با آبگیری از پساب ها و فاضلاب ها
 قنات با آبگیری به وسیله پخش سیلاب
عوامل موثر در آبدهی قنات:
-1وضع حوزه آبریز ومیزان بارندگی -2مناطق قابل نفوذ و مخروط افکنههای دشتها
-3ضخامت لایه آبده در قسمت تره کار و موقعیت سنگ کف -4 نوسان سطح آبهای زیر زمینی
-5قابلیت نفوذ لایه آبده در قسمت تره کار و خشکه کار -6 مرمت و نگهداری قنوات
-7میزان تبخیر در منطقه 8 -قابلیت نفوذ

پراکنش جغرافیایی قنوات در ایران:
در تمام استانهای ایران قنات وجود دارد ولی در مناطق خشک و کویری بیشتر است : استانهایخراسان رضوی– کرمان – یزد(بیشترین) – اصفهان – سمنان

کاربردهای گوناگون قنات:
-تامین آب شیرین در جزایر مناطق گرمسیرنظیر جزایر خلیج فارس

-تغذیه مصنوعی لایه های آبدارزیرزمینی به روش مهار قنوات
-تعادل زیستی با گرمای هوا(خنک کردن هوای داخل اتاقها)

-زهکشی آبهای سطح الارضی -شیرین کردن اراضی با احیای قنوات -به کار انداختن آسیابها
-مهار سیلابها و پرورش ماهی و....

مقایسه چاه با قنات : الف- مزایا

-1طولانی تر بودن عمر قنات نسبت به چاه عمیق -2اطمینان به تداوم آبدهی قنات بیش از تداوم ابدهی چاه عمیق در طول زمان

-3عدم وابستگی قنات به انرژی الکتریکی یا مواد نفتی موتور پمپ و سایر وسائل مکانیکی و الکتریکی که در نقاط دور افتاده ایران تامین آنها در حال حاضر با اشکالات فراوان روبرو است -4آسیب نرساندن کمی وکیفی به آبهای زیر زمینی توسط قنات به علت استفاده تدریجی آب -5قنات الگوئی از نظام کار تعاونی است -6قنات نقش زهکش را در مقیاس محلی منطقه ای ومملکتی دارد