نیم‌نگاهی به تجارب مدیریت آب در دنیا

آب نه‌تنها برای توسعه جوامع انسانی بلکه برای سلامت عملکرد اکوسیستم‌های طبیعی نیز یک ضرورت است. دسترسی به آب شیرین در دنیا محدود است. بخش اعظم این سرمایه کلان به شکل برف و یخ یا در آبخوان‌های عمیق ذخیره شده و تنها بخش ناچیز و اندکی برای استفاده در دسترس بشر است. داده‌های ماهواره ناسا در سال ۲۰۱۵ نشان داد که بیش از نیمی از بزرگ‌ترین آبخوان‌های جهان یا به‌طور کامل توازن هیدرولوژیکی خود را از دست داده یا تحت فشار‌های مازاد ناشی از برداشت ناپایدار هستند.

اعتماد در ادامه نوشت: این روز‌ها در بسیاری از کشور‌ها خشکسالی و سیلاب به تهدید‌های جدی بقا تبدیل شده‌اند که شاید نتوان همه آن‌ها را به کلی حذف کرد، اما می‌توان آن‌ها را به درستی مدیریت کرد. در کشور هندوستان بهره‌برداری از توفان‌های مانسون و انتقال آب مازاد آن‌ها به مناطق خشک چند سالی است که مورد توجه قرار گرفته.

هندی‌ها می‌گویند که برای غلبه بر عدم تعادل بارشی در این کشور می‌توان از توفان‌های مانسون بهره برد و آب مازاد را در مناطقی که پتانسیل کشاورزی یا تولید انرژی برق آبی دارند؛ مورد استفاده قرار داد. شرایط اقلیمی هندوستان به این صورت است که همزمان که مناطقی از سیلاب‌های ویران‌کننده و مهیب رنج می‌برند، مناطقی دیگر از مشکلات خشکسالی در عذاب هستند. اما به رغم سرمایه‌گذاری کلان و تلاش‌های مداوم به منظور مدیریت سیلاب در این کشور، آسیب‌های اقتصادی- اجتماعی و مرگ ناشی از سیل رقمی بالاست.

سیستم مدیریت سیلاب در هند به واسطه تاثیرگذاری چندین عامل اجتماعی- هیدروکلیماتولوژی مانند تغییرات اقلیمی، افزایش سطح آب دریا‌ها و پویایی اجتماعی و اقتصادی بسیار پیچیده است.

این عوامل بر شدت و تناوب سیلاب‌های هندوستان موثر هستند، اما فاکتور‌هایی مانند اجرای نادرست معیار‌های ساختار‌های سنتی، فقدان طرح‌های اجرایی مناسب، عدم اشتیاق کافی برای کناره‌گیری از طرح‌های سنتی و استفاده از سیستم‌های مدیریت نوین و تجارب بد در زمینه تحویل سیستم‌های پیچیده باعث شده تا نتوان با اطمینان از پیشرفت ایده‌های نوین در این کشور صحبت کرد در نتیجه کارشناسان پیشنهاد کرده‌اند که هند پیش از اجرای طرح‌های جدید دیگر نخست گپ‌های موجود را در سیستم مدیریت موجود آب حل کند.

این تنها هند نیست که با مشکل مدیریت سیلاب‌ها مواجه است؛ طی ۵ سال گذشته، ایالت تگزاس امریکا هم هر ساله شاهد وقوع سیلاب‌های شدید بوده و این در حالی است که همزمان این ایالت با مساله کمبود آب مواجه است.

سوالی که مدت‌ها پیش مطرح شده، این است که آیا می‌توان آب ناشی از این سیلاب‌ها را را حفظ و در طولانی‌مدت آبخوان‌ها را تغذیه کرد؟ یک تحقیق که توسط پژوهشگران دانشگاه تگزاس به تازگی انجام شده، نشان می‌دهد که آبخوان‌های ساحلی که از آن‌ها آب برای استفاده در مزارع و شهر‌ها پمپاژ شده؛ فضای کافی برای ذخیره دو‌سوم آب با جریان زیاد ناشی از جریان‌های تند سیلابی ۱۰ رودخانه این ایالت را دارند و بدین طریق می‌توان اثرات ناشی از سیلاب‌ها و خشکسالی را همزمان مدیریت کرد. اما مساله اساسی پیدا کردن راهی است که بتوان امکان دسترسی آب جریان‌های سیلابی را به آبخوان‌ها فراهم کرد.

