بخشی از مقاله
دریاچه اورمیه، مسیر بحرانی احیا
مربوط به محور: عمومی
چکیده
در این مقاله ابتدا منحنی روند تغییرات رقوم سطح آب و مساحت دریاچه اورمیه در 50 سال اخیر، مقایسه تغییرات بارش و سطح آب دریاچه، منحنی تغییرات سطح و حجم آب دریاچه با توجه به رقوم سطح آب، زمین شناسی و مسائل مرتبط با آن ارائه شده است. بررسی نمودار بارش- تراز دریاچه نشانگر این واقعیت است که در سالهای اخیر روند کاهش تراز دریاچه مستقل از روند بارش حوضه آن میباشد. در ادامه، آوردها شامل جریانهای سطحی و زیرزمینی ومصارف آب، روند تغییرات اراضی زراعی و راندمانهای مصرف آب بررسی و با اشاره به نتایج آزمایشات انجام یافته، ضرایب ذخیره، نفوذپذیری، قابیلت انتقال و میزان آب رسوبات آبرفتی دریاچه که جزو خاکهای شور میباشد برآورد گردیده است. نتایج آزمایشات انجام یافته در بستر خشک دریاچه نشان میدهد که میزان ضرایب ذخیره و نفوذپذیری در آبرفت دریاچه بسیار پایین و به ترتیب برابر 0/3 درصد و 0/3-0/2 سانتی متر در ساعت در لایه 50 سانتیمتری خاک سطحی می باشد که از میزان آن در اراضی زراعی بالادست بسیار کمتر بوده( حدود 10 برابر کمتر) و در نتیجه محاسبات مقادیر آب نفوذی از سفره به دریاچه و میزان آب موجود در سفره آبرفتی نشان داد که امکان تغذیه مستقیم دریاچه از طریق سفره اطراف آن بسیار کم است و منابع آب سطحی تاثیر بسزایی در دریاچه دارد. نهایتا به وضعیت تبخیر در بستر خشک دریاچه، میزان تبخیر از دریاچه، رابطه آن با میزان شوری، میزان نمک اشباع در آب پرداخته و کل نمک موجود در دریاچه محاسبه و به عواقب خشک شدن دریاچه با مدنظر قرار دادن سونامی نمک و سونامی مهاجرت اشاره میشود، در پی آن کمبودها در دریاچه و لزوم انتقال آب از حوضههای مجاور به حوضه اورمیه و پتانسیل بهرهبرداری مورد کنکاش قرار گرفته و پیشنهادات قانونگذاری برای بستر و حریم دریاچه و اولویتهای اجرایی ارائه میگردد.
واژگان کلیدی: پسروی دریاچه ارومیه، مصارف در حوضه دریاچه، آورد حوضه اورمیه، پتانسیل بهرهبرداری، سونامی نمک.
1
-1 مقدمه
دریاچه اورمیه در منابع تاریخی با عنوانهای دریاچه اورمیه، دریاچه چیچست (شبستر) و دریاچه آذربایجان قید شده است. منابع تامین کننده آب این دریاچه عبارتند از جریانهای سطحی رودخانهها، جریانهای آبهای زیرزمینی و بارش مستقیم به سطح دریاچه، آبهای سطحی شامل 13 رودخانه دائمی، 7 رودخانه فصلی و 39 جریان سیلابی می باشد.
طبق تحقیقات زمین شناسی دریاچه اورمیه که دومین دریاچه شور دنیا بعد از بحرالمیت است، 500-400 هزار سال عمر دارد و آب مورد نیاز آن از دو کوه پر برف سهند و سبلان درآذربایجان، و کوههای غرب دریاچه تأمین می شود. شوری آب این دریاچه ناشی از شوری رودخانه آجیچای میباشد.
