آیا ذخیره آب در زیر زمین، یک راه‌حل برای امنیت آبی است؟

با ابداع تکنولوژی دورسنجی ماهواره‌ای، اکنون می‌دانیم که این منبع حیاتی در وضعیت خطرناکی قرار دارد، و در برخی مناطق جهان، بسیار بیشتر از آنچه بتواند تغذیه شود پمپاژ می‌شود. به منظور بهبود تاب‌آوری در مواجهه با تغییر اقلیم و طولانی‌تر کردن فصل کاشت، لازم است تا علاوه بر بازاندیشی در پمپاژ آب زیرزمینی به سطح زمین، آب‌های سطحی را در زیرزمین ذخیره کنیم تا از امنیت آبی آینده خود اطمینان یابیم. ذخیره آب در زیر زمین می‌تواند تأثیر بسزایی در تقویت تاب‌آوری تأمین آب در مناطق خشک و نیمه‌خشک داشته باشد.

آب‌های موجود در آبخوان‌های کالیفرنیا رو به کاهش هستند، چون زارعان بیشتری آب زیرزمینی را برای آبیاری کشت‌ها پمپاژ می‌کنند. با این همه، اراضی زراعی بارور می‌توانند به پرشدن دوباره آب زیرزمینی به نفع همگان در این ایالت مستعد خشکسالی نیز کمک کنند. پژوهشگران دانشگاه کالیفرنیا پس از مشاهده نتایج اولیه آزمایش‌ها درباره تغذیه آبخوان‌ها با غرقاب‌کردن حساب‌شده اراضی زراعی در زمستان، بدون آسیب به کشت‌ها یا تأثیر بر آب شرب، انگیزه بیشتری برای ادامه پژوهش‌ها در این زمینه یافته‌اند.

در سطح جهان، حدود ۷۰ درصد آب برداشت‌شده یا منحرف‌شده به مصرف کشاورزی می‌رسد. این سهم در برخی حوضه‌های آب زیرزمینی به ۹۹ درصد هم می‌رسد. مناطق کشاورزی در سطح جهان اُفت ترازهای سطح آب زیرزمینی را تجربه کرده‌اند، و سیاست‌گذاران را به تلاش برای کاهش نرخ برداشت در سطح حوضه از طریق سیاست‌های جدید واداشته‌اند. این سیاست‌ها عموماً با هدف کاهش استفاده مصرفی آب زیرزمینی- یک هدف کلیدی مدیران آب- در پاسخ به پمپاژ آب زیرزمینی برای آبیاری پیاده می‌شوند.

موضوع کاهش ذخایر آب شیرین در بخش‌های مختلف جهان، نه فقط از نظر علمی مورد توجه واقع شده است، بلکه دغدغه عمیق اجتماعی نیز به شمار می‌آید. گزارش‌های مختلفی که درباره خالی‌شدن آبخوان‌ها و کاهش تراز آب رودخانه‌ها و دریاچه‌ها منتشر می‌شود، شواهد قانع‌کننده‌ای مبنی بر عبور بهره‌برداری آب شیرین از ظرفیت منابع تجدیدپذیر است. با این همه، کمّی‌کردن منابع و مصارف آب شیرین در سطح جهان یک چالش فنی اساسی است. دو محقق به نام‌های Yoshihide Wada و Marc Bierkens در یکی از جامع‌ترین تحلیل‌های صورت‌گرفته تاکنون که در «پژوهش‌نامه زیست‌محیطی» انتشار یافته است، منابع و مصارف آب شیرین را از ۱۹۶۰ تا ۲۰۹۹ برآورد کرده‌اند. آنان هم از داده‌های تاریخی و هم پیش‌بینی‌های آینده که شامل تغییرات جمعیتی و اقلیمی مورد انتظار در این قرن است استفاده کرده‌اند. تحلیل‌ آنان حاکی از افزایش تدریجی بهره‌برداری از منابع آب شیرین تجدیدناپذیر در بخش‌هایی از جهان است و از این رو باید دغدغه جدی جهانیان باشد.

