بررسي امكان دسترسي آب جريان‌هاي سيلابي به آبخوان‌ها
نيم نگاهي به تجارب مديريت آب در دنيا
فرناز حيدري
آب نه‌تنها براي توسعه جوامع انساني بلكه براي سلامت عملكرد اكوسيستم‌هاي طبيعي نيز يك ضرورت است. دسترسي به آب شيرين در دنيا محدود است. بخش اعظم اين سرمايه كلان به شكل برف و يخ يا در آبخوان‌هاي عميق ذخيره شده و تنها بخش ناچيز و اندكي براي استفاده در دسترس بشر است. داده‌هاي ماهواره ناسا در سال 2015 نشان داد كه بيش از نيمي از بزرگ‌ترين آبخوان‌هاي جهان يا به‌طور كامل توازن هيدرولوژيكي خود را از دست داده يا تحت فشارهاي مازاد ناشي از برداشت ناپايدار هستند.
اين روزها در بسياري از كشورها خشكسالي و سيلاب به تهديدهاي جدي بقا تبديل شده‌اند كه شايد نتوان همه آنها را به كلي حذف كرد اما مي‌توان آنها را به درستي مديريت كرد. در كشور هندوستان بهره‌برداري از توفان‌هاي مانسون و انتقال آب مازاد آنها به مناطق خشك چند سالي است كه مورد توجه قرار گرفته. هندي‌ها مي‌گويند كه براي غلبه بر عدم تعادل بارشي در اين كشور مي‌توان از توفان‌هاي مانسون بهره برد و آب مازاد را در مناطقي كه پتانسيل كشاورزي يا توليد انرژي برق آبي دارند؛ مورد استفاده قرار داد. شرايط اقليمي هندوستان به اين صورت است كه همزمان كه مناطقي از سيلاب‌هاي ويران‌كننده و مهيب رنج مي‌برند، مناطقي ديگر از مشكلات خشكسالي در عذاب هستند. اما به‌‌رغم سرمايه‌گذاري كلان و تلاش‌هاي مداوم به منظور مديريت سيلاب در اين كشور، آسيب‌هاي اقتصادي- اجتماعي و مرگ ناشي از سيل رقمي بالاست. سيستم مديريت سيلاب در هند به واسطه تاثيرگذاري چندين عامل اجتماعي- هيدروكليماتولوژي مانند تغييرات اقليمي، افزايش سطح آب درياها و پويايي اجتماعي و اقتصادي بسيار پيچيده است. اين عوامل بر شدت و تناوب سيلاب‌هاي هندوستان موثر هستند اما فاكتورهايي مانند اجراي نادرست معيارهاي ساختارهاي سنتي، فقدان طرح‌هاي اجرايي مناسب، عدم اشتياق كافي براي كناره‌گيري از طرح‌هاي سنتي و استفاده از سيستم‌هاي مديريت نوين و تجارب بد در زمينه تحويل سيستم‌هاي پيچيده باعث شده تا نتوان با اطمينان از پيشرفت ايده‌هاي نوين در اين كشور صحبت كرد در نتيجه كارشناسان پيشنهاد كرده‌اند كه هند پيش از اجراي طرح‌هاي جديد ديگر نخست گپ‌هاي موجود را در سيستم مديريت موجود آب حل كند.
اين تنها هند نيست كه با مشكل مديريت سيلاب‌ها مواجه است؛ طي 5 سال گذشته، ايالت تگزاس امريكا هم هر ساله شاهد وقوع سيلاب‌هاي شديد بوده و اين در حالي است كه همزمان اين ايالت با مساله كمبود آب مواجه است. سوالي كه مدت‌ها پيش مطرح شده، اين است كه آيا مي‌توان آب ناشي از اين سيلاب‌ها را را حفظ و در طولاني‌مدت آبخوان‌ها را تغذيه كرد؟ يك تحقيق كه توسط پژوهشگران دانشگاه تگزاس به تازگي انجام شده، نشان مي‌دهد كه آبخوان‌هاي ساحلي كه از آنها آب براي استفاده در مزارع و شهرها پمپاژ شده؛ فضاي كافي براي ذخيره دو‌سوم آب با جريان زياد ناشي از جريان‌هاي تند سيلابي 10 رودخانه اين ايالت را دارند و بدين طريق مي‌توان اثرات ناشي از سيلاب‌ها و خشكسالي را همزمان مديريت كرد. اما مساله اساسي پيدا كردن راهي است كه بتوان امكان دسترسي آب جريان‌هاي سيلابي را به آبخوان‌ها فراهم كرد.