تقویت آب‌های زیرزمینی می‌تواند یک برنامه هدف‌دار و مشخص باشد. اهداف مورد نظر شامل تثبیت سطح سفره‌های آب زیرزمینی، به وجود آوردن موانع هیدرواستاتیکی برای جلوگیری از نفوذ آب نمکدار به درون سفره‌های آب شیرین و ذخیره‌سازی آب برای مصارف بعدی هستند.

در مناطقی که آب زیرزمینی به شکلی گسترده برای اهداف کشاورزی، صنعتی و شهری مورد مصرف قرار می‌گیرد میزان استفاده از آب زیرزمینی ممکن است بیشتر از سرعت جایگزینی آن از راه‌های طبیعی باشد. علاوه بر تمام کردن منبع آب کاهش حجم سفره آب زیرزمینی ممکن است سبب نشست زمین بر اثر سقوط حفره‌ها در قسمت خروج آب از آن‌ها شود.

در این‌گونه موارد ذخیره و هدایت هیدرولیکی سفره ممکن است دستخوش تغییر شود در نتیجه به کمک تقویت سفره توسط آب سیلاب و فاضلاب تصفیه شده می‌توان فرآیند مزبور را کند یا متوقف یا حتی تغییر جهت داد. در نواحی ساحلی آب نمکدار دریا به علت دانسیته بیشتر خود ممکن است به درون سفره آب شیرین نفوذ کند لذا کشیدن آب از چاه‌ها مشکل را حادتر می‌کند و سبب آلودگی آب نمکدار در چاه می‌شود.

ه. س. پوی و همکارانش در کتاب «مهندسی محیط زیست؛ جلد اول» ترجمه آقایان محمدعلی کی‌نژاد و سیروس ابراهیمی پیشنهاد می‌کنند که در این‌گونه موارد می‌توان با ایجاد یک مانع هیدرواستاتیکی مانند تزریق روان‌آب و فاضلاب تصفیه شده بین چاه و منبع آب شور دست‌کم سبب عقب زدن آب شور شد. اما سیستم‌های تقویت آب زیرزمینی ممکن است طوری طراحی شوند که عملکرد اصلی‌شان ذخیره‌سازی آب باشد.

این ذخیره‌سازی ممکن است بسیار شبیه به ذخیره منابع آب سطحی باشد. بدیهی است که سفره آب در دوره‌های پمپاژ زیاد، افت می‌کند و در دوره‌های تخلیه اندک، افزایش می‌یابد. هنگامی که خواص سفره آب زیرزمینی برای ذخیره‌سازی مناسب باشد، این روش نسبت به منابع ذخیره‌سازی آب سطحی دارای مزیت‌های متعدد است. لازم به ذکر است که در این روش سازه‌های گسترده وجود ندارند، استفاده از سطح هم محدود نیست و اتلاف آب بر اثر تبخیر در آن‌ها به حداقل می‌رسد و این در حالی است که امکان آلودگی آب توسط منابع آلاینده هم از میان می‌رود.

هـ. س. پوی و همکارانش تاکید دارند که آب‌های زیرزمینی نیز مانند آب‌های سطحی دارای مکانیسم‌های خودپالایی هستند در نتیجه اگر قرار بر تقویت آب‌های زیرزمینی است، مکانیسم‌های آهستگی خودپالایی در سیستم‌های آب زیرزمینی و محدودیت میدان عمل برای تسریع فرآیند خودپالایی باید در نظر گرفته شود و جلوگیری از آلودگی آب زیرزمینی نیازمند دقت و توجه بسیار است.

این نکته مهم را هم نباید فراموش کرد که در تمام مواردی که قسمتی از سفره آب زیرزمینی به عنوان منبع آب آشامیدنی مورد مصرف قرار می‌گیرد، آب تقویت‌کننده الزاما باید از کیفیت آب آشامیدنی مطلوبی برخوردار باشد.

تخریب و فرسایش زیست‌محیطی خاک هر ساله هزینه‌ای معادل ۱۰ درصد از تولید ناخالص داخلی چین را به خود اختصاص می‌دهد، از طرف دیگر بحران آب هم به یکی از دغدغه‌های اصلی مردم چین تبدیل شده است. سد سه دهانه چین واقع بر رودخانه یانگ‌تسه بدون تردید یکی از بزرگ‌ترین و در عین حال جاه‌طلبانه‌ترین پروژه‌های مهندسی جهان است.

