بحران آب

مايع شگفت انگيز:
انسان ها از زمان هاي قديم در تشريح شگفتي‌ هاي آب بسيار كوشيده‌اند و در ابتدا نظارت بر آن را به فرشتگاني نسبت مي‌دادند كه اعمالشان را به صورت آواز و در قالب اسطوره‌ها و افسانه ها مي ريختند. بسياري از مفاهيم نهادين چون سرچشمه حيات، گوهر پالاينده و عنصر بارورنده با آب عجين است.

آب با همه سادگي‌اش، با ارزش ترين منبع طبيعي است كه در زمين وجود دارد و بدون آن، حيات وجود نخواهد داشت. با اين‌حال آنچه در چند دهه اخير مشاهده مي‌كنيم اين است كه انسان، آب را تلف كرده، از منابع موجود بيش از حد بهره گرفته و كنترلي در استفاده از آن اعمال نكرده است. عواقب اين رفتار بي فكرانه، بتدريج گريبان او را مي‌گيرد. اكنون نشانه‌هاي كمبود آب فراوان‌اند: سطح سفره‌هاي آب زير زميني پائين مي آيد، از وسعت درياچه‌ها كاسته مي‌شود و زمين‌هاي مرطوب

ناپديد مي‌شوند. به دليل بهره‌برداري خودسرانه و غير علمي از منابع زيرزميني، دشتها نشست كرده اند و فرو نشست زمين، به معني فشردگي ذرات آن و نفوذ پذيري كمتر آن است. نتيجه، از طرفي عدم نفوذ آب به درون زمين و تجديد مجدد منابع آبهاي زيرزميني است و از طرف ديگر جاري شدن سيل و شسته شدن خاك هاي حاصل‌خيز كشاورزي كه خود سبب فقر منطقه و خشكسالي هاي بيشتر مي شود.

مهندسان،‌ ” راه حل” مشكل آب را احداث سد‌هاي هر چه عظيم‌تر و طرح‌هاي انحراف آب رود‌خانه ها مي‌دانند كه هزينه هاي كمر شكن دارد و به روند‌هاي طبيعي آسيب فراوان مي‌رسانند. مسئله صحرازايي نيز براي انسان اهميت فراوان دارد. بر اساس بررسي به عمل آمده توسط برنامه محيط زيست سازمان ملل، تاكنون يك چهارم از زمين‌هاي آبياري، نيمي از كشت هاي ديم و سه چهارم چراگاهها، به صحرا تبديل شده اند. در اين امر، انسان نيز به اندازه شرايط اقليمي مقصر است. با اين‌حال او قادر به متوقف كردن و بهبود اين وضعيت نيز هست.
اكنون واضح است كه امكان ندارد چشمانمان را به نتايج ناشي از تاثير انسان بر منابع آب، ببنديم. اين پيامد ها نياز به تحقيق گسترده‌اي دارند و به عبارت دقيقتر، وظيفه اي بسيار پيچيده اند كه به همكاري صميمانه دانشمندان سراسر دنيا احتياج دارد تا به نفع همه بشريت بكوشند.
توزيع منابع آب در زمين:
اگر چه سه چهارم كره ما را آب تشكيل داده است، اما فقط درصد كوچكي از آن آب شيرين و قابل استفاده براي ما است: ۹۷ درصد آبهاي زمين در اقيانوسها و درياها جاي دارد. از ۳ درصد باقيمانده، حدود ۲ در صد به صورت يخچال‌ها و يا يخهاي نواحي قطبي تجمع يافته است. مابقي عمدتا به‌صورت آبهاي زيرزميني هستند كه دسترسي به آنها گاهي غير ممكن است. درياچه‌ها و رودخانه‌ها، بزرگترين منابع آب آشاميدني دنيا را تشكيل مي‌دهندكه كمتر از ۰٫۰۱ درصد از كل آبهاي زمين راشامل مي‌شوند.