تعریف سامانه آبرسانی

سامانه آبرسانی عبارت است از کلیه تاسیساتی که آب را از منبع تامین به تصفیه خانه یا مخازن ذخیره ی ا مخازن تامین فشار و سپس به مصرف کننده منتقل می کند. سامانه آبرسانی شامل تاسیسات و اجزای زیر است که یک طرح آبرسانی بسته به نوع و محل منابع آب ممکن است شامل تمامی و یا بخشی از این تاسیسات باشد.

تاسیسات آبگیری از منابع سطحی

این تاسیسات شامل آبگیری از رودخانه، برج آبگیر از دریاچه، تجهیزات هیدرومکانیکال، برقی، کنترلی و تجهیزات آشغالگیری برداشت آب و نیز تجهیزات دانه گیری است. مبنای طراحی این تاسیسات براساس تعیین ظرفیت برداشت در دوره طرح بر مبنای حداکثر نیاز آبی روزانه و یا میزان تخصیص آب است. بنابراین ساختمان کلیه تجهیزات باید براساس این ضابطه و سایر ضوابط مربوط به تجهیزات انتقال و پمپاژ انتخاب شوند ولی تجهیزات می توانند به تدریج و برحسب نیاز نصب شوند. برای آشنایی با مبانی و ضوابط طراحی این تاسیسات به استانداردهای مربوطه مراجعه شود.

سیستم آنلاین توسعه و مدیریت داده های منابع آب و محیطی

HydroManager یک سیستم توسعه منابع آب مبتنی بر وب و داده هایی مدیریتی که دسترسی متمرکز و امنی را به تولیدات آب و داده های نظارتی از طریق اینترنت ایجاد می نماید، است. HydroManager با ترکیب پایگاه داده های سطحی و زیرزمینی با ابزارهای تخصصی تحلیلی، سیستم های پشتیبانی تصمیم گیری و ساده در استفاده و همچنین رابط کاربری وب آنلاین، برای سازمان های آب، آب و برق، سازمان های دولتی، مدیران معدن، و پروژه های نفت و گاز نامتعارف، یک سیستم قابل اعتماد و موثر و کارآمد مدیریتی منابع آب را فراهم می کند.

دسته بندی کلی انواع عدم قطعیت.

کلیات عدم قطعیت در منابع آب

پیامد ها یا پدیده هایی که پیش بینی دقیق آن ها ممکن نیست، وقایع ریسکی یا وقایع غیر قطعی نامیده می  شوند. عبارت ریسک اغلب برای توصیف شرایطی به کار می  رود که برای تعریف درست نمایی پدیده  ها یا پیامد  های مختلف، مقدار احتمالات در دسترس باشند. اگر احتمالا پدیده ها یا پیامد های مختلف قابل کمی  کردن نباشند یا پدیده  های پیش بینی پذیر نباشند، به آن ها غیر قطعی می  گویند. عدم قطعیت در اطلاعات، امری ذاتی در فعالیت  های برنامه ریزی مربوط به آینده است. این امر از اطلاعات ناکافی و فرضیه  های نادرست و همچنین از تغییر پذیری فرآیند های طبیعی طی زمان و مکان ناشی می  شود. مدیران آب اغلب نیاز دارند عدم قطعیت و تغییرات در مقادیر شاخص کارایی سامانه را به دلیل هر تغییری در داده های ورودی و مقادیر پارامتر های ممکن که پیش بینی شده اند، تعیین کنند. آن ها باید این سطح عدم قطعیت را برای توسعه کاربردی طرح  های مهندسی تعدیل کنند.

