بخشی از مقاله
چکیده
نگرش سنتی حاکم بر طراحی سیستمهای زهکشی، هدف زهکشی رامنحصراً افزایش عملکرد گیاه، بهبود شرایط محیط رشد و خروج هر چه بیشتر زهآب می داند و اثرات زیست محیطی طرح های زهکشی را مورد بررسی قرار نمیدهد. از این رو ضروری است معیارهای رایج طراحی و مدیریت به گونهای بازنگری شوند که جنبههای زیست محیطی نیز در آنها گنجانده شود. زهکشی کنترل شده یکی از راهکارهای افزایش کارایی سیستمهای زهکشی سنتی است.
زهکشی کنترل شده بهعنوان یکی از راه حلهای عمده در مدیریت کشاورزی پایدار بوده و تأثیرات مشهودی در کاهش اثرات مخرب زهکشی بر محیط زیست دارد که این امر بهنوبه خود زمینه توسعه و پایداری اکو سیستمهای طبیعی و نیل به توسعه پایدار زیست محیطی را فراهم میآورد. در تحقیق حاضر به بررسی کاهش اثرات زیست محیطی زهآب خروجی تحت تأثیر زهکشی کنترل شده پرداخته میشود و راهکارهایی در راستای به حداقل رساندن میزان زهآب خروجی از سیستمهای زهکشی و جهت گیری به سمت زهکشی کنترل شده بیان میشود.
الف-مقدمه
حدود 17 درصد از کل اراضی جهان زیر کشت آبی قرار دارد، اما تولید این قسمت حدود 34 درصد از کل دنیا را شامل میشود. آبیاری و زهکشی در برآورده ساختن نیازهای غذایی جهان به شکل پایدار نقش حساسی را ایفا میکند. در کشت های آبی، زهکشی از اهمیت به سزایی در مهار و تنظیم شوری و ماندابی شدن خاک و بهبود محیط زیست گیاه برخوردار است. در زهکشی سنتی سطح آب منطقه توسعه ریشه گیاه توسط زهکش پایین برده میشود و نمک نواحی آبیاری به همراه زهآب به مکان دیگری انتقال مییابد.در گذشته، سیستم های زهکشی زیرزمینی عموماً جهت تخلیه مداوم زه آبها، بدون توجه به عواقب زیست محیطی و پی آمدهای خشکسالی بر روی تولید محصول طراحی می شدند.
اما این نگرش در حال حاضر در جهان تغییر کرده است، به گونهای که طی دهه اخیر تحقیقات گستردهای در زمینهی پیآمدهای زیست محیطی و اثرات خشکسالیها در شرایط زهکشی آزاد، بر تولید محصول انجام پذیرفته است - آیارز و همکاران، . - 2006 تخلیه زهآب خروجی باکیفیت پایین در طبیعت، برخی از زیست بوم های آبی را تخریب و از کاربری های مفید منابع آبی و خاکی پذیرنده میکاهد - جیبا، . - 2006 مدیریت و کنترل سطح ایستابی در زیر عمق توسعه ریشهها به سه شیوهی زهکشی کنترل شده، آبیاری زیرزمینی و زهکشی کم عمق در زمین های کشاورزی اعمال میشود. موضوع زهکشی کنترل شده اولین بار در مناطق مرطوب مطرح شد - اکرم، . - 1386 در نواحی خشک و نیمه خشک، زهکشی کنترل شده میتواند گام منطقی بعدی جهت بهبود مدیریت آب در اراضی کشاورزی فاریاب و نیز کاهش اثرات منفی زیست محیطی ناشی از زهکشی زیرزمینی باشد.