دریاچه اورمیه بیش از یک دهه است که رو به خشکشدن نهاده و با توجه به مشکلات عدیدهای که این پسروی میتواند برای زیست بوم منطقه ایجاد نماید، بررسیهای زیادی جهت تعیین عوامل پسروی و راهکارهای آن انجام یافته است. بررسی تغییرات بارندگی در دو ایستگاه مجاور و سطح آب دریاچه نشان میدهد علیرغم بوجود آمدن ترسالی و تغییر جهت منحنی بارش در منطقه، روند کاهشی در سطح آب دریاچه همچنان ادامه دارد و چنین نتیجه حاصل میگردد که عملا تاثیر خشکسالی در روند عمومی تغییرات سطح آب دریاچه قابل اغماض میباشد و پارامترهای انسانی در وضعیت فعلی دریاچه نقش اصلی را دارند. (قبل از اینکه دریاچه اورمیه به وضعیت کاملا بحرانی برسد تعدادی از کارشناسان بدون پشتوانه علمی و جهت توجیه موضوع و بهویژه جهت کم اهمیت نشان دادن خشکشدگی دریاچه، تاثیر اقلیم را تا 70 درصد ذکر میکردند .[26] با توجه به این فضا و از طرف دیگر با بحرانیتر شدن وضعیت دریاچه، اخیرا تعدادی از کارشناسان و بیشتر براساس نتایج بسیار کلی و از جمله نتایج نرم افزار MAPLE توانستند تاثیر اقلیم را کاهش داده و تا حدود 30-20 درصد ارزیابی کنند.[26] در عین حال با توجه به اینکه در دریاچه وان در فاصله 147 کیلومتری و دریاچه سوان (گؤیجه گؤل) کاهش عمق قابل ملاحظهای مشاهده نگردیده لذا تاثیر اقلیم در مورد دریاچه اورمیه منتفی شده قلمداد میشود).
تهیه مغزههای رسوبی از بستر دریاچه به تعداد 16 مغزه و بررسی ویژگیهای نوع کانیهای تبخیری نشان میدهد اگرچه در نواحی کرانهای دریاچه آثار خشکشدگی به تناوب دیده میشود ولی در بخش اصلی دریاچه حداقل در 13000 سال گذشته 6/5) متر رسوبات بستر با توجه به نرخ رسوبگذاری 0/5میلیمتر در سال) محیط دریاچه ای و رسوبگذاری پیوسته دیده میشود، دادههای لرزهای موجود نیز موید این نکته میباشد، در این دوره حتی دردورههای خشکسالی وسیعی که در کشور رخ داده و دریاچههای کم عمق مهارلو، میرآباد، زریوار خشک شدهاند، اما دریاچه اورمیه هرگز خشک نشده است بنابراین تغییر اقلیم و به ویژه افزایش تبخیر در سالهای اخیر اگرچه عاملی در کاهش تراز دریاچه محسوب میگردد اما علت خشکشدن دریاچه اورمیه نیست، بنابراین عامل مهم در کاهش تراز آب امروزی دریاچه اورمیه عوامل آنتروپوژنیک (انسانی) میباشد.[5]
-2 مواد و روشها
در دریاچه اورمیه منحنی سطح و حجم اندازهگیری نشده است لذا از دادههای ماهوارهای استفاده میگردد .[26] اندازهگیری ضریب قابلیت انتقال سفره، با حفر تعداد 12 حلقه چاه اکتشافی در دشت مهاباد توسط مشاور الکتروپروجکت در سال 1344 انجام شد، عمق چاهها تا 5/6 متر از سطح زمین بود .[19] در سال 1389 نیز از طرف سازمانآب منطقهای آذربایجانغربی سه چاه اکتشافی حفر گردید و در آنها ضریب قابلیت انتقال اندازهگیری شد. در محدوده شبکه مهاباد با هدف علتیابی مشکلات زهاب شبکه، در سه محدوده شامل اراضی زراعی، بایر و بستر دریاچه ضرایب نفوذ قایم و افقی توسط شرکت مهندسین مشاور فرازآب اندازهگیری شده است. نحوه اندازهگیری ضریب قابلیت انتقال، نفوذپذیری قائم و افقی، ضریب ذخیره به روشهای زیر بوده است:
-چاهها با روش روتاری حفر شد و ضرایب هیدرودینامیکی با روش تایس، ژاکوب و برگشت محاسبه شد.
-ضریب آبگذری((hydraulic conductivity با روش چاهک معکوس(پورشه) و تزریق به چاهک سطحی(ارنست)انجام شد. -نفوذپذیری قائم (infiltration) با روش استوانه مضاعف انجام شد.