کلیات

آب منبعی تجدید شوند است که به طور طبیعی از چرخه هیدرولوژیک پیروی می کند. چرخه هیدرولوژیک اساس فرآیندی پیوسته و بدون آغاز و پایان است که می توان آن را یک سامانه نامید. به عبارت دیگر، یک سامانه، مجموعه عوامل و اجزایی است که هر کدام به طور مستقل عمل می کند، ولی نتایج ناشی از عمل هر جزء به طور متقابل بر جزء دیگر اثر می گذارد. هر سامانه با ویژگی -های ذیل تعریف می گردد:

• مرز سامانه   که اجزای مرتبط با آن سامانه را از سایر اجزای متعلق به محیط اطراف جدا می -کند.
• نحوه ارتباط متقابل اجزای یک سامانه با ورودی ها و خروجی های آن.
• بازخورد سامانه   که نحوه تعامل ورودی و خروجی های سامانه با محیط اطراف را نشان می دهد.

یکی از مهم ترین منابع آلودگی آب های سطحی و زیرزمینی، انتشار تصادفی آلاینده ها به منابع آب می باشد که به کرات در نقاط مختلف دنیا و هم چنین در ایران در خلال سال های گذشته رخ داده است. یکی از مهم ترین ارکان مدیریت ریسک منابع آب، شناسایی نوع و ماهیت آلاینده ها و رفتار آن ها در محیط های آبی است تا براساس آن ها بتوان راهکارهای مشخصی برای رویاروی با شرایط بحرانی اتخاذ کرد. البته باید متذکر شد نمی توان بین آلاینده های ناشی از حوادث و آلاینده های متعارف منابع آب تمایز مشخصی قایل شد، زیرا دامنه بروز این گونه حوادث بسیار گسترده بوده و می تواند در یک باز زمانی کوتاه یا طی یک فرایند زمانی طولانی باعث آلودگی منابع آب گردد. به همین دلیل نیز در این قسمت تلاش شده تا حتی المقدور آن دسته از آلاینده ها را که احتمال می رود دارای منشاء حوادث باشند را شناسایی و طبقه بندی کرد.

لزوم ارزیابی عدم قطعیت

هدف اصلی اجرای مدل های آب های زیرزمینی پیش بینی وضعیت سامانه در آینده می باشد. این پیش بینی معمولا با عدم قطعیت های ذاتی همراه است، زیرا الگوریتمی که برای مدل سازی انتخاب می شود با آنچه در طبیعت اتفاق می افتد دقیقا یکی نیست و به علاوه در تبدیل الگوریتم به یک نرم افزار فرضیاتی وجود دارد. حتی در مدل های خیلی پیچیده با واسنجی خوب، در اطلاعات و ورودی هایی که برای مدل سازی استفاده می شود، عدم قطعی تهایی وجود دارد. به عنوان مثال در شرایط مرزی اعمال شده به مدل و همچنین پیش بینی رژیم آب و هوایی و تغییرات در تناوب آبیاری عدم قطعیت هایی وجود دارد. با توجه به آنچه ذکر شد، ارائه عدم قطعیت در پیش بینی نتایج هر مدل با توجه به اهداف خاص آن الزامی است.

داده های حاضر در این مجموعه توسط گروه آبهای سطحی دفتر مطالعات پایه شرکت منابع آب ایران تولید گردیده است. در این دفتر و برای گروه های زیر مجموعه این معاونت اهدافی به شرح ذیل وجود دارد:

1- سیاستگذاری، برنامه ریزی، نظارت و ارزیابی عملکرد

• سیاست گذاری، تعیین خط مشی و برنامه ریزی کلی مطالعات آبهای سطحی کشور.
• تهیه طرح شبکه ملی سنجش کمی و کیفی آب و هواشناسی کشور و نظارت عالیه بر اجرای آن.
• تدوین برنامه های سالیانه مطالعاتی آبهای سطحی در سطح کشور.
• تائید برنامه عملیاتی و بودجه پیشنهادی لازم از منابع جاری و اعتبارات عمرانی بمنظور انجام وظایف مطالعات آبهای سطحی ارائه شده از شرکتهای آب منطقه ای.
• تائید برنامه های سالانه اندازه گیری و آماربرداری ایستگاههای آب و هواشناسی ارائه شده از شرکتهای آب منطقه ای ونظارت عالیه بر اجرای صحیح آن.

