بخشی از مقاله
نقش و جایگاه آبخیزداري و آبخوانداري در حفاظت و بهبود منابع آب کشور
چکیده
باافزاش جمعیت و کاهش سهم درآمد هاي نفتی در تراز بازرگانی خارجی و درآمد دولت و با توجه به ضرورت بازیافت هزینه ها در ارائه خدمات عمومی و لزوم تقویت و وزن مشارکت مردم و تمرکز زدائی در سرمایه گذاري ها و افـزایش میـزان استحصـال آب و بـه حـداقل رسـاندن ضـایعات طبیعی و غیر طبیعی آب و کاهش عواقب خشکسالی از طریق ممکن و با ملاحظه دشواریهاي فنـی موجـود در مکانهـاي مطـرح در پـروژه هـاي سـد سازي و منحصر به فرد و اقتصادي و زود بازده بودن آن، طرحهاي آبخیزداري و آبخوانداري و امکان افزایش استحصال آب از طرق مذکور میتواند به نحوي چاره ساز باشد. با بر قراري جایگاه مناسب براي آبخیزداري و آبخوانداري و در نظر گرفتن اعتبارات لازم براي توسعه فعالیتهاي آن عـلاوه بر تعادل هیدرولوژیکی (کاهش رواناب سطحی و حفظ آب و خاك)، باز چرخانی و استفاده چنـد بـاره از آب مـی تـوان انتظـار داشـت بخشـی از هدررفت طبیعی و غیر طبیعی (تبخیر و سیلاب) را که رقم قابل توجهی هم می شود به پتانسیل آبـی کشـور افـزود. در مقالـه حاضـر بـه معرفـی ایـن علم،جایگاه و اثرات اجراي پروژه هاي خاص آن ،ضرورت هاي موجود ،تجارب و نمونه هـایی از اثـر بخـش بـودن آن در زمینـه هـاي مختلـف در کشور ارائه خواهد گردید.
لغات کلیدي:آبخیزداري،حوضه آبخیز، منابع آب،آبخوانداري
1. مقدمه
باافزاش جمعیت و کاهش سهم درآمد هاي نفتی در تراز بازرگانی خارجی و درآمد دولت و با توجه به ضـرورت بازیافـت هزینـه هـا در ارائـه خـدمات عمومی و لزوم تقویت و وزن مشارکت مردم و تمرکز زدائی در سرمایه گذاري ها و افزایش میزان استحصال آب و به حداقل رساندن ضایعات طبیعـی و غیر طبیعی آب و کاهش عواقب خشکسالی از طریق ممکن و با ملاحظه دشواریهاي فنی موجود در مکانهاي مطرح در پروژه هاي سد سازي و منحصر به فرد و اقتصادي و زود بازده بودن طرحهاي آبخیزداري و آبخوانداري و امکان افزایش استحصال آب از طرق مـذکور و توجـه بـه ایـن امـر کـه مسـاحت حوزه آبخیز سدهاي ساخته شده و در دست اقدام تا ده سال دیگر فقط %20 از مساحت حوزه آبخیز سدها را پوشـش داده و میـزان آب استحصـال شـده توسط سدها کمتر از %10 متوسط نزولات تا آن تاریخ (و کمتر از % 3 نزولات در شرایط ترسالی) می باشد، با بر قراري جایگاه مناسب براي آبخیزداري و آبخوانداري و در نظر گرفتن اعتبارات لازم براي توسعه فعالیتهاي آن علاوه بر تعادل هیدرولوژیکی (کاهش رواناب سطحی و حفظ آب و خاك)، باز چرخانی و استفاده چند باره از آب می توان انتظار داشت بخشی از هدررفت طبیعی و غیر طبیعی (تبخیر و سیلاب) را که رقم قابل توجهی هم مـی شـود به پتانسیل آبی کشور افزود.
