بخشی از مقاله
چکیده:
آب زیرزمینی یکی از مهمترین منابع آب می باشد و تغذیه مصنوعی آن یکی از فنون مهم مدیریتی است. پایین افتادن سطح آبهاي زیرزمینی در اثر بهره برداري زیاد ، مشکلاتی نظیر؛خشک شدن قنوات وچشمه ها،نشست زمین وبسته شدن منافذ موجود،افزایش آلودگی آب ،پیشروي آب شور در مناطق ساحلی، جیره بندي آب،گسترش بیابان ها و تنش هاي ناحیه اي ،ملی و بین المللی را پدید آورده است.
با انجام طرح هاي تغذیه مصنوعی،می توان بخشی از مشکلات اشاره شده را مرتفع نمود.در این مقاله از روش هاي تغذیه مصنوعی سطحی سه روش پخش سیلاب، ایجاد حوضچه هاي مصنوعی وسیع وافزیش تراوش با گسترش پوشش گیاهی خاکها و از روش هاي تغذیه زیرزمینی سه روش احداث سدهاي زیرزمینی، استفاده از چاههاي معمولی و عمیق و تغذیه واداري تشریح گردیده است.هر کدام از روش هاي بحث شده در شرایط بخصوصی قابلیت اجرا و کاربرد دارد که در مقاله به شرایط و مطالعات مورد نیاز براي اجراي طرح هاي تغذیه مصنوعی پرداخته شده است.
-1 مقدمه
با توجه به نرخ رشد جمعیت در جهان که درحال حاضر حدود 2 درصد است تخمین زده میشود که نیاز به آب در شرایط حاضر هر 35 سال به دو برابر افزایش میابد. در مناطق خشک به دو دلیل نیاز به آب بیشتر از مناطق مرطوب است: – 1 در مناطق خشک آب عامل محدودکننده است و توسعه منابع دیگر نیز به آن بستگی دارد. – 2 در مناطق خشک سطح زندگی مردم پایین است و بالارفتن سطح زندگی موجب می شود مصرف آب افزایش پیدا کند. متاسفانه منابع آب معمولا در جاهایی که نیاز به آب کمتر است متمرکز هستند و در مناطقی که آب در توسعه کشاورزي و نهایتا رشد اقتصادي و صنعتی نقش زیادي دارد کمیاب هستند.
همچنین در فصولی که مصرف آب کم است مقدار آن زیاد میباشد و در زمانی که حداکثر نیاز به آب وجود دارد مقدار آب قابل دسترس نسبتا کم میباشد - سازمان ملل ،. - 1964 آب زیرزمینی یکی از مهمترین منابع آب می باشد و تغذیه مصنوعی آن یکی از فنون مهم مدیریتی است. آب زیرزمینی 0/6 درصد از آب دنیا را تشکیل می دهد که 67 برابر0/009 درصد آب رودها و دریاچه هاست - بوئر،. - 1978 در بسیاري از کشورهاي خشک جهان و به خصوص ایران ، اصلی ترین منبع تامین آب، ذخایر آب زیرزمینی است . با پیشرفت فناوري ، بهره برداري از این ذخایر، در چند دهه اخیر روبه فزونی گذاشته و در نتیجه روند افت سطح ایستابی و کاهش این ذخایر را بدنبال داشته است.
این امر مدیریت صحیح و علمی منابع آب زیرزمینی را به طور جدي، مد نظر مسئولان و دست اندرکاران قرار داده است - کردوانی 1380؛فتر، . - 1994 اهمیت بیش از پیش عملیات تغذیه مصنوعی از آنجا آشکار می شود که امروزه در بخش مدیریت منابع آب، شاید دیگر نتوان روش سنتی ساخت تعداد هر چه بیشتر سد را بهترین گزینه ممکن فنی و اقتصادي جهت تامین آب دانست. زیرا علاوه بر افزایش مشکل رسوبگذاري و تقلیل شدید عمر مفید سدها، کاهش روزافزون تعداد مکان هاي مناسب براي ساخت و بناي سدهاي جدید را نیز بایستی از مشکلات مهم در این خصوص به شمار آورد - بوئر،. - 1994 هدف از مدیریت آب زیرزمینی، طولانی کردن مدت استفاده از منبع و حفظ کیفیت آن است، به گونه اي که آب مازاد مصرف و هدر رونده، در داخل زمین ذخیره شود تا در هنگام کمبود آب، براي برآوردن نیازها از منبع خارج شود.