تقويت آب‌هاي زيرزميني مي‌تواند يك برنامه هدف‌دار و مشخص باشد. اهداف مورد نظر شامل تثبيت سطح سفره‌هاي آب زيرزميني، به وجود آوردن موانع هيدرواستاتيكي براي جلوگيري از نفوذ آب نمكدار به درون سفره‌هاي آب شيرين و ذخيره‌سازي آب براي مصارف بعدي هستند. در مناطقي كه آب زيرزميني به شكلي گسترده براي اهداف كشاورزي، صنعتي و شهري مورد مصرف قرار مي‌گيرد ميزان استفاده از آب زيرزميني ممكن است بيشتر از سرعت جايگزيني آن از راه‌هاي طبيعي باشد. علاوه بر تمام كردن منبع آب كاهش حجم سفره آب زيرزميني ممكن است سبب نشست زمين بر اثر سقوط حفره‌ها در قسمت خروج آب از آنها شود. در اين‌گونه موارد ذخيره و هدايت هيدروليكي سفره ممكن است دستخوش تغيير شود در نتيجه به كمك تقويت سفره توسط آب سيلاب و فاضلاب تصفيه شده مي‌توان فرآيند مزبور را كند يا متوقف يا حتي تغيير جهت داد. در نواحي ساحلي آب نمكدار دريا به علت دانسيته بيشتر خود ممكن است به درون سفره آب شيرين نفوذ كند لذا كشيدن آب از چاه‌ها مشكل را حادتر مي‌كند و سبب آلودگي آب نمكدار در چاه مي‌شود. ه.س. پوي و همكارانش در كتاب «مهندسي محيط زيست؛ جلد اول» ترجمه آقايان محمدعلي كي‌نژاد و سيروس ابراهيمي پيشنهاد مي‌كنند كه در اين‌گونه موارد مي‌توان با ايجاد يك مانع هيدرواستاتيكي مانند تزريق روان‌آب و فاضلاب تصفيه شده بين چاه و منبع آب شور دست‌كم سبب عقب زدن آب شور شد. اما سيستم‌هاي تقويت آب زيرزميني ممكن است طوري طراحي شوند كه عملكرد اصلي‌شان ذخيره‌سازي آب باشد. اين ذخيره‌سازي ممكن است بسيار شبيه به ذخيره منابع آب سطحي باشد. بديهي است كه سفره آب در دوره‌هاي پمپاژ زياد، افت مي‌كند و در دوره‌هاي تخليه اندك، افزايش مي‌يابد. هنگامي كه خواص سفره آب زيرزميني براي ذخيره‌سازي مناسب باشد، اين روش نسبت به منابع ذخيره‌سازي آب سطحي داراي مزيت‌هاي متعدد است. لازم به ذكر است كه در اين روش سازه‌هاي گسترده وجود ندارند، استفاده از سطح هم محدود نيست و اتلاف آب بر اثر تبخير در آنها به حداقل مي‌رسد و اين در حالي است كه امكان آلودگي آب توسط منابع آلاينده هم از ميان مي‌رود. هـ.س. پوي و همكارانش تاكيد دارند كه آب‌هاي زيرزميني نيز مانند آب‌هاي سطحي داراي مكانيسم‌هاي خودپالايي هستند در نتيجه اگر قرار بر تقويت آب‌هاي زيرزميني است، مكانيسم‌هاي آهستگي خودپالايي در سيستم‌هاي آب زيرزميني و محدوديت ميدان عمل براي تسريع فرآيند خودپالايي بايد در نظر گرفته شود و جلوگيري از آلودگي آب زيرزميني نيازمند دقت و توجه بسيار است. اين نكته مهم را هم نبايد فراموش كرد كه در تمام مواردي كه قسمتي از سفره آب زيرزميني به عنوان منبع آب آشاميدني مورد مصرف قرار مي‌گيرد، آب تقويت‌كننده الزاما بايد از كيفيت آب آشاميدني مطلوبي برخوردار باشد.