در شرایط اقلیمی کشور ایران آب از حیاتی ترین منابع اقتصادي بوده و در طی سالهاي اخیر با نوسانات فصلی و دوره اي مواجـه بـوده اسـت و منابع گیاهی و پروتئینی تحت تاثیر این نوسانات می باشد، در مواقع ترسالی شاهد خسارات سیل و در شرایط خشکسالی نیز مشـکلات مبـتلا بـه را شـاهد هستیم، در مرحله بعد خاك نیز از منابع مهم در تولید می باشد که در تعامل با آب در زنجیره حیاتی آب، خـاك و گیـاه مـی باشـد. در طـی چهـل سـال گذشته تعداد وقوع سیل در کشور بیش از 5 برابر دهه 1330-40 بوده 1700) واقعه مهم سیل) و هم چنین میزان فرسایش و هـدر رفـت خـاك نیـز رونـد صعودي را داشته بگونه اي که کشور ایران بالاترین میزان فرسایش را در آسیا به خود اختصاص داده (متوسط 30 تن در هکتار در سـال). ایـن در حـالی است که در مناطق خشک و نیمه خشک با شستشوي 20 سانتی متر خاك سطحی میزان تولید محصول تا 50 درصد کاهش می یابد. علاوه بر آن انباشت
رسوب در مخازن سدها 230) میلیون متر مکعب در سال) میزان رسوب دارد به شبکه هاي آبیاري پائین دست 400) میلیون متر مکعب) میزان رسوب ورودي به پشت سدها متاسفانه در حال حاضر بیش از ظرفیت مخازن سدهاي جدید ایجاد شده با هزینه گزاف در سال می باشد. رسوبات تولید شـده عـلاوه بـر وارد آوردن خسارات بر سازه هاي ذخیره سازي و انتقال آب، باعث وقوع تغییرات ژئومرفولوژیکی نامطلوب در رودخانه هـا شـده و بـا رسـوبگذاري و کـاهش ظرفیـت رودخانه ها خطر سیل گرفتگی اراضی کشاورزي و تاسیسات شهري و صنعتی را نیز تشدید مـی نمایـد. مشـکلات زیسـت محیطـی، اثـرات نـامطلوب بـر کیفیت آب و محیط زیست آبزیان و بالا آمدن سطح بستر مردابها و دریاچه هاي طبیعی نیز از عوامل هشدار دهنده می باشد. تنها در واقعـه سـیل گلسـتان
(سال (1380 علاوه بر خسارات جانی و مالی به ساکنین حوزهحدوداً( 150 میلیون دلار) قریب 25 درصد از حجم مخـزن سـد گلسـتان بوسـیله رسـوبات اشغال شد. براساس مطالعات بانک جهانی تخریب منابع طبیعی و محیط زیست در بسیاري از کشورهاي در حال توسعه 3 تا 10 درصد تولید ناخالص ملی
(GNP) آنها را از بین می برد. با توجه به بیلان منفی شدید سفره هاي آب زیر زمینی، اگر چاره اي سریع و در خـور اندیشـیده نشـود، مجموعـه سـرمایه گذاري ها انجام شده در اراضی زراعی و باغی در مناطق حاصل خیز در خطر نابودي و بیابان شدن قرار خواهد گرفت. از مجموع 600 دشت کشور بیش از 200 دشت کهاکثراً در مناطق سیل خیز واقع شده اند با بیلان منفی حدود 6 میلیارد متر مکعب در سال مواجه اند (در اسـتان فـارس اضـافه برداشـت از سفره هاي زیرزمینی حدود 2 میلیارد متر مکعب می باشد). با توجه به شرایط اقلیمی خشک و نیمه خشک این مناطق بایستی جهت پیشگیري از حـوادث طبیعی همچون سیل، خشکسالی و … که در اثر تغییرات اقلیمی تشدید می گردد، چاره اندیشی شود و در حفظ و ذخیـره آبهـاي سـطحی و زیـر زمینـی گامهاي مؤثر برداشته شود. (2)و((8
2. مواد و روش ها
.1. 2 تعریف و مفهوم آبخیز
تعریف آبخیز دو وجه دارد . یکی و جه ایستاي فیزیوگرافیک هیـدرولوژیک آن ودیگـري وجـه پویـاي کـارکردي functional آن. در وجـه اول آبخیز عبارتست از پهنه اي که تمام رواناب ناشی از باران وارد بر آن را بهمراه رسوبات و مواد محلول در آن رواناب ،یک آبراهـه یـا یـک آب انباشـت
(تالاب دریاچه، دریا) و یا چاله هاي کویري دریافت میکنند. در وجه دوم آبخیز یک اکوسیستم پویا و یکپارچه اجتماعی ـ اقتصـادي و بیـوفیزیکی اسـت که بالقوه مشتمل بر جوامع روستائی و عشایري و شهري، مناطق کشاورزي و جنگلی و مرتعی وتفرجگاهی ،زیستگاهها ي حیـات وحـش و آبزیـان منـابع آب و حتی محدوده هاي صنعتی ،خدماتی و تأسیسات ارتباطی میباشد.((4و((5
.2 .2 تعریف و مفهوم آبخیزداري
در یک تعریف بسیط و عام ،آبخیزداري عبارتست ازمدیریت حوزه آبخیز بر حسب اهداف مدیر آبخیز بهمین دلیل در دهه هاي پیشین بر حسب مساحت و کاربري غالب اراضی، آبخیزداري گاهی به مدیریت اراضی ملی و گاه به مدیریت اراضی کشاورزي و یا به مدیریت منابع آب تعبیر شده است .
