بخشی از مقاله
چکیده
نفوذ دادن آبهای سطحی به داخل یک لایهی نفوذپذیر یا سفره آب را که لایه ای ناتراوا در زیر آن قرار گرفته باشد، تغذیه مصنوعی آب های زیرزمینی مینامند. امروزه تزریق زهآب بعنوان یکی از بهترین و کم هزینهترین روشهای بالا بردن میزان ذخیره آبهای زیرزمینی و مدیریت بهینه منابع آب نیز مطرح میباشد. تغذیه مصنوعی به دو صورت مستقیم و غیرمستقیم انجام میگردد که انتخاب نوع و روش تغذیه مصنوعی به عوارض توپوگرافی، شرایط خاک، وضعیت آب زیرزمینی منطقه و ...، بستگی دارد.
در این پژوهش، فرصتها و چالشهای استفاده از روشهای مختلف تغذیه مصنوعی با استفاده از زه-آبهای کشاورزی، شامل روش پخش آب، روش القایی، روش حفر چاه، بکارگیری استخرهای نفوذ و روش استفاده از بندهای کوتاه، تشریح گردیده و با بیان تجربههای اجرایی مرتبط در کشور، در مورد انتخاب روشی مناسب جهت تغذیه مصنوعی سفره-های آب زیرزمینی با استفاده از زهآبهای کشاورزی، بحث و بررسی شده است.
-1 مقدمه
امروزه کمبود منابع آب قابل دسترس و نیز مشکلات مربوط به استحصال آب از این منابع، به ویژه در کشورهای دارای اقلیم خشک و نیمه خشک مانند ایران، لزوم بکارگیری مدیریت مناسب و بهینه را در بخش آب کشور بخوبی نمایان میسازد. از طرفی با توجه به حجم و میزان بالای پسابهای تولیدی در کشور، اعمال یک مدیریت کارآمد در خصوص بهرهبرداری و استفاده مجدد از این پسابها میتواند به عنوان یکی از مهمترین و کاربردیترین بخشهای مدیریتی آب در کشور مطرح گردد.
با توجه به تولید مداوم و پیوسته پسابهای شهری و خانگی در طول سال و عدم امکان استفاده از این آب، برای کشاورزی در خارج از فصل کشت و نیز به منظور ممانعت از آلودگی محیطزیست و جلوگیری از به هدر رفتن این منابع آبی، یکی از بهترین روشهای قابل توصیه، بکارگیری فاضلابها برای تغذیه مصنوعی در مناطقی است که وضعیت خاک و آب زیرزمینی، شرایط لازم جهت این امر را میسر میسازد وقتی که فاضلاب در داخل خاک حرکت میکند غلظت تعدادی از ترکیبات آن به طور قابل ملاحظهای کم میشود.
عمق فوق باعث گرددمی که آب هرز به آب تازه شده تبدیل گردد. قسمت اعظم این تازه شدن در یک یا دو مترِ اولِ حرکت در خاک اتفاق میافتد. به طور کلی نفوذ دادن آب های سطحی به داخل یک لایهی نفوذپذیر یا سفره آب، که لایه ای ناتراوا در زیر آن قرار گرفته باشد را »تغذیه مصنوعی آبهای زیرزمینی« مینامند. تغذیه مصنوعی معمولاً به دو روش مستقیم و غیر مستقیم انجام میپذیرد. در روش مستقیم آب از طریق نفوذ سطحی و یا از طریق حفر چاه به داخل زمین نفوذ داده میشود در روش غیر مستقیم، با توجه به شرایط طبیعی و هیدرولوژیکی و ارتباط هیدرولیکی لایه آبدار با رودخانه و منابع آب های سطحی، از طریق تغذیه واداری این امر تحقق مییابد.
در چنین مواقعی امکان افزایش ذخیره و قدرت آبدهی سفرههای آب زیرزمینی حاصل گردیده که در نتیجه، با پمپاژ آب در فصول زراعی آتی میتوان کمک شایانی را به کشاورزی مناطق خشک نمود. از مزایای دیگر این طرح، عدم نیاز به فناوری-های پیشرفته و گرانقیمت است که این روش را به عملیاتی ارزان و در عین حال با کارآیی بالا تبدیل مینماید - حسن اقلی . - 1388 تغذیه مصنوعی میتواند انتخابی جالب توجه برای مقابله با رشد تقاضای آب و کاهش بودجه های عمومی برای منابع و تاسیسات آب باشد و علیرغم تنوع هزینههای جنبی تغذیه مصنوعی، آب حاصل از این روش بسیار ارزانتر از تامین آب به روش انتقال از راه دور و یا احداث سد، تمام میشود.