2
-3 نتایج -1-3 منحنی تغییرات سطح و حجم آب دریاچه با توجه به رقوم سطح آب
بر اساس دادههای موجود منحنی سطح و حجم آب دریاچه نسبت به تراز آب و بارش تهیه و در شکل (1) ارائه شده است.
شکل شماره(:(1 نمودار سطح و حجم دریاچه نسبت به تراز آب و نمودار تغییرات بارش منطقه و تراز آب دریاچه
-2-3 منحنی روند تغییرات رقوم سطح آب و مساحت دریاچه
بر اساس تفاهمنامه مشترک[2] و منحنی تغییرات رقوم آب (اخذ شده از شرکت آب منطقه ای آذربایجان غربی) و سطح و حجم دریاچه [28]، اعداد زیر قابل استخراج میباشد:
- حداکثر تراز آب دریاچه 1277/95 متر(سال (1374، سطح 7000 کیلومتر مربع و حجم 53 میلیارد مترمکعب.
- متوسط تراز آب دریاچه 1275/37 متر، سطح 5000 کیلومتر مربع و حجم 37 میلیارد مترمکعب.
- حداقل تراز اکولوژیک آب دریاچه 1274/1 متر، سطح 4300 کیلومتر مربع و حجم 31 میلیارد مترمکعب.
- حداقل تراز آب دریاچه در دراز مدت 1273/8 متر، سطح 4100 کیلومتر مربع و حجم 29 میلیارد مترمکعب.
- تراز کنونی آب دریاچه در سال 92 برابر با رقوم 1270/6 متر، سطح 2700 کیلومتر مربع و حجم 15 میلیارد مترمکعب. در شکل شماره((2 تغییرات سطح و حجم آب دریاچه در دوره 48 ساله نشان داده شده است.
شکل شماره(:(2 تغییرات سطح و حجم آب دریاچه در دوره 48 ساله
-3-3 احجام آب ورودی دریاچه و مصارف
میزان بارش دراز مدت 340 میلیمتر و حجم بارندگی میانگین بلند مدت 17/84 میلیارد مترمکعب در سال میباشد .[1] سطححوضه آبریزدریاچه اورمیه51/8 هزارکیلومترمربع و ضریب جریان سطحی متوسط 40 ساله 30/1 درصد، حجم جریانهای سطحی میانگین بلندمدت ورودی به دریاچه، برابر 5/56 میلیارد مترمکعب درسال میباشد.[1]
در منطقه 62636 حلقه چاه با 1/7 میلیارد متر مکعب تخلیه آب گزارش شده است. مجموع حجم آب قابل تنظیم 53 عدد سد در دست بهرهبرداری حدود 2میلیارد مترمکعب میباشد. و مجموع حجم آب قابل تنظیم سدهای در دست اجرا و مطالعه نیز حدود 2میلیارد مترمکعب می باشد و در حال حاضر اراضی پایاب این سدها با روشهای سنتی آبیاری شده و تقریبا همین مقدار آب را بصورت مستقیم برداشت مینمایند.
3
از سال 1357 تا 1385 سطح زیر کشت در حوضه دریاچه از 150 هزار به 400 هزار رسیده است؛ این رقم در حال حاضر به 560 هزار هکتار افزایش یافته است. با راندمان پایین آبیاری غرقابی در حدود 36 درصد و مصرف10347 مترمکعب در هکتار [1] نزدیک به 5/8 میلیارد مترمکعب آب مصرف میگردد؛ مجموع آب تنظیمی طرحهای توسعه منابع آب و حجم برداشتهای مستقیم از منابع آب حوضه بیش از 90 درصد پتانسیل منابع آب سطحی می باشد.