در حالیکه امروزه با توجه به تعدد کاربریها و پیچیدگی دخالتهاي انسان دریک حوزه و بر اسـاس جدیـدترین اصـول مـدیریت، از آبخیـزداري تعاریف کاملتري ارائه شده است که تلفیقی از جدیدترین و معتبرترین آنها چنین است: آبخیزداري یک فرایند رفت و برگشتی iterative براي برنامه ریزي یکپارچه integrated و مدیریت هماهنگ کلیه منابع موجود در یک آبخیز به منظور بهینه سازي تولید محصـولات و خـدمات بـدون آسـیب رساندن به منابع پایه (آب و خاك) میباشد.
مدیریت حوزه هاي آبخیز بر اساس نگرش، تفکر، تحلیل و برنامه ریزي سیستمی متکی است بر اساس این روش کـل نگـري، آینـده نگـري و ژرف نگري به مسائل است که در تهیه طرحها و برنامه ریزي مربوط لحاظ میگردد. (4)و((10
.3 .2 تعریف و مفهوم آبخوان
آبخوان لایه متخلخل حاصل از انباشت رسوبات دانه درشت در نقاط خروجی آبخیزها ا ست که به صورت مخروط افکنه دشت سر و دشت هاي آبرفتی درشت دانه مشاهده میشود.((5
.4 .2 تعریف و مفهوم آبخوانداري
2
آبخوانداري تفکر آبخیزداري زیر و روي زمینی را دنبال می کند که نتیجه آن امکان پذیري استحصال و انباشـت سـیلابها و بهـره بـرداري از آنهـا بـراي دستیابی به اهداف چند منظوره به ویژه حل معضل کم آبی در منا طق خشک و نیمه خشک می باشد.((5
3. ضرورت ها
قرار گرفتن کشور بر روي کمربند خشک و نیمه خشک کره زمین باعث گردیده که بارش متوسط کشور حـدود 250 میلـی متـر، ثلـث بـارش متوسـط جهانی باشد . به دلیل واقع شدن در این کمربند نوسانات بارندگی در طی سالها قابل توجه و این امر ، باعث میشود میزان تاخیر بارش در برخـی سـالها بـه کمتر از ثلث تقلیل یافته و دربرخی سالها و دوره هاي ترسالی به بیش از سه برابر این میزان افزایش پیدا کند . بارش سالانه ممکن اسـت در برخـی مواقـع در یک یا دو روز و بطور متوسط در کمتر از 10 الی 15 در صد ایام سال عمدتاًو در فصل غیر زراعی ( % 75 آن ) نازل گردد. بدلیل اینکـه بـیش از 50
در صد کشور را مناطق کوهستانی تشکیل می دهد بارش هاي با شدت بالا بسرعت بر روي زمین جاري شده و از دسترس خارج مـی گردنـد نهایتـاًو یـا بصورت تبخیر درآمده و یا به اقیانوس و دریا و کویر ختم گردند . توزیع مکانی نزولات جوي هم بگونه اي است که 25 درصد از مساحت کشور % 75
از بارش ها را دریافت می کند .