خواص منحصر به فرد آب:
ويژگي‌هاي غيرعادي و حتي منحصر به فرد آب، به وجود پيوند هاي هيدروژني در اين ملكول بر مي‌گردد. از جمله اين ويژگي ها مي توان به موارد زير اشاره كرد:
ظرفيت گرمايي_ Heat Capacity :

مقدار حرارتي است كه براي بالا بردن دماي جرم مشخصي از ماده، به اندازه ۱ درجه سانتيگراد، لازم مي‌باشد. آب، بالاترين ظرفيت گرمايي را در بين مايعات و جامدات متداول دارد. اين خاصيت آب، تاثيرات مهمي در كنترل آب و هواي زمين دارد: آب مقادير فراواني از گرماي اتمسفر را جذب مي‌كند بدون اينكه دماي خودش زياد تغيير كند.به اين ترتيب در گرماي تابستان، آب اقيانوسها، گرما را جذب مي‌كند و سپس در زمستان، آن را به آهستگي پس مي‌دهد. اگر آب در سطح كره زمين وجود نداشت، زمين هم مانند ماه يا مريخ، اختلاف دماي چند صد درجه‌اي را در زمستان و تابستان خود، تحمل مي نمود.

جرم حجمي:

دانسيته يا چگالي بيشتر مايعات با كاهش دما، افزايش مي‌يابد و در نقطه انجماد آنها به حداكثر خود مي رسد. دانسيته آب در ۴ درجه سانتي‌گراد به حداكثر خود مي رسد و سپس كاهش مي‌يابد. اين پديده ويژه، امكان ادامه حيات آبزيان را در مناطقي كه آب يخ مي‌زند، فراهم مي‌كند: يخ، سبكتر از آب مي‌شود و در زير آن،‌ حيات ادامه مي‌يابد. در ضمن تفاوت دانسيته، سبب ايجاد جريان هاي داخلي در آب مي شود كه آب غني از اكسيژن و مواد غذايي حاصل از فتوسنتز را كه در طي تابستان در لايه بالايي آب جمع شده( Epilimnion )، به لايه هاي زيرين ( Hypolimnion )در طول زمستان، مي‌رساند.

حلاليت:

آب يكي از بهترين حلال هاي دنيا است و مي تواند بسياري از تركيبات را در خود حل كند و بنابراين واسطه اي عالي در انتقال مواد غذايي به گياهان و جانوران است. در ضمن واسطه‌اي مناسب براي حمل مواد سمي و آلاينده‌ها مي‌باشد.

مديريت بحران آب:

با افزايش سرسام آور جمعيت انسان و جهان رو به توسعه، تقاضا براي مصرف آب به طور چشمگيري افزايش يافته است. جداول ميزان آب در همه قاره ها و در بسياري از نواحي سقوط كرده، كمبود آب در بعضي مناطق سبب پيدايش قحطي و مشكلات غذايي شده و آلودگي آبها نيز به اين مشكلات افزوده است. هم اكنون بحران آب، يكي از پنج موضوع اساسي مذاكرات كشور‌ها مي‌باشد. به گزارش بانك جهاني، هنوز بيش از يك ميليارد نفر در دنيا، قادر به استفاده از آب سالم نيستند و همه ساله حدود ۳ ميليون نفر به خاطر آب آلوده از بين مي روند.
ايجاد سدها، كشاورزي و حيات وحش منطقه را به خطر مي اندازد. انحراف آب رود خانه ها، باعث ايجاد كشمكش بين همسايه ها مي‌شود. هم اكنون مصر كه بيشتر آب مصرفي خود را از ” نيل” تامين مي‌كند، با اتيوپي كه سرچشمه هاي نيل را در اختيار دارد، درگير است. سد هايي كه در تركيه بر رود‌خانه هاي فرات و دجله زده شده است، آب كشور‌هاي سوريه و عراق را به شدت كاهش مي‌دهد. منطقه خشك خاور ميانه در جستجوي آب است. بسياري از كارشناسان معتقدند كه جنگ ديگري در اين منطقه رخ خواهد داد. اما اين‌بار نه براي نفت بلكه بر سر آب: منبعي كه جايگزيني ندارد.

