بخشی از مقاله
چکیده
در استانهای شمالی بیشتر بارندگیها در فصول غیرزراعی رخ میدهد و کشاورزان دریافتند که با احداث سازه-هایی همچون آببندان میتوان جریان آبهای سطحی ناشی از رواناب بارندگی و آب رودخانهها را در خارج از فصل آبیاری ذخیره نمود و در هنگام کم آبی به مصرف رساند .
در مطالعه حاضر 84 آببندان استان مازندران مورد بررسی قرار گرفت و با در نظر گرفتن مساحت، حجم مخزن و هزینه عملیات خاکی آببندانها، نمودار حجم نسبت به هزینه، سطح نسبت به هزینه و نمودار هزینه نسبت به حجم و سطح ترسیم و معادلات مربوطه استخراج گردید. نتایج نشان داد افزایش حجم از طریق افزایش سطح، هزینه اجرایی بیشتری نسبت به افزایش حجم با عمق مخزن در بردارد.
مقدمه
در استان های شمالی به دلیل وجود بارش فراوان و پراکنش نامنظم این بارش ها امکان مهار صددرصد آن وجود ندارد به همین دلیل از راهکارهای موثر برای استفاده بهینه از این منابع آبی، احداث آب بندان - تالاب - در سراسر منطقه شمال است. آببندان که مختص منطقه شمال کشور است در واقع یک استخر خاکی ذخیره آب هستند که از گود کردن، خاکبرداری یک محدوده، کوبیدن و ایجاد دیواره و حصار دور این محدوده به وجود آمده[1] که به دو صورت ثقلی و یا پمپاژ ، از آب رودخانهها و یا زهکشها تغذیه میشوند.
این سازه منحصر به فرد با توجه به سازگاری آن با محیط و قرار گرفتن در محدوده اراضی کشاورزی نقش عمدهای در تامین آب زراعی کشاورزان ایفا می کند .همچنین به دلیل پراکنش زمانی و مکانی بارندگیها و نامشخص بودن زمان و مکان بارش از یک طرف و عدم امکان ساخت سد در همه مناطق، وجود آببندانها در مناطق مختلف و گستردگی آنها در تمامی سطح استان جایگاه بسیار مهمی برای ذخیرهسازی آبهای سطحی دارد .
آب رودخانهها و هرزآبهای ناشی از بارندگی در فصول غیرکاشت از طریق کانالها و سفرههای آب زیرزمینی به داخل آببندانها هدایت شده و در فصول بهار و تابستان برای آبیاری مورد استفاده قرار میگیرند و به ازای هر هکتار آب-بندان، تا 5 هکتار اراضی شالیزاری مشروب میشود .هزینه تولید آب در یک متر مکعب آببندان 500تا1800 ریال میباشد، در صورتی که در سایر روشها - مثل سدها و ... - این رقم بالغ بر 4000 ریال است.
براساس اطلاعات موجود ساخت آببندانها از 3 هزار سال پیش تاکنون در استانهای شمالی رواج داشته که از حدود 200 سال پیش تاکنون به آن به عنوان یکی از مهمترین منابع تامین آب زراعی توجه ویژه شده است .مساحت کل آببندانهای گلستان، گیلان و مازندران 32 هزار و 973 هکتار است که 60 درصد آنها در استان مازندران قرار گرفته و 2/5 درصد مساحت استان را تشکیل میدهد [4]که 238 قطعه در حوزه البرز - بابل، بابلسر و جویبار - ، 150 قطعه در حوزه تجن، 99 قطعه در حوزه هراز و 61 قطعه در حوزه چالوس قرار دارند
آببندان نمونه ارزشمندی از دانش یا فناوری بومی مردمان این سرزمین برای استفاده مطلوب از آب است .این آبBبندانBها بواسطه سازگاری با محیط زیست، به عنوان زیستگاه پرندگان و حیات وحش و ایجاد منظرهای زیبا از یک سو و از سوی دیگر هزینهنسبتاً پائین نگهداری و بهرهبرداری در مقایسه با حفر و تجهیز چاه های عمیق و نیمه عمیق از دیرباز مورد توجه بوده است.