داده های حاضر در این مجموعه توسط گروه آبهای زیرزمینی دفتر مطالعات پایه شرکت منابع آب ایران تولید گردیده است. در این دفتر و برای گروه های زیر مجموعه این معاونت اهدافی به شرح ذیل وجود دارد:

1- سیاستگذاری، برنامه‌ریزی، نظارت و ارزیابی عملکرد

• سیاست‌گذاری، تعیین خط مشی و برنامه‌ریزی کلی آبهای زیرزمینی در سطح کشور.
• تهیه طرح شبکه ملی سنجش کمی و کیفی منابع آب زیرزمینی کشور و نظارت عالیه بر اجرای آن.
• تدوین برنامه‌های مطالعاتی آبهای زیرزمینی در سطح کشور.
• تائید برنامه عملیاتی و بودجه پیشنهادی از منابع جاری و اعتبارات عمرانی به منظور انجام وظایف مطالعات آبهای زیرزمینی ارائه شده از سوی شرکتهای آب منطقه‌ای.
• تائید برنامه‌های سالانه اندازه‌گیری و آماربرداری از آبهای زیرزمینی ارائه شده از سوی شرکتهای آب منطقه‌ای ونظارت عالیه بر انجام صحیح آن.

داده های حاضر در این مجموعه توسط گروه تلفیق و بیلان دفتر مطالعات پایه شرکت منابع آب ایران تولید گردیده است. در این دفتر و برای گروه های زیر مجموعه این معاونت اهدافی به شرح ذیل وجود دارد:

1- سیاست گذاری، برنامه ریزی ، نظارت وارزیابی عملکرد

• سیاست گذاری، تعیین خط مشی وبرنامه ریزی کلی تلفیق مطالعات منابع آب در سطح کشور.
• تدوین برنامه های انجام تلفیق مطالعات پایه منابع آب در سطح کشور.
• تایید برنامه عملیاتی پیشنهادی بودجه های جاری وعمرانی به منظور انجام فعالیتهای تلفیق مطالعات در سطح کشور.
• تایید برنامه های سالانه دفاتر تلفیق وبیلان شرکتهای آب منطقه ای.
• بازنگری دستورالعملهای موجود وتهیه دستورالعملهای جدید مورد نیاز تلفیق مطالعات پایه منابع آب.
• نظارت وارزیابی عملکرد دفاتر تلفیق وبیلان مطالعات شرکتهای آب منطقه ای وارائه گزارشهای لازم درخصوص وضعیت عملکرد آنه.

داده های حاضر در این مجموعه توسط گروه بانک اطلاعاتی دفتر مطالعات پایه شرکت منابع آب ایران تولید گردیده است. در این دفتر و برای گروه های زیر مجموعه این معاونت اهدافی به شرح ذیل وجود دارد:

• سیاست گذاری، تعیین خط مشی وبرنامه ریزی کلی درخصوص بانک اطلاعات مطالعات پایه منابع آب درسطح کشور.
• همکاری ونظارت درایجاد ، بهره برداری ونگهداری بانکهای اطلاعات مطالعات پایه منابع آب شرکتهای آب منطقه ای.
• تهیه استانداردها، دستور العملهای ایجاد بانک های اطلاعات وهمچنین بهره برداری ونگهداری وبروز کردن آنه.
• ایجاد، بهره برداری ونگهداری وتوسعه بانک های اطلاعات ستاد مطالعات پایه منابع آب .
• هماهنگی وهمکاری با واحدهای تخصصی ستاد مطالعات پایه به منظور تهیه فرمهای اولیه ورود اطلاعات وگزارشهای خروجی.

شرح وظایف کارشناس بانک اطلاعات در شرکت های آب منطقه ای

توجه: این توضیحات بدون جداول و منابع آمده است. برای دریافت نسخه کامل آن را از ذیل دانلود کنید.