رودخانه یانگ‌تسه طویل‌ترین رودخانه آسیا و سومین رودخانه طولانی جهان پس از رودخانه‌های نیل و آمازون است که از سمت غربی چین سرچشمه گرفته و در نهایت پس از گذر از نواحی شرقی این کشور به دریای چین شرقی می‌ریزد. نیروگاه برق‌آبی این سد به ترتیب در سال‌های ۲۰۱۳ و ۲۰۱۴ میلادی با تولید سالانه ۸۳.۷ و ۹۸.۸ تراوات ساعت انرژی (TWh) توانست گوی سبقت را از سد مشهور ایتایپو واقع بر رودخانه پارانا در حدفاصل مرز برزیل و پاراگوئه برباید و بدین‌ترتیب هم‌اکنون سد سه دهانه چین بزرگ‌ترین نیروگاه برق‌آبی در سطح جهان است.

ساخت این سد به رغم همه مخالفت‌ها آغاز شد. اما امروز حتی منتقدان نیز پذیرفته‌اند که از زمانی که سد ساخته شد، سیلابی نظیر آنچه در سال ۱۹۹۸ اتفاق افتاد و بنا بر ادعا‌ها ۳.۵۰۰ نفر در آن جان باختند، اتفاق نیفتاده است. اما از طرف دیگر عواقب ناشی از برنامه گسترده اسکان مجدد یک و نیم میلیون نفر هم ظاهرا تمامی ندارد. شکی در این نیست که اغلب مردم با نارضایتی خانه و زمین‌های خود را رها کرده و بسیاری نیز حتی هنوز نتوانسته‌اند خود را با شرایط جدید وفق دهند. بسیاری از چینی‌ها صد‌ها مایل از خانه و زمین‌های پدری‌شان فاصله گرفته و به جایی آمده‌اند که هنوز نمی‌توانند درست ارتباط کلامی برقرار کنند.

جامعه‌شناسان به افزایش معضلات اجتماعی از جمله دزدی و... اشاره می‌کنند و همه این‌ها ظاهرا ریشه در یک چیز دارد: جابه‌جایی از سرزمین پدری و عدم سازگاری با محیط جدید. کشوری نظیر چین رودخانه‌های پرآب زیادی دارد و نیاز به انرژی هم در آن رو به گسترش است لذا این غیرعقلانی است که از منابع تجدیدپذیر طبیعی‌اش جهت رشد اقتصادی پایدار استفاده نکند. از نظر فنی چین نسبت به هر کشور دیگر جهان منابع هیدروالکتریک (برق‌آبی) بیشتری در اختیار دارد که می‌تواند به‌طور تقریبی حدود ۳۸۰ گیگاوات یعنی معادل صد‌ها هزار نیروگاه هسته‌ای انرژی را برای این کشور به ارمغان بیاورد.

اما مساله اینجاست که مشکلات در حدی است که باعث شده تنها یک‌چهارم این انرژی قابل بهره‌برداری باشد. بنا بود که چین تا سال ۲۰۲۰ در حدود ۱۵ درصد از انرژی خود را از منابع تجدیدپذیر استحصال کند و از طرف دیگر میزان انتشار کربن را در همان زمان به میزان ۴۰ الی ۴۵ درصد کاهش دهد، اما هنوز تحقق این مساله تایید نشده و این در حالی است که امروز اغلب کارشناسان نگرانی‌های خود را در مورد کاهش ظرفیت تولید سد‌ها در این کشور ابراز می‌کنند.