در این شرایط پرداختن به مدیریت توام عرضه و تقاضا در بخش آب امري حیاتی است و می باید توجه جـدي تـر از گذشـته بـه آن صـورت گیرد . ملاحظه ظرفیت تحمل حوزه هاي آبخیز و آبخوانها و توجه به ارزش اقتصادي آب ( که در زمان و مکـان معـین بصـورت دینامیـک بـا توجـه بـه عرضه و تقاضا کاهش و افزایش می یابد ) واولویت محصولاتی با ارزش اقتصادي بالاتر و افزایش راندمان استفاده از آب و همچنین افزایش بهـره وري آب ( بازاي استفاده از یک متر مکعب آب میزان محصول بیشتري برداشت ) و جلوگیري از آلودگی منابع آبهاي سطحی و زیـر زمینـی و نـرخ گـذاري مناسب و در یک کلام توجه به مدیریت تقاضا می بایست جدي تراز گذشته صورت گیرد .
از طرف دیگر نباید این نکته از نظر دور نگه داشته شود که تبخیر %70 نزولات یعنی اینکه بطور متوسط 270 میلیارد متر مکعـب آب در بخـش عرضه هدر می رود. اگر میزان انرژي موجود و تابش خورشید را که بصورت متوسط و بالقوه می تواند 2500 میلی متـر بـارش در واحـد سـطح را تبخیـر نماید در نظر بگیریم به معنی این خواهد بود که در سال بیش از 4125 میلیارد متر مکعب قابلیت تبخیر وجود دارد، (چنانکه رطوبت مورد نیاز در دسترس تبخیر قرار بگیرد). به عبارت دیگر میزان 120 میلیارد متر مکعب آب تجدید شونده چنانچه در معرض تبخیر بالقوه قرار گیرد و با فرض توزیع یکنواخت در کل کشور می تواند ظرف 10 روزمجدداً به جو بر گردد. با این استدلال دلیل عدم انجام این امر نداشتن فرصت تبخیر و حفـظ آب در زیـر زمـین و آبخوانها و در مناطق کوهستانی که تبخیر کمتر است می باشد. با این نتیجه گیري چنانکه نزولات جوي ( 413 میلیارد متـر مکعـب در شـرایط متوسـط و بیش از 1000 میلیارد مترمکعب در شرایط ترسالی) فرصت تبخیر و هدر رفت نداشته باشد می تواند در آبخوانهاي خدادادي و در زیرزمین ( و به دور از تبخیر مستقیم) نگهداري شده و درزمانی که مورد نیاز است مورد استفاده قرار داده شود. سئوال اینجاست آیا در کشور مخازن طبیعی براي بهره بـرداري این نزولاات وجود دارد. در یک بررسی بسیار ابتدائی می توان نتیجه گیري کرد کهاولاً بیش از 50 درصد کشور مناطق کوهستانی است و داراي مناطق با تبخیر کمتر از مناطق دشت و داراي دانه بندي درشت بوده و قابلیت ذخیره و تاخیر انداختن حرکت آب بصورت زیر قشري را دارا میباشند و چنانچه 5
بار در سال در این عرصه ها فقط 1000 متر مکعب در هکتار آب بتواند نفوذ داده شود به بارش در شرایط ترسالی بطور کامل مـی توانـد نفـوذ داده شـود علاوه بر اینها در مصب و خروجی مناطق کوهستانی حدود 40 میلیون هکتار آبرفتهاي درشت دانه با عمق متوسط 100 متر و بسش از یک میلیون کیلومتر آبراهه فصلی وجود دارد که اگر فقط % 10 از ظرفیت خالی این آبرفتها و مخازن تحت آبراهه هارا بتوان با آب پر کرد ظرفیتی بیش از 4000 میلیارد متـر مکعب خواهد داشت (این رقم با کل ظرفیت سدها و مخازن سطحی موجود و پیش بینی شده تا ده سال آینده که کمتر از 35 میلیـارد متـر مکعـب اسـت مقایسه گردد).
کارشناسان این بخش اعتقاد دارند که می توان با انجام عملیات آبخیزداري با افزایش آب تا چند برابر وضع موجود آب ذخیره و مورد استفاده قرار داد و فرسایش خاك و رسوب گذاري مخازن وسیل را تا بیش از 90 درصد کنترل نمود و نسبت به سرسبزي میهن اسلامی مبادرت ورزید.
علاوه بر موارد فوق فنون آبخیزداري و اطلاعات موجود آن می تواند در آمایش سرزمین و برنامه هاي دانایی محور بلند مدت مورد استفاده قرار گیرد.