تخريب و فرسايش زيست‌محيطي خاك هر ساله هزينه‌اي معادل ۱۰ درصد از توليد ناخالص داخلي چين را به خود اختصاص مي‌دهد، از طرف ديگر بحران آب هم به يكي از دغدغه‌هاي اصلي مردم چين تبديل شده است. سد سه دهانه چين واقع بر رودخانه يانگ‌تسه بدون ترديد يكي از بزرگ‌ترين و در عين حال جاه‌طلبانه‌ترين پروژه‌‌هاي مهندسي جهان است. رودخانه يانگ‌تسه طويل‌ترين رودخانه آسيا و سومين رودخانه طولاني جهان پس از رودخانه‌هاي نيل و آمازون است كه از سمت غربي چين سرچشمه گرفته و در نهايت پس از گذر از نواحي شرقي اين كشور به درياي چين شرقي مي‌ريزد. نيروگاه برق‌آبي اين سد به ترتيب در سال‌هاي ۲۰۱۳ و ۲۰۱۴ ميلادي با توليد سالانه ۸۳.۷ و ۹۸.۸ تراوات ساعت انرژي (TWh) توانست گوي سبقت را از سد مشهور ايتايپو واقع بر رودخانه پارانا در حدفاصل مرز برزيل و پاراگوئه بربايد و بدين‌ترتيب هم‌اكنون سد سه دهانه چين بزرگ‌ترين نيروگاه برق‌آبي در سطح جهان است. ساخت اين سد به‌‌رغم همه مخالفت‌ها آغاز شد. اما امروز حتي منتقدان نيز پذيرفته‌اند كه از زماني كه سد ساخته شد، سيلابي نظير آنچه در سال ۱۹۹۸ اتفاق افتاد و بنا بر ادعاها ۳.۵۰۰ نفر در آن جان باختند، اتفاق نيفتاده است. اما از طرف ديگر عواقب ناشي از برنامه گسترده اسكان مجدد يك و نيم ميليون نفر هم ظاهرا تمامي ندارد. شكي در اين نيست كه اغلب مردم با نارضايتي خانه و زمين‌هاي خود را رها كرده و بسياري نيز حتي هنوز نتوانسته‌اند خود را با شرايط جديد وفق دهند. بسياري از چيني‌ها صدها مايل از خانه و زمين‌هاي پدري‌شان فاصله گرفته و به جايي آمده‌اند كه هنوز نمي‌توانند درست ارتباط كلامي برقرار كنند. جامعه‌شناسان به افزايش معضلات اجتماعي از جمله دزدي و... اشاره مي‌كنند و همه اينها ظاهرا ريشه در يك چيز دارد: جابه‌جايي از سرزمين پدري و عدم سازگاري با محيط جديد. كشوري نظير چين رودخانه‌هاي پرآب زيادي دارد و نياز به انرژي هم در آن رو به گسترش است لذا اين غيرعقلاني است كه از منابع تجديدپذير طبيعي‌اش جهت رشد اقتصادي پايدار استفاده نكند. از نظر فني چين نسبت به هر كشور ديگر جهان منابع هيدروالكتريك (برق‌آبي) بيشتري در اختيار دارد كه مي‌تواند به‌طور تقريبي حدود ۳۸۰ گيگاوات يعني معادل صدها هزار نيروگاه هسته‌اي انرژي را براي اين كشور به ارمغان بياورد. اما مساله اينجاست كه مشكلات در حدي است كه باعث شده تنها يك‌چهارم اين انرژي قابل بهره‌برداري باشد. بنا بود كه چين تا سال ۲۰۲۰ در حدود ۱۵ درصد از انرژي خود را از منابع تجديدپذير استحصال كند و از طرف ديگر ميزان انتشار كربن را در همان زمان به ميزان ۴۰ الي ۴۵ درصد كاهش دهد اما هنوز تحقق اين مساله تاييد نشده و اين در حالي است كه امروز اغلب كارشناسان نگراني‌هاي خود را در مورد كاهش ظرفيت توليد سدها در اين كشور ابراز مي‌كنند.