در اکثر مناطقی که دارای شبکه آبیاری و زهکشی مدرن هستند، از یک طرف حجم زیاد زهآب از مزارع و دفع آنها از مشکلات مهم و اصلی محسوب شده و از طرفی ورود آنها به منابع آب های سطحی موجبات آلودگی این منابع را فراهم آورده است. کاهش کمیت زه آبها و میزان غلظت آلودگیها میتواند این مشکلات اساسی را تا حدود زیادی برطرف نماید. در مناطقی که سیستم های زهکشی موجود میباشند، یکی از گزینههای ضروری که بایستی ملاحظه شود، اصلاح مدیریت آنها جهت کمینه کردن اثرات زیست محیطی میباشد. اصلاح سیستم های موجود با هدف ایجاد یک سیستم آبیاری و زهکشی پایدار از دیدگاه کشاورزی و زیست محیطی، غالباً با کنترل و مدیریت زهکشی قابل اجرا میباشند - آیاز و همکاران 1997، کریستین و همکاران 2001، توماس و همکاران . - 1992 وجود مناطقی با پتانسیل کافی جهت اعمال این گونه روشها در کشور باعث شد تا ضرورت انجام تحقیق در این زمینه حائز اهمیت قرار گیرد.
ب-زهکشی کنترل شده
در سیستم زهکشی کنترل شده سطح ایستابی در عمق کمی از سطح زمین با استفاده از یک سازه کنترل نگاه داشته میشود. سطح ایستابی کم عمق، با کاهش گرادیان هیدرولیکی و افزایش پتانسیل جریان رو به بالا موئینگی، موجب کاهش نفوذ عمقی به زیر ناحیه ریشه میگردد و گیاه را قادر به تأمین نیاز آبی خود از طریق آب خاک موجود در ناحیه ریشه، ناشی از صعود کاپیلاری میسازد. در این سیستم خطوط جریان کم عمق تر از سیستم زهکشی آزاد - غیر کنترل شده - و بیشتر نزدیک به سطح خاک متمرکز میشوند - آیاز و همکاران،. - 2006ایاز و همکاران تحقیقی را تحت عنوان زهکشی کنترل شده جهت مدیریت مدرن آب در کشاورزی فاریاب مناطق خشک ارائه دادند.
آنها اظهار داشتند که مدیریت مدرن آب در نواحی خشک و نیمه خشک تحت شرایط آبیاری مستلزم بهبود سیستم مدیریت آب - شامل طراحی و عملکرد بهینه سیستم آبیاری همراه با طراحی و مدیریت مستمر سیستم زهکشی زیرزمینی - میباشد. این محققین ابزار داشتند زهکشی بهعنوان یک نیاز در کشاورزی آبی پایدار شناخته شده است، اما مدیریت آبیاری ضعیف موجب نیاز به زهکشی بیش از اندازه و به تبع آن افزایش شدید در حجم زهآب خواهد شد.
این مشکل میتواند با طراحی و احداث سازه های مدیریت زهکشی تا اندازهای مرتفع گردد، لیکن باز هم مدیریت مدرن آبیاری با راندمان قابل قبول بهعنوان یک هدف اساسی بایستی مد نظر طراحان و بهره برداران قرار گیرد. بررسی های انجام شده توسط آنها نشان داد ضوابط و روش های طراحی موجود سبب تولید حجم زیاد زهآب و تخلیه مقادیر زیاد املاح با تأثیر معنیدار بر روی کیفیت منابع آب سطحی و زیرزمینی میشود.
متأسفانه شیوههای طراحی رایج، کارگزاری عمیق لولههای زهکش و عمیق سطح ایستابی متجاوز از 1/2 متر در وسط بین دو زهکش را ترجیح می دهند. مطالعات مدل سازی و تحقیقات میدانی آشکار کرده است که قرارگیری لولههای زهکشی در اعماق کمتر و کاهش عمق سطح ایستابی موجب کاهش در میزان زهکشی و تلفات نمک خروجی از پروفیل خاک میشود. تجمع نمک در ناحیه ریشه از طریق آبیاری پیش از کاشت و بارندگیها قابل مدیریت است.