آبخیزداري فرآیند شناخت، برنامه ریزي، سیاست گذاري و تنظیم یک مجموعه اقدامات در ارتباط با حفظ و احیاء منـابع پایـه و بهـره بـرداري معقول از منابع طبیعی دریک حوضه آبخیز، بدون وارد آمدن اثرات زیان بار در محیط طبیعی است. در آبخیز داري با توجه به ماهیت اکوسیستم موجـود در یک حوضه، باید عوامل اقتصادي، اجتماعی و فرهنگی و نهادي درون حوضه و همچنین عوامل تاثیر گذار بیرونی بر کنش هاي درونی حوضه آبخیـز را مدنظر قرار داد.
3
از اثرات جانبی حفظ آب و خاك و افزایش رطوبت خاك میتوان به تقویت پوشش گیاهی (پوشش طبیعی جنگلی و مرتعی و یا کشاورزي) و
در نتیجه بهبود وضعیت معیشتی مردم محلی (کشاورزان و دامپروران و بهره برداران از محصولات فرعی جنگل و مرتع) اشاره نمود. به عبارت دیگر میتوان نتیجه گرفت که اقدامات آبخیزداري چند منظوره بوده و بسیار مقرون به صرفه میباشد و از طرف دیگرمبانی اجرایی آن از تکنولوژي بسیار ساده و کم هزینه استفاده کرده و براحتی توسط مردم محلی قابل پیاده سازي و الگو برداري است.
علاوه بر این، بهرهبرداري از سیلابها یکی از مهمترین راهحلهاي مسئله کمبود آب شرب و کشاورزي قلمداد می شود. در مناطق خروجی بخش کوهستانی حوزههاي آبخیز، عرصههاي وسیع پوشیده از رسوبات دانه درشت وجود دارد که ذخیره سیلاب در آنها روش مناسبی براي رسیدن به بهره وري و توسعه پایدار کشاورزي و احیاي منابع طبیعی، به نظر می رسد. دلیل اصلی این امر، افزون بر شرایط طبیعی زمین و ویژگیهاي بارش، جلوگیري از تلفات تبخیر و وجود توان قابل ملاحظه عرصههاي موجود در مناطق خشک و نیمه خشک براي توسعه کشاورزي میباشد. یکی از موثرترین روش ها در افزایش پتانسیل منابع آبی، احداث سامانه هاي پخش سیلاب در گستره مخروط افکنه ها و دشت هاي حاوي رسوبات درشتدانه است که موجب افزایش تولیدات کشاورزي و گیاهی همراه با احیاي جنگلها و مراتع میباشد. بنابراینضرورتاً بایستی این عرصه ها شناسایی و با انتخاب مناسب ترین و کار آمد ترین روشها بصورت بهینه مورد بهره برداري قرار گیرند.
با توجه به اینکه اقدامات آبخیزداري بدنبال حفظ آب و خاك و تثبیت بستر استقرار گیاه (پوشش طبیعی جنگلی و مرتعی و یا کشاورزي)
میباشد لذا سبب حفظ تنوع زیستی (گیاهی و جانوري) گشته و همچنین از طریق حفظ مواد مغذي و آلی خاك مانع کاهش حاصلخیزي خاك
(جلوگیري از بیابان زایی) میگردد. حفظ و رشد گیاهان از یکطرف به معنی ازدیاد عمل فتوسنتز و در نتیجه ترسیب کربن و کاهش گازهاي گلخانه اي
(مقابله با تغییر اقلیم) میباشد و از طرف دیگر سبب حفاظت خاك (کنترل فرسایش آبی و بادي از طریق جلوگیري از برخورد قطرات باران با دانه هاي خاك و همچنین مسلح شدن خاك توسط ریشه گیاهان و افزایش مقاومت در برابر جریان آب و باد توسط ساقه و تاج پوشش گیاهان) میگردد. (1)و((3و((5و((6و((11
4. پتانسیل منابع آب سطحی کشور