در مورد اثرات ناشي از سدسازي‌ها بر محيط زيست تجارب مختلفي را مي‌توان مطرح كرد، اما يك تجربه عملي ديگر هم در كشور مكزيك است كه شايد بد نباشد، آن را بررسي كرد. در مكزيك اثرات سدهاي هيدروالكتريك بر مصب رودخانه‌هاي حاره‌اي ثابت شده است.اي ازكوررا و همكارانش در سال 2019 در مقاله‌اي اثرات ناشي از سدهاي بزرگ را در كشور مكزيك مورد توجه قرار دادند. آنها در مقاله خود تاكيد مي‌كنند كه درست است كه سدهاي بزرگ هيدروالكتريكي به نوعي جزو منابع تجديدپذير محسوب مي‌شوند و مي‌توانند انتشار گازهاي گلخانه‌اي مانند دي‌اكسيدكربن ناشي از سوزاندن سوخت‌هاي فسيلي را كاهش دهند اما آنها در مقابل اثرات منفي ديگري هم بر محيط زيست دارند و دليل اصلي اين مساله را بايد در تغيير در رژيم هيدرولوژيكي رودخانه‌ها، تمركز مواد غذايي و چرخه حيات گونه‌هاي جانوري كه بقاي آنها به زيستگاه‌هاي آب شيرين بستگي دارد؛ جست‌وجو كرد. كاهش جريان آب رودخانه‌ها در پايين دست باعث افزايش شوري بستر، پايين آمدن سفره آب‌هاي زيرزميني و ايجاد ناپايداري در تامين آب آشاميدني و آب آبياري كشاورزان و باغداران خواهد شد.
تيم تحقيقاتي در مكزيك تفاوت‌هاي برجسته ديناميك سواحل 5 رودخانه را در حدفاصل سال‌هاي 1975 تا 2010 مورد تجزيه و تحليل و ارزيابي قرار داد و مشخص شد كه سدسازي روي رودخانه‌هاي حاره‌اي مي‌تواند عوارض بلندمدت غيرقابل پيش‌بيني داشته باشد. از جمله اين تاثيرات كاهش بار رسوباتي است كه در سواحل ته‌نشين مي‌شوند. بررسي‌هاي بيشتر نشان داد كه كاهش بار رسوبات، تاثيرات به شدت مخربي روي پايداري شرايط زيست محيطي و توليدات سواحل و حتي مصب‌هاي پايين دست دارد چنانكه بر اساس برآورد اين محققان هر ساله بالغ بر يك ميليون تن رسوبات رودخانه‌هاي فواِرته و سانتيه‌گو وارد سدها شده و در آنها انباشت مي‌شود. از دست رفتن سرويس‌هاي مربوط به ماهيگيري در فضاي باز، از دست رفتن اكوسيستم‌هاي با اهميت جنگلي و مانگرو، از دست رفتن حدود 300 تن بر هكتار كربن ذخيره شده در جنگل‌ها و رهاسازي بالغ بر 6 هزار تن كربن فرسايش يافته در اقيانوس‌ها و هزينه 130 هزار دلاري هر ساله براي به حداقل رساندن خسارت‌هاي وارده، از دست رفتن سرويس‌هاي مربوط به خدمات اكوسيستمي و از دست رفتن زندگي جوامع محلي وابسته به رودخانه‌ها و مصب‌ها از جمله مهم‌ترين صدمات وارده ناشي از سدسازي‌ها در تنها 7 رودخانه مكزيك هستند. سدهاي مخزني به مردم اين باور كذب را مي‌دهند كه سدها براي مدت نامحدودي مي‌توانند امنيت نياز آبي آنها را تامين كنند و به همين دليل است كه در اغلب موارد شاهد هدررفت و مصرف بي‌رويه آب در كلانشهرها هستيم. آمارها نشان مي‌دهد كه در حدفاصل سال‌هاي 1971 تا 2010 ميلادي، نزديك 20 درصد جمعيت جهان آب مورد نياز مصرفي خود را از طريق دخالت در سيستم‌هاي طبيعي رودخانه‌ها از جمله سدسازي تامين كردند، اما جالب است بدانيد بر اساس تحقيقي كه در سال 2017 انجام شد، مشخص شد كه از اين 20 درصد جمعيت، بخش اعظم نتوانستند آب كافي مورد نياز خود را در اختيار داشته باشند چنانكه سدهايي كه روي رودخانه فرات در تركيه بسته شد، عملا كمبود آب جدي را در كشورهاي عراق و سوريه زمينه‌سازي كرد و الان مشخص شده كه سدسازي موردي است كه به گفته كارشناسان با شدت گرفتن چالش تغييرات اقليمي تاثيرات زيست محيطي آن هم بيشتر ملموس خواهد شد.