این منابع آبی با هدف ذخیرهسازی آب برای فعالیتهای کشاورزی، تأمین آب شرب برای دام و همچنین پرورش ماهی، تغذیه چشمهها و آبهای زیرزمینی احداث میشود که ساخت و نگهداری و بهره برداری از آنها مستلزم تکنولوژی خاص و پیچیده نمیباشد و تنها روشی است که توسط مشارکتهای مردمی ساخته شده و بهرهبرداری از آن با مشارکتهای مردمی صورت میپذیرد .علاوه بر این از مهمترین مزایای استفاده از آببندان، میتوان به امکان پذیر نمودن کشت دوم و جمع کننده زهآب در اراضی بالادست و افزایش راندمان آب آبیاری و جلوگیری از پیشروی آب شور دریا به طرف اراضی جلگهایی ساحلی اشاره نمود
مشخصات عمومی آببندان:
در مطالعه وضعیت آببندانها بررسی مشخصات عمومی آنها در اولویت قرار میگیرد .این مشخصات تعیین کننده مطالعات گسترده در زمینه آبگیری آببندان، سطح آبخور هر آببندان، مسائل مربوط به بهسازی و لایروبی و سایر مطالعات فنی است که در آینده میتواند به عنوان زمینههای لازم بمنظور تدوین ضوابط و معیارهای فنی در توسعه آنها، ایجاد زمینه های مشارکت و همگرایی دستگاه های اجرایی در توسعه آببندانها، هویت بخشی به آببندانها به عنوان میراث و سرمایه ملی و جلوگیری از تعرض به حریم و بستر آنها اشاره نمود که از آن میتوان به راهکارهای عمده حفظ، توسعه و بهسازی آببندانها عنوان نمود .این مشخصات بطور خلاصه در زیر بیان میشود:
· طول و عرض:
اگر دو مخزن با مساحت برابر در نظر گرفته شود، مخزنی که نسبت طول به عرض آن بزرگتر باشد به دلیل افزایش محیط نسبت به مساحت در آن، با توجه به ازدیاد نفوذ جانبی، سرعت نفوذ بیشتری نسبت به مخزن دیگر دارد .بنابراین در طراحی و اجرای آببندانها در صورتی که محدودیتهای طبیعی و اجرایی وجود نداشته باشد، جهت کاهش نفوذ آب، بایستی سعی گردد در حد امکان طول حوضچهها کمتر و عرض آنها بیشتر در نظر گرفته شود. [7]
· ارتفاع دیواره با افزایش ارتفاع آب در مخازن، مساحت زمین لازم برای ذخیره آب کاهش مییابد، در نتیجه سطح آزاد آب و همچنین تبخیر از آن نیز کاهش مییابد .بنابراین در طراحی آببندان تا جایی که امکان دارد ارتفاع دیواره را باید بیشتر در نظر گرفت تا در یک مساحت ثابت حجم آب بیشتری را ذخیره کرد.
· شکل آببندان:
آببندانها - مخازن ذخیرهاییعمدتاً - به صورت مربعی، مستطیلی و دایرهایی احداث میشوند که محیط آببندان دایرهایی کمتر از مربعی و مربعی کمتر از مستطیلی است .بنابراین حجم عملیات خاکی و به دنبال آن هزینه اجرایی آببندان دایرهایی شکل به مراتب کمتر از سایر آببندانها می باشد.
با توجه به اینکه در یک سطح مساوی، نسبت محیط به مساحت آببندانهای دایرهایی کمتر از بقیه است در نتیجه تلفات نفوذ در این حالت کمتر است .بنابراین با توجه به حجم خاکریزی کمتر، هزینه اجرایی کمتر و تلفات نفوذ کمتر، بهتر است آببندانها به شکل دایره-ایی احداث شوند و یا حدالامکان بیضوی باشند.