-4-3 بررسی ضریب ذخیره و ضریب قابلیت انتقال رسوبات دریاچه
با توجه به دادههای چاههای اکتشافی دشت مهاباد در ابتدای بستر دریاچه، عمق آبرفتها در محدوده داخل بستر دریاچه به رقم 50-40 متر میرسد، ضریب قابلیت آبگذری چاههای اکتشافی برای عمقهای سطحی در ابتدای دشت مهاباد (T=22/75 m2/d)، در میانه دشت (T=9/9 m2/d)، و در بخش انتهایی (T=6/81 m2/d) می باشد.[19] ضریب قابلیت انتقال در سه چاه اکتشافی آب منطقهای برابر 510 متر مربع در روز با عمق سفره 48 متر در ابتدای بستر دریاچه میباشد. ضریب ذخیره آبرفت بسیار نازل و در انتهای دشت و در ورودی بستر دریاچه، حداکثر به 0/3 درصد میرسد.
-5-3 اندازه گیری نفوذپذیری قایم و افقی
نفوذپذیری قایم (infiltration) در اراضی بایر و بستر دریاچه بسیار نازل به مقدار 0/3-0/2 سانتیمتر در ساعت در لایه 0/5 متری خاک سطحی می باشد در حالیکه در اراضی زراعی 10 برابر بیشتر میباشد (جدول شماره .(1
جدول شماره(:(1 نتایج اندازه گیری نفوذ پذیری قائم رسوبات دریاچه
اندازه گیری نفوذپذیری افقی (ضریب آبگذری ویا هدایت هیدرولیکی (hydraulic conductivity نشاندهنده رقم متوسط 3 متر در روز در بستر دریاچه میباشد. نتایج اندازهگیری نفوذپذیری افقی در جدول شماره((2 ارائه شده است.
جدول شماره :(2) نتایج اندازه گیری نفوذپذیری افقی
-6-3محاسبات مقادیر آب نفوذی از سفره به دریاچه و حجم آب رسوبات آبرفتی بستر خشک دریاچه
با مدنظر قرار دادن اطلاعات فوق محاسبه میزان آب موجود سفره و میزان انتقال آب توسط این سفره به طرف دریاچه به شرح زیر خواهد بود:
-با توجه به ضخامت آبرفت سفره در نزدیکی بستر دریاچه برابر 40 متر، مقادیر متوسط k معادل 3 متر در روز و شیب 0/0005 به عنوان شیب هیدرولیکی و طول حداکثر محیط دریاچه برابر 300 کیلومتر کل آب قابل ورود از طریق سفره آب زیرزمینی اطراف دریاچه به صورت رابطه((1 محاسبه میشود.
Q=T*L*I=K*H*L*I, K=3m/d, H=40m, T=K*H=120 m2/day, L=300000 m, I=0.0005 (1) Q=120*300000*0.0005=18000 m3/day, Q=18000*365=6570000 m3/year=6.57 Mm3/year
4
که درآن Q دبی برحسب مترمکعب در روز، T قابلیت انتقال برحسب مترمربع در روز، L طول بر حسب متر، I شیب هیدرولیکی برحسب متر بر متر، K ضریب آبگذری بر حسب متر در روز و H ضخامت سفره بر حسب متر میباشد.
در صورتیکه ضریب قابلیت انتقال سفره برابر510 مترمربع در روز ملاک محاسبه قرارگیرد محاسبات به شرح زیرخواهد بود:
Q=T*L*I, T=K*H=510 m2/day, L=300000 m,I=0.0005 Q=510*300000*0.0005=76500 m3/day, Q=76500*365=27922500 m3/year=28 Mm3/year
-7-3محاسبه میزان آب موجود در سفره آبرفتی دریاچه (قسمت خشک بستر دریاچه)
-سطح بستر دریاچه در رقوم ماکزیمم 1277/95 متر معادل 7000 کیلومترمربع، سطح فعلی دریاچه معادل 2700 کیلومترمربع در رقوم 1270/6، سطح بستر خشک دریاچه 4300 کیلومترمربع و ضریب ذخیره 0/3-0/1 درصد میباشد. بنابراین کل آب موجود در سفره با استفاده از رابطه (2) محاسبه گردیده است.
(2) V= A*H*S=4300E6*40*0.3*0.01/1E9=0.5 , 4300E6*40*.1*.01/1E9=0.17
که در آن V حجم آب برحسب مترمکعب، A سطح برحسب مترمربع و S ضریب ذخیره برحسب درصد می باشد.