وظایف کارشناس بانک اطلاعات پس از ورود داده های تایید شده توسط کارگروه  آب سطحی و زیرزمینی در سامانه بانک اطلاعات منابع آب به شرح زیر می باشد:

1-اجرای گزارش های زیر، جهت کنترل برخی از پارامتر های ضروری از قبیل_ نداشتن  آمار  استان  مجاور _ خالی  نبودن نام استان _خالی نبودن فیلد کد محدوده _ اشتباه بودن کد محدوده _ تعداد رکورد دریافتی _ مجموع تخلیه _ ومجموع بهره برداری (گزارش‌های تهیه شده درسامانه بانک اطلاعات امار برداری سراسری 3) برای هر فرم عبارتند از:

این نرم افزارها و مواد مرتبط (داده ها و اسناد و مدارک) توسط سازمان زمین شناسی ایالات متحده (USGS) جهت منافع عمومی و پیشرفت علم استفاده کنندگان در دسترس قرار گرفته است. شما ممکن است، بدون هیچ گونه هزینه یا با پرداخت هزینه از این ابزارها استفاده، کپی برداری، اصلاح، یا توزیع توسط یک نرم افزار و هر آثار مشتق شده از آن، و اسناد آن نمایید. این موضوع را به توجه به حقوق نرم افزاری USGS کاربران، باید بررسی کنید.

شما می توانید دیگر نسخه های الکترونیکی و یا چاپی گزارش USGS و اسناد و مدارکی که در توزیع نرم افزار گنجانده شده است از اینجا دریافت کنید.

آب های زیرزمینی و خشکسالی:

سازمان زمین شناسی آمریکا دانش بی طرفانه ای در مورد آب های زیرزمینی برای حمایت از مدیران منابع و سیاست گذاران با اطلاعات ضروری را توسعه می دهد که آنها می توانند به برنامه ریزی برای پاسخ در شرایط خشکسالی و استفاده در تصمیم گیری ها از آن استفاده کنند.

کلید موفقیت در مقابله با خشکسالی برنامه ریزی برای تامین آب خشکسالی برای اطمینان دادن در آن است که آب را می توان ذخیره سازی نمود، از جمله در سفره های آبی یا مخازن سطحی آب ایجاد شده که برای تامین کنندگان آب یک منبع مناسب است. این برنامه ریزی می تواند به اشکال سنتی توسعه منابع آب زیرزمینی منجر گردد و همچنین سیستم های تغذیه مصنوعی و یا ذخیره سازی آبخوان و بازیابی آن که استفاده از آب اضافی را در طول دوره های مرطوب و یا پساب استفاده می نمایند که عبارت است از که آن را می توان به شرایط زیر سطحی جهت بزرگترین نیازهای استخراج انتقال داد.

معیار طراحی ساخت سازه هایی که دارای پتانسیل بالای خطر هستند، نظیر سدها شامل بررسی بزرگ ترین سیلی است که آن سازه ممکن است در طول عمر خود در معرض آن قرار بگیرد. سازه های دارای پتانسیل بالای خطر آن ها یی هستند که ویرانی آن ها آسیب های شدید ناشی از سیل را برای ساکنین مناطق پایین رودخانه به دنبال خواهد داشت و صدمات جانی فوق العاده ای را نیز به همراه خواهد داشت.

انتخاب سیل طراحی یکی از مشکلات عمده در طراحی پروژه های آبی می باشد. انتخاب بده سیل طراحی با معیارهای اقتصادی، تلفات انسانی و عوامل هیدرولوژیکی انجام می گردد. در بعضی از موارد ایمنی سیستم و خسارات مربوطه چندان مهم به نظر نمی رسد و در پاره ای از موارد نیز سازه های آبی از اهمیت فوق العاده زیادی برخوردار اس ت و لذا باید در مقابل بزرگ ترین سیل مقاومت نموده و پایدار بماند.