اكنون تعارض نگران كننده‌اي ميان هر دو نقش آب پديد آمده است: آب به عنوان يك كالا و آب به عنوان عنصري تعيين كننده در حمايت از زندگي و بقاي همه انواع موجودات. اين نقش دوگانه،‌ به رويكردي زنده و تازه نياز دارد. رويكردي كه براي وظايف حياتي اين عنصر گرانبها، ارزش و احترام عظيمي قائل باشد.

روش هاي فراهم كردن آب شيرين:
چگونگي پيدايش ابرها؛ امكان ايجاد باران مصنوعي:

انسان از زمان هاي قديم در جستجوي آب و امكان دستيابي به باران بوده است. از باران سازهاي قبيله‌هاي دور دست تا تكنولوژي‌قرار دادن هسته هاي مصنوعي در ابرها به منظور جذب و جمع آوري رطوبت. با چندين روش ايجاد باران يا آب شيرين، آشنا شويد:

تركيبات خوشه اي؛ دسته جديدي از مواد: از زماني كه جان دالتون تئوري اتمي را مطرح كرد، مطالعه رفتار ماده به دو شاخه تقسيم شده است: يك شاخه به بررسي خواص انفرادي اتمها و ملكولها مي‌پردازد و شاخه دوم بر روي خواص جمعي اتمها و ملكولها كه توده ماده را مي‌سازند، بحث مي‌كند. از سال ۱۹۷۰، مرز مستقل اين دو شاخه ازبين رفت و دسته جديدي از مواد معرفي شدند كه امروزه آنها را مواد خوشه‌اي_ Clusters مي‌ناميم. اين ذرات كه نه ماكروسكپي و نه ميكروسكپي هستند، نه تنها از لحاظ بررسي هاي علمي محض جالب توجه‌اند، بلكه كاربرد هاي زيادي هم در تكنولوژي دارند.( كاتاليزور‌ها،‌ ميكروالكترونيك، سراميك‌ها و…)

خوشه‌هاي يوني: خوشه‌هايي كه بار الكتريكي داشته باشند، خوشه يوني ناميده مي‌شوند. در شعله ها و فرآيند هاي تابشي( هر جا كه ماده در معرض يونش قرار گيرد) ايجاد مي گردند. اين تركيبات در اتمسفر بالايي و پاييني، حتي در فضا وجود دارند. يونهاي مختلف مثل OH- ، NH4+ ، Na+ و… مي‌توانند با ملكولهاي موجود در اتمسفر( H2O، CO2 ، N2O ، SO2 و…) واكنش دهند و خوشه‌هاي يوني را بوجود آورند.

هسته سازي و تشكيل ابرها: براي تجمع ذرات آب، تشكيل ابر و سپس باران، آئروسل ها، به ميان مي‌آيند. آئروسل ها، خوشه‌هاي بزرگ در سوسپانسون هاي گازي هستند. قطر آنها بين ۰٫۰۰۱- ۰٫۱ ميكرو متر است و غلظت آنها به طور طبيعي بين ۱۰۴_ ۱۰۶ ذره در سانتي متر مكعب مي‌باشد. بدون آنها هرگز ابر و باراني نخواهيم داشت. اين ذرات،‌ منجر به عمل ” هسته‌سازي” مايعات در فاز بخار مي شوند. ” هسته سازي همگون”، تشكيل خوشه هاي ريز از يك فاز جديد، درون فاز توده‌اي قديم اطلاق مي‌شود. در ” هسته سازي ناهمگون” ، ذرات كوچك حل شونده يا مواد خارجي، آغاز كننده عمل تراكم هستند كه اين امر معمولا قبل از رسيدن به درجه فوق اشباع رخ مي‌دهد. آئروسل ها در اين نوع هسته سازي اهميت دارند و اين پديده اساس ايجاد باران‌هاي طبيعي و مصنوعي( بارور كردن ابر ها) است.