کاهش سطح یکی از راهکارهای کاهش تلفات آب از مخازن:
· کاهش تلفات تبخیری:
تبخیر یک فرآیند سطحی است و از این رو کاهش سطح مخزن منتج به کاهش قابل توجه تلفات تبخیری میگردد .یک مخزن با عمق بیشتر و سطح کمتر دارای تلفات تبخیری کمتری نسبت به استخری با حجم یکسان ولی با عمق کم و سطح بزرگتر میباشد.
· کاهش تلفات نشت:
تلفات نشت و فرونشست از طریق سطح خیس شده مخزن انجام میشود لذا در هنگام طراحی، سطح خیس شده باید حداقل در نظر گرفته شود .این کار با انجام افزایش شیب جانبی و همچنین افزایش عمق مخزن انجام صورت میپذیرد.
در مازندران، بیش از 50 هزار هکتار از اراضی شالیزاری و سایر محصولات کشاورزی از طریق این آببندانها آبیاری میشود و با توجه به این که سالیان درازی است که این سازه سنتی متولی خاصی ندارد، بلاتکلیف رها شده و نسبت به مرمت و بازسازی اساسی آن اقدامی صورت نگرفته است .بیشتر آببندانها به علت انباشته شدن رسوبات و لجن و نیز فرسایش دیوارهها حجم مفید مخزنی خود را از دست داده و عمق متوسط آب در بسیاری از آنها به کمتر از یک متر رسیده است.
بهسازی آببندان-ها، شامل جنبههای مختلف لایروبی، دیوارسازی و بالا بردن ارتفاع دیوارها، کنترل ورودیها و خروجیها، ایجاد بندهای انحرافی برای تأمین آب مورد نیاز آببندانها و ... بوده که بررسیها نشان میدهد قریب به 70 درصد آببندانهای استان مازندران نیاز به بهسازی دارند .از آنجائیکه آببندانهای وسیع این منطقهعموماً مشکل لایروبی داشته و با توان مالی محدود کشاورزان، عملیات لایروبی یک بار در هر 10 سال و یا بیشتر انجام میپذیرد، به گونهای که بیشتر این آببندانهای وسیع شبیه تالاب گردیدهاند.
در همین راستا هدف از این مطالعه بررسی آببندانها از لحاظ ابعاد طراحی و ارائه حجم و سطح بهینه آببندان با توجه به هزینه عملیات خاکی بود .
مواد و روشها
حوزه مورد مطالعه واقع در استان مازندران و در محدوده اراضی شهرستانهای گلوگاه، بهشهر، نکا، ساری، قائمشهر، جویبار، بابل، آمل، محمودآباد، نور، بابلسر و فریدونکنار قرار دارد که از شمال به دریای خزر، از جنوب به ارتفاعات البرز، محدود میشود .شکل - 1 - پراکندگی آببندانهای استان را نشان میدهد.
آببندانهای منطقهمعمولاً 10 تا 30 درصد تنظیم آب را علاوه بر حجم هندسی دارا بوده و مورد استفاده قرار میگیرند .اولین آبگیری آببندانها قبل از شروع خزانهکاری و در زمان فراوانی آب - اواخر پاییز تا اواخر زمستان - انجام میگیرد .همچنین در مواقع مناسب - در زمان بارندگی و یا شبها - که قطع آب زارعین هیچگونه خللی در آبیاری مزارع برنج ایجاد نمینمایند، آبیارها آب مازاد انهار را به آببندان-های پاییندست انتقال میدهند .در زمان بارندگیهای بهار و تابستانه نیز رواناب سطحی دشت در انهار سنتی جریان یافته و به آببندانها منتقل میشوند
شکل: - - 1پراکندگی آببندانهای استان مازندران در حوزه8 گانه