اثرات زهکشی

1. تهویه خوب در منطقهتوسعه ریشه ها با مقدار رطوبت در این نسبت عکس دارد از طرف دیگر رطوبت خاک تابعی از عمق آب زیرزمینی است و چون اندازه گیری سطح ایستابی ساده می باشد غالباً این پارامتر بعنوان یک نمایه مناسب برای تشخیص نیاز زمین به زهکشی قرار می گیرد ،نمایه دیگری که برای تعیین وضعیت تهویه خاک استفاده می شود طول مدت استغراق در سطح زمین است . اطلاعات موجود نشان می دهد که عمق سطح ایستابی در خاک های سبک 100-50 سانتی متر و در خاک های سنگین 150-100 سانتی متر نسبت به سطح زمین پایین آورده شود قابلیت کار روی زمین افزایش می یابد. 

2. جلوگیری از مختل شدن عملیات زراعی: پیدایش از حالت ماندابی در خاک قابلیت دسترسی به زمین و کار روی آن را با مشکل مواجه می سازد . در خاک های زهدار فرصت برای عملیات زراعی (آماده سازی زمین، کاشت، وجین، سم پاشی و حتی برداشت) بسیار محدود است و اگر زارع به دلایلی مجبور باشد که در همین شرایط نامساعد روی خاک کار کند نتیجه آن متراکم شدن زمین و سرانجام از بین رفتن ساختمان خاک به نوبه خود باعث کاهش نفوذپذیری شده و عدم نفوذ آب در خاک به صورت غیر مستقیم تعداد روزهای قابل کار روی زمین را کاهش می دهد که زهکشی از  این اثرات مخرب جلوگیری می کند.  برنامه ریزی  و طراحی سیستم های زهکشی:  منظور از برنامه ریزی زهکشی تهیه یک طرح مهندسی برای حل مشکل زهدار بودن اراضی است این طرح معمولاً مشتمل بر یک سری کارهای سازه ای و یا تسهیلات و روش هایی است که باید بکار گرفته شود در بعضی شرایط ممکن است بهترین راه حل فقط تغییر کاربری زمین یا تغییر عملیات کشاورزی و یا انتخاب زراعت ی باشد که نسبت به ماندابی بودن زمین حساسیت کمتری دارند اما بیشتر موارد یک طرح زهکشی مشتمل بر احداث نوعی شبکه زهکشی جدید است ،اینگونه عملیات که اصطلاحاً به آن طرح گفته می شود در محدوده کار مهندسی آبیاری یا عمران است.

تعرف زهکشی

آب جاری یا آبی که از چشمه‌ها خارج می‌شود، نباید از روی یک ناحیه ناپایدار حرکت کند. وجود آب در سطح دامنه، علاوه بر نقش فرسایشی به راحتی می‌تواند به داخل دامنه نفوذ کرده و به سرعت بر ناپایداری آن بیافزاید. دور نمودن آب از سطح دامنه و جلوگیری از نفوذ آن، مخصوصاً در مورد دامنه‌هایی که بطور بالقوه ناپایدارند، از مهمترین روشهای مهندسی دستیابی به پایداری است. به زبان ساده میتوان گفت زهکشی خارج کردن آب و املاح اضافی از بستر و یا عمق خاک است. در کشاورزی هدف از زهکشی بیشتر فراهم کردن محیطی مناسب برای رشد ریشه گیاه است (از نظر تهویه و شوری) در تعریفی جامع تر میتوان گفت زهکشی به معنی خارج شدن طبیعی یا مصنوعی آب مازاد از یک منطقه بوده و از مباحث بنیادی هیدرولوژی مهندسی است. یکی از کارهایی است که از 2000 سال قبل مرسوم بوده. البته خارج شدن آب از زمین بصورت طبیعی نیز صورت میگیرد لذا زهکشی فقط این فرایند طبیعی را سرعت میبخشد هر چند برخی از زارعین احتمالا از زمانهای بسیار قدیم به فواید زهکشی آگاه بودند و کاوش های باستانشناسی نیز آثاری از این عملیات را نشان میدهد اما این کار به عنوان یک فن در کشاورزی مطرح نبوده است ودر واقع زهکشی تا نیمه قرن 18 میلادی بسیار محدود و ناشناخته بود و تنها از آن زمان به بعد بود که همگام با توسعه کشاورزی توجه به عملیات زهکشی نیز جلب گردید...