اجرای طرحهای تغذیه مصنوعی به منظور توسعه پایدار و حفاظت کمی و کیفی از منابع آب زیرزمینی، کاهش یا زدودن آلودگی از این منابع و در نهایت کمک به مدیریت مطلوب و بهینه منابع آبهای سطحی و زیرزمینی در یک منطقه انجام می-شود. در طرحهای تغذیه مصنوعی، آب مازاد، بهجای مخازن سطحی، در زیرزمین ذخیره شده ودر زمان مناسب مورد بهره-برداری قرار میگیرد. لایههای آبدار آزاد میتوانند بهعنوان مخازن بزرگی برای ذخیره آب بکار گرفته شوند .[3] آب در منافذ خالی اینگونه لایههای آبدار انبار میشود و موجب بالا آمدن سطح ایستابی میگردد. از آنجایی که آب زیرزمینی هرگز ساکن نیست، اگر از آبِ ذخیره شده استفاده نشود در بسیاری از دشتها این آب تدریجاً از منطقه خارج خواهد شد. ولی به دلیل حرکت نسبتاً کند آب زیرزمینی، با برنامهریزی صحیح میتوان بخش اعظم آب ذخیره شده را بازیابی نمود.
-2 روشهای مختلف تغذیه مصنوعی و امکان کاربرد آنها در منطقه
تغذیه مصنوعی به روشهای گوناگونی انجام میگیرد که مسلماً هر یک از روشها دارای شرایط خاصی بوده و با خصوصیات منبع تغذیه کننده و تغذیه شونده، بانضمام موقعیت مکانی آنها بستگی دارد. بنابراین میبایست سعی شود روش مناسب را با توجه به شرایط منطقه انتخاب نمود. انتخاب نوع و روش تغذیه مصنوعی به عوارض سطحی - توپوگرافی - محل، زمین شناسی- شرایط هیدرودینامیکی خاک سطحی و لایه های طبقات پائین، وضعیت آب زیرزمینی منطقه تا آب و هوا مقدار و کیفیت آب تغذیه شونده بستگی دارد و در شرایط به خصوص ارزش زمین وهدف مصرف کننده نیز میتوانند از عوامل مهم باشند3] و.[4 از این رو، پیش از انتخاب روش مناسب برای اجرای طرح لازم است روشهای مختلف تشریح شوند و امکانات کاربری هر روش با شرایط خاص منطقه مورد مطالعه قرار گیرد تا بتوان روش مناسب تغذیه مصنوعی را پیشنهاد نمود.
بطور کلی انواع روشهای تغذیه مصنوعی را میتوان به دو گروه روشهای مستقیم و غیرمستقیم تقسیمبندی نمود:
-1-2 تغذیه مصنوعی به روش غیرمستقیم
در روش غیرمستقیم یا »واداری« با حفر چاههای بهرهبرداری در نزدیکی یک منبع آب سطحی نظیر رودخانه یا دریاچه و آبگیری از آن، شیب هیدرولیکی موجود، تغییر داده میشود و در نتیجه تغذیه القایی از سوی منبع سطحی به سمت آبخوان صورت میگیرد. شکل - 1 - طرح شماتیک تغذیه مصنوعی را نمایش میدهد و در شکل - - 2 نیز فرآیند انجام شده در روش واداری نشان داده شده است. این روش بیشتر در مواردی بکار میرود که آب رودخانه یا دریاچه تمیز نباشد. با استفاده از این روش، آب مورد نظر تصفیه و قابل استفاده میشود. لزوم وجود منبع دائمی تغذیه در محل و نیز تراوا بودن کف و دیوارههای منبع تغذیه، از جمله معایب روشِ واداری است.
-2-2 تغذیه مصنوعی به روش مستقیم
در روش مستقیم، آب از منابع سطحی که از فواصل دور یا نزدیک منتقل میشود تا در جای مناسب و در محل مورد نظر به لایه آبدار وارد شود. این عمل به روشهای گوناگونی صورت میگیرد که بطور کلی شامل دو روش سطحی و غیرسطحی میباشد :[4]
-1-2-2 تغذیه مصنوعی سطحی
گسترش آب روی سطح زمین به منظور نفوذ آن به داخل زمین و پیوستن آن به سطح ایستابی، اساس روش پخش آب است. مهمترین عواملی که بر مقدار آب نفوذ کرده اثر میگذارند، اندازه سطح تغذیه و مدت زمان تماس آب با خاک میباشد. روشهای تغذیه مصنوعی از طریق پخش آب شامل روش استخر - حوضچه - تغذیه، کانال یا آبراهه طبیعی، نهر و جوی، پخش سیلاب و آبیاری سیلابی میباشد.
-1 -1-2-2 روش حوضچه تغذیه
در این روش ابتدا استخری با ساخت بند یا خاکریز و یا خاکبرداری ساخته میشود. سپس آب به داخل استخر مزبور برای تغذیه به درون زمین هدایت میشود.