از آنجا که منبع اصلی تمام آبهاي زیرزمینی تجدید شونده، ریزشهاي جوي است، با وقوع خشکسالی و تغذیه نشدن آب زیرزمینی از یک طرف و برداشت زیاد از آن براي توسعه شهري، کشاورزي و صنعتی، سطح آب زیرزمینی به شدت پایین می رود.پایین افتادن سطح آبهاي زیرزمینی مسائلی نظیر؛خشک شدن قنوات و چشمه ها، نشست زمین و بسته شدن منافذ موجود،کاهش قابلیت ذخیره آب لایه آبدار،پیشروي بیابان به علت پایین افتادن سطح آب و عدم توانایی گیاهان براي گرفتن آب از عمق واز بین رفتن آنها، جیره بندي آب، افزایش آلودگی آب، پیشروي آب شور در آب شیرین در مناطق ساحلی و ایجاد بحران و تنش هاي ناحیه اي ،ملی و بین المللی را پدید می آورد.
تغذیه مصنوعی نه تنها راهکاري براي افزایش آب هاي زیرزمینی و جبران برداشت بیش از حد آب است، بلکه این امکان را می دهد که در مواقع نیاز، آب بیشتري را از سفره آب زیرزمینی برداشت کنیم. از طرفی ذخیره آب در زیرزمین، در هر منطقه اي، به منزله بیمه اي علیه خشکسالی و خسارت هاي ناشی از آن محسوب می شود - راوي شانکار و موهان،. - 2005تغذیه مصنوعی آب زیرزمینی می تواند آسیب پذیري تغذیه طبیعی را در برابر تغییرات میزان بارندگی کاهش دهد؛بویژه در نواحی با بارندگی کم که کاهش اندك در مقدار بارندگی می تواند موجب کاهش زیادي در تغذیه آب زیرزمینی شود - وزارت نیرو،. - 1384
-2مواد و روش ها
اهداف تغذیه مصنوعی
تغذیه مصنوعی در واقع افزایش دادن نفوذ آبهاي سطحی به داخل آبخوانها بوسیله سازه هاي آبی،پخش نمودن آب و افزایش زمان نفوذآن و ایجاد تغییرات مصنوعی در شرایط طبیعی است. تغذیه مصنوعی سفره آبهاي زیرزمینی از جمله راههاي ذخیره سازي آب در مخازن زیرزمینی است که از نقطه نظر اقتصادي سرمایه گذاري کمتري را نسبت به ذخیره سطحی آبها می طلبد. برخی از اهداف تغذیه مصنوعی عبارتند از :مدیریت آب یکپارچه،ذخیره و برداشت فصلی آب، ذخیره درازمدت آب، ذخیره فوریتی یا استراتژیکی آب،ذخیره کوتاه مدت،افزایش تولید رشته چاهها،جایگزینی برداشت اضافی، بالابردن سطح آبها و کاهش هزینه هاي پمپاژ،نگهداري فشار و جریان در شبکه توزیع،توقف یا کاهش فرونشینی سطح زمین،افزایش کیفیت آب زیرزمینی در استانداردهاي کشاورزي، کنترل هیدرولیکی آب آلوده،بهبود کیفیت آب سطحی با تصفیه خاك – آبخوان،ذخیره آب اصلاح شده براي مصرف دوباره،ایجاد مانع براي توقف، معکوس کردن یا جلوگیري از ورود آب شور به آبخوان، کاهش اثرات زیست محیطی خاصل از انحراف در مسیر رودها، کنترل حرارت آب براي تخم ریزي ماهیها، تفریح هاي آبی، کنترل سیلاب، افزایش ماهی ها و جمعیت حیات وحش، حفظ جانوران آبزي و مهاجر،جداسازي مواد آلی و معدنی غیرمحلول از فاضلابها و جلوگیري از فرونشینی و ترك خوردن زمین.