با توجه به محاسبات فوق کل آب موجود در سفره آبرفتی بطور متوسط 0/34 میلیارد مترمکعب میباشد و عملا معادل -8 12 سانتیمتر آب و برابر یک ماه تبخیر از سطح بستر خشک میباشد. از طرف دیگر این سطح عاملی برای تبخیر بوده و به علت ریز دانه بودن رسوبات، آب دریاچه عملا تحت نیروی مویینگی بالا آمده و تبخیر میشود.
-4بحث و نتیجهگیری -1-4 عدم تغذیه دریاچه توسط سفره آبرفتی بستر خشک دریاچه
با توجه به نتایج بند 6-3 ملاحظه میشود که تغذیه دریاچه از طریق سفره آب زیرزمینی بسیار نازل و در حد صفر میباشد 1) تا 5 در هزار) لذا هرگونه فرض وجود چاه آرتزین در داخل دریاچه اشتباه میباشد. (چنانچه قسمتی از کناره های دریاچه سنگی در نظر گرفته شود، رقم فوق کمتر نیز خواهد بود و قطعیت مطلب فوق فزونتر خواهد شد) .[20]
به عبارت دیگر هرگونه فرضیه مربوط به تغذیه دریاچه توسط آب زیرزمینی و یا جریانهای هیدروترمال در زیرزمین دریاچه با توجه به ضریب ذخیره بستر دریاچه در انتهای دشتهای منتهی به دریاچه در حدود 0/30 و روند تغییر آن در بستر اصلی، به رقمهای کمتر باطل می باشد. نبود هیچگونه چاه آرتزین در بسترخشک4300 کیلومترمربعی دریاچه 60) درصد سطح کلی دریاچه) نیز نشاندهنده درستی مطلب فوق میباشد. محاسبات فوق نشان میدهد، توان آبخوان دریاچه معادل عبور6/6 میلیون مترمکعب آب بوده که در مقابل آبهای سطحی معادل 5 میلیارد مترمکعب، حدودا یک در هزار میباشد.
-2-4لزوم کنترل تبخیر در بستر خشک با جلوگیری از ورود زهابها به این قسمت
با توجه به نتایج بند 7-3 یکی از راههای جلوگیری ازتبخیرآب دریاچه کنترل تبخیر در بستر خشک دریاچه می باشد، بویژه اینکه تبخیر در بستر خشک بیشتر از تبخیر در قسمت آبدار دریاچه میباشد زیرا در آنجا بخار اشباع و شوری مانع تبخیر زیاد از سطح میگردد ولی در بستر خشک نبود عوامل فوق، میزان تبخیر را زیادتر می کند. بنابراین ضروت دارد با ایجاد زهکشهای حائل در انتهای شبکه های آبیاری و ساماندهی رودخانهها این آبها را به قسمت اصلی دریاچه منتقل نمود .[20]
-3-4تبخیر در بستر خشک دریاچه و ساماندهی رودخانه ها جهت انتقال آب به دریاچه
در این قسمت بر مبنای دادههای فوق الذکر در همین بند به مواردی اشاره میشود که در نتیجه سهلانگاری موجب هدررفت صدها میلیون مترمکعب در بخشهای انتهایی رودخانه میگردد. در صورتیکه میتوان با هزینه بسیار نازل ساماندهی، این آبها را به داخل دریاچه هدایت نمود.
بازدیدهای انجام یافته از رودخانه مهاباد در محل ورود به بستر خشک دریاچه نشان میدهد با ایجاد مانع، آب رودخانه در اراضی مسطح پخش و تبخیر میگرددو در رودخانه گَدارچای در محل ورود به بستر خشک دریاچه با ایجاد موانع و انحراف آب به اراضی، جریان آب در پایین دست تماما قطع می گردد.
-با توجه به نتایج آنالیز دبهای دراز مدت آبدهی، متوسط آبدهی رودخانه گَدار، در دوره آماری سال 36- 88 برابر 356 میلیون متر مکعب درسال و در دوره آماری 10 ساله 88-78 (دوره کم آبی) برابر 174 میلیون مترمکعب درسال بدست میآید. همچنین آبدهی متوسط رودخانه مهاباد در ایستگاه گرده یعقوب (محل ورود به دریاچه) در دوره آماری 20 ساله
5