ایران کشوري پهناور و گسترده است که متاسفانه بدلیل شرائط طبیعی خاص و قرار گرفتن در منطقه خشک و نیمه خشک، با کمبود آب مواجه است و عملاً از 35 میلیون هکتار عرصه مستعد کشاورزي، حدود نیمی از آن 18) میلیون هکتار) مورد کشت و زرع قرار میگیرد که 10 میلیون هکتار آن نیز به کشت دیم اختصاص دارد. بنا بر این عمده محدودیت موجود در توسعه بخش کشاورزي مشکل آب میباشد. جاي بسی تاسف است که از همین مقدار منابع آب موجود در کشور نیز درست بهره برداري نمیشود و در اثر عدم مدیریت صحیح بخش اعظم آن تلف میشود. بر مبناي تحلیل اطلاعات 1098
ایستگاه هیدرومتري در سطح کشور میزان پتانسیل آبی کشور در تهیه و اجمالا در نمودار زیر منعکس است. (9)
5. بیلان منابع آب زیرزمینی
به منظور بررسی و برآورد بیلان آب زیرزمینی در سطح هر کدام از حوزه هاي رتبه 3 کشور، این حوزه به محدوده هاي مطالعاتی که داراي یک سفره آب زیرزمینی معمولاًو به صورت دشت می باشند تقسیم و مؤلفههاي بیلان براي هر واحد محاسبه گردید. در این رابطه مؤلفههاي بیلان آب زیرزمینی به تفکیک براي مخازن سازند سخت ارتفاعات و آبخوان آبرفتی هر محدوده مطالعاتی بصورت مجزا محاسبه گردید. نتایج حاصله نشان میدهد که در طول این دوره بیلان متوسط سالانه آب زیرزمینی قریب به 5/060 میلیارد متر مکعب منفی بوده است. (9)
جدول شماره -1 سهم آب سطحی و زیرزمینی در تامین نیاز آب کشور (مقادیر بر حسب میلیارد متر مکعب)
جدول شماره -2 منابع و مصارف آب کشور و جریان مازاد سطحی فصلی (میلیارد متر مکعب)
چنانچه جدول شماره 2 نشان میدهد از مجموع 409/52 میلیارد متر مکعب ریزش جوي در سطح کشور، 279/4 میلیارد متر مکعب و یا
%68/2 به صورت تبخیر و 110/76 میلیارد متر مکعب به صورت جریانهاي سطحی شکل میگیرد. از میزان جریانهاي سطحی 53/32 میلیارد متر مکعب مصرف و یا از سطح کشور خارج میشود، بنابراین جریان مازاد سطحی فصلی معادل 61/97 میلیارد مترمکعب بوده که معادل %15/13 نزولات جوي یا
55/9 درصد مجموع منابع آبهاي سطحی کشور میباشد.
6. نتایج
6. .1 تجارب ملی در رابطه با ارزیابی نقش آبخیزداري و آبخوانداري در حفظ منابع آب و خاك
زیانهاي مستقیم و غیر مستقیم تخریب حوزه هاي آبخیز و عدم بهره برداري صحیح از آنها در حال حاضر باعث شده که :
الف) در بخش آب و سدهاي بزرگ هر سال بیش از 250 میلیون متر مکعب از ظرفیت سدها با رسوبات پر شود و بیش از 500 میلیون متر مکعب رسوب نیز به شبکه هاي آبیاري و زهکشی وارد شود.
ب) کشور بطور متوسط، روزانه بیش از 5000 میلیون ریال خسارت ناشی از سـیل را متحمـل میشـود و بخـش قابـل تـوجهی از اراضـی زراعـی و منـاطق مسکونی و تاسیسات زیربنایی و در نتیجه سرمایه گذاري هاي مربوطه، در معرض این خسارت قرار میگیرند.
ج) در بخش کشاورزي هر سال بیش از 2 میلیارد متر مکعب خاك حاصلخیز در اثر فرسایش خاك از اراضی کشاورزي شسته شده و باعث از بین رفتن هزاران هکتار زمین و در نتیجه کاهش تولید محصول میگردد.
نتایج فعالیتهاي آبخیزداري نشان می دهد که به ازاي سرمایه گذاري هر پنجاه میلیون ریال می توان انتظار داشت که یـک شـغل جدیـد دائمـی در بخش کشاورزي ایجاد نمود و از تخریب اراضی، مهاجرت و بیکار شدن تعدادي در صورت انجام عملیات جامع جلوگیري کرد. ضمن این کـه سـرمایه