در مورد اثرات ناشی از سدسازی‌ها بر محیط زیست تجارب مختلفی را می‌توان مطرح کرد، اما یک تجربه عملی دیگر هم در کشور مکزیک است که شاید بد نباشد، آن را بررسی کرد. در مکزیک اثرات سد‌های هیدروالکتریک بر مصب رودخانه‌های حاره‌ای ثابت شده است.‌

ای ازکوررا و همکارانش در سال ۲۰۱۹ در مقاله‌ای اثرات ناشی از سد‌های بزرگ را در کشور مکزیک مورد توجه قرار دادند. آن‌ها در مقاله خود تاکید می‌کنند که درست است که سد‌های بزرگ هیدروالکتریکی به نوعی جزو منابع تجدیدپذیر محسوب می‌شوند و می‌توانند انتشار گاز‌های گلخانه‌ای مانند دی‌اکسیدکربن ناشی از سوزاندن سوخت‌های فسیلی را کاهش دهند، اما آن‌ها در مقابل اثرات منفی دیگری هم بر محیط زیست دارند و دلیل اصلی این مساله را باید در تغییر در رژیم هیدرولوژیکی رودخانه‌ها، تمرکز مواد غذایی و چرخه حیات گونه‌های جانوری که بقای آن‌ها به زیستگاه‌های آب شیرین بستگی دارد؛ جست‌وجو کرد.

کاهش جریان آب رودخانه‌ها در پایین دست باعث افزایش شوری بستر، پایین آمدن سفره آب‌های زیرزمینی و ایجاد ناپایداری در تامین آب آشامیدنی و آب آبیاری کشاورزان و باغداران خواهد شد.

تیم تحقیقاتی در مکزیک تفاوت‌های برجسته دینامیک سواحل ۵ رودخانه را در حدفاصل سال‌های ۱۹۷۵ تا ۲۰۱۰ مورد تجزیه و تحلیل و ارزیابی قرار داد و مشخص شد که سدسازی روی رودخانه‌های حاره‌ای می‌تواند عوارض بلندمدت غیرقابل پیش‌بینی داشته باشد. از جمله این تاثیرات کاهش بار رسوباتی است که در سواحل ته‌نشین می‌شوند.

بررسی‌های بیشتر نشان داد که کاهش بار رسوبات، تاثیرات به شدت مخربی روی پایداری شرایط زیست محیطی و تولیدات سواحل و حتی مصب‌های پایین دست دارد چنانکه بر اساس برآورد این محققان هر ساله بالغ بر یک میلیون تن رسوبات رودخانه‌های فواِرته و سانتیه‌گو وارد سد‌ها شده و در آن‌ها انباشت می‌شود.

از دست رفتن سرویس‌های مربوط به ماهیگیری در فضای باز، از دست رفتن اکوسیستم‌های با اهمیت جنگلی و مانگرو، از دست رفتن حدود ۳۰۰ تن بر هکتار کربن ذخیره شده در جنگل‌ها و رهاسازی بالغ بر ۶ هزار تن کربن فرسایش یافته در اقیانوس‌ها و هزینه ۱۳۰ هزار دلاری هر ساله برای به حداقل رساندن خسارت‌های وارده، از دست رفتن سرویس‌های مربوط به خدمات اکوسیستمی و از دست رفتن زندگی جوامع محلی وابسته به رودخانه‌ها و مصب‌ها از جمله مهم‌ترین صدمات وارده ناشی از سدسازی‌ها در تنها ۷ رودخانه مکزیک هستند.

سد‌های مخزنی به مردم این باور کذب را می‌دهند که سد‌ها برای مدت نامحدودی می‌توانند امنیت نیاز آبی آن‌ها را تامین کنند و به همین دلیل است که در اغلب موارد شاهد هدررفت و مصرف بی‌رویه آب در کلانشهر‌ها هستیم.

آمار‌ها نشان می‌دهد که در حدفاصل سال‌های ۱۹۷۱ تا ۲۰۱۰ میلادی، نزدیک ۲۰ درصد جمعیت جهان آب مورد نیاز مصرفی خود را از طریق دخالت در سیستم‌های طبیعی رودخانه‌ها از جمله سدسازی تامین کردند، اما جالب است بدانید بر اساس تحقیقی که در سال ۲۰۱۷ انجام شد، مشخص شد که از این ۲۰ درصد جمعیت، بخش اعظم نتوانستند آب کافی مورد نیاز خود را در اختیار داشته باشند چنانکه سد‌هایی که روی رودخانه فرات در ترکیه بسته شد، عملا کمبود آب جدی را در کشور‌های عراق و سوریه زمینه‌سازی کرد و الان مشخص شده که سدسازی موردی است که به گفته کارشناسان با شدت گرفتن چالش تغییرات اقلیمی تاثیرات زیست محیطی آن هم بیشتر ملموس خواهد شد.