روش هاي تغذیه مصنوعی آب زیرزمینی:
در مناطق خشک بخشی از بارندگی که به آبهاي زیرزمینی ملحق می شود خیلی کم است و معمولا از 5 درصد تجاوز نمی کند. برداشت بیش از حد آب از منابع زیرزمینی در مناطق فاریاب معمول است. این عمل نه تنها هزینه پمپاژ آب و شوري را افزایش می دهد بلکه موجب می شود خطر نفوذ آب شور دریا به سفره آبی افزایش پیدا کند. از طرف دیگرتجربه در مناطق خشک نشان داده است که ذخایر آب زیرزمینی نسبت به منابع سطحی آب، کمتر در معرض تلفات تبخیر هستند و نوسانات سالانه بارندگی آنطورکه در مورد منابع سطحی موثر است، اثرات سریع و قابل ملاحظه اي بر آن ندارد. پیش شرط موفقیت یک برنامه تغذیه مصنوعی ، وجود یک سفره مناسب و سطوح با نفوذپذیري بالا می باشد - دیکسی،. - 1956
آب اضافی رودخانه ها و چشمه ها در زمانی که براي آبیاري به مصرف نمی رسند را می توان براي تغذیه آبهاي زیرزمینی مورد استفاده قرار داد. از آب سیلاب نیز می توان براي این منظور بهره گرفت ولی سیلاب داراي مقداري رسوب است که می تواند موجب کاهش ظرفیت نفوذ خاك شود. ممکن است رسوبات موجود در سیلاب را قبل از تغذیه آبهاي زیرزمینی بوسیله حوضچه هاي رسوبگذاري حذف کرد. احداث سدها و سرریزها در روي رودخانه ها موجب افزایش نفوذ آب در طول مسیررودخانه شده و می تواند به عنوان یک منبع براي چاههاي معمولی و عمیق مورد استفاده قرار گیرد.
وقتی جریان آبراهه ها وارد یک دشت می شود معمولا در سطح آن پخش شده و ابتدا رسوبات دانه درشت برجاي گذاشته می شوند که در نتیجه آن در طول زمان مخروطه افکنه اي ایجاد می شود که داراي مقدار زیادي مواد دانه درشت است و از نفوذپذیري بالایی برخوردار میباشد. با احداث سیستم هاي ساده متشکل از بندهاي انحرافی می توان قسمتی از جریان را وارد سفره آبی کرد، عیب عمده این روش آن است که فاصله محل تغذیه از محل برداشت آب زیاد است و بنابراین تغذیه آبهاي زیرزمینی در محلی که آب مورد نیاز است موثر نمی افتد - لسانی و آقابیگی،. - 1385
با توجه به هدف اجراي پروژه هاي تغذیه مصنوعی، شرایط هیدرولوژي، توپوگرافی، و زمین شناسی محل روش هاي مختلفی به کاربرده می شود. براي این کار به طور کلی دو روش وجود دارد؛– 1تغذیه مصنوعی به روش مستقیم که شامل روش هاي سطحی یا نفوذ دادن آب در زمین - روش آبیاري، تغذیه مصنوعی از طریق نهر یا جوي، استفاده از سدهاي کوتاه و عریض در مسیر رودخانه،روش حوضچه آبگیر، روش پخش سیلاب و گودال - و روش هاي زیزمینی یا تزریق کردن - پخش آب در مجراي قنات هاي مخروبه و روش تغذیه چاه - است. 2 روش هاي غیر مستقیم که شامل تغذیه واداري و ایجاد سدهاي زیرزمینی است - کردوانی،. - 1371
روش هاي تغذیه مصنوعی آبهاي زیرزمینی به طرق مختلف امکان پذیر است که این روش ها را می توان به دو بخش تقسیم کرد:
- 1 - روش هاي تغذیه سطحی
- 2 - روش هاي تغذیه زیرزمینی