توجه داشته باشيم كه همواره ممكن است اين آزمايشات، خطراتي را به‌دنبال داشته باشد؛ از جمله باران هاي شديد و غير قابل كنترل. بديهي است هر گونه دخالت در طبيعت،‌ بايستي با احتياط بسيار صورت پذيرد. در غير اين صورت، ما به زودي با مشكلات ديگري روبرو خواهيم بود.
پاشيدن آب دريا به داخل ابرها:

محققان جديدا بر روي روش جديدي براي توليد باران كار مي‌كنند. در اين روش، با كمك يك باد قوي، مقادير فراواني از آب دريا،‌ به سطح پاييني ابر،‌ اسپري مي شود. به اين ترتيب هم رطوبت ابر بيشتر مي‌شود و هم ذرات نمك،‌به عنوان “هسته” در جمع آوري رطوبت ، به تشكيل قطرات باران كمك مي‌كنند. عمل اسپري شدن نه با پمپ بلكه با كمك سانتريفوژ انجام مي‌شود و پاشندگي در ناحيه اي وسيع، به ارتفاع ۱۰ متر انجام مي‌شود. پروفسور سالتر در اين زمينه مي گويد ماشين باران ساز وي، در ۱۰ تا ۲۰ كيلومتري نواحي ساحلي_ كوهستاني، نظير درياي سرخ يا خليج فارس كارگذاشته مي‌شود. سپس نياز به يك باد ساحلي است تا هواي پر از رطوبت را به سمت خشكي براند و به كوهها اجازه دهد تا اين رطوبت را جمع كند و ابر را تشكيل بدهد. در همين زمينه روسها بر روي دستگاهي كار مي كنند كه بتواند باد شديد را ايجاد كند،‌ اما اختلاف نظراتي در اين مورد وجود دارد.

استفاده از فشار اسمزي معكوس: پديده فشار اسمزي،‌ باعث نفوذ آب از غشا نيمه تراوا و از قسمت رقيق( آب شيرين) به قسمت غليظ ( آب شور) مي شود. اما در صورت اعمال فشار خارجي، فرآيند اسمزي معكوس مي‌شود و آب از قسمت غليظ به رقيق منتقل مي‌شود. ‌در حال حاضر در برخي از كشور ها نظير عربستان سعودي از اين روش به ميزان قابل ملاحظه اي براي تامين آب شيرين استفاده مي شود.

نمك زدايي از آب دريا: اين فرآيند كه با تقطير آب دريا امكان پذير است، ‌به دليل نياز به انرژي زياد، ‌مقرون به صرفه نيست. به علاوه، نمك باقيمانده حجم بسيار زيادي دارد كه امكان استفاده از آن( در اين حجم زياد) وجود ندارد. اگر بتوان از انرژي خورشيد در فرآيند تقطير استفاده كرد، ممكن است در آينده بتوان از اين روش در مقياس اقتصادي بهره مند شد.

 

بحران آب را جدی بگیریم
بی برو برگرد امسال از نظر میزان بارندگی سال خشکی است … استان های خوزستان و فارس از خیلی پیش درگیر کم آبی بوده اند. سطح آب بیشتر سد ها هم نسبت به همین زمان در سال های گذشته خیلی پایین تر است.

در بیشتر کشور های پیشرفته آبی که وارد فاضلاب ها می شود مجددا تصفیه شده و وارد شبکه شهری می گردد.در شهری مثل لندن این کار گاهی تا چهار بار هم اتفاق می افتد، البته به خاطر وجود املاح زیاد عملا آب لوله کشی برای شرب استفاده نمیشود…
اما در ایران
تصفیه آب در ایران هزینه های زیادی دارد، هزینه ای که شرکت های آب منطقه ای از مشترکین دریافت می کنند عملا جوابگوی هزینه های خرید آب از تصفیه خانه ها نیست. همیشه هم میزان آب خریده شده با آب فروخته شده برابری نمیکند که این به علت هدر رفتن آب به صورت های مختلف است که اصطلاحا آب به حسا ب نیامده نامیده می شود.

بگذریم… مشکل فعلا کمبود آب است که تا چند وقت دیگر گریبان تهرانی ها را هم میگیرد.
بد نیست فرهنگ مصرف آب را عوض کنیم. من چند نکته که به نظرم می آید می نویسم

۱- یک لیوان آب برای مسواک زدن کافی است ، فوقش دو لیوان … شیر آب را باز نکنید و همان طور که دارید مسواک میزنید محو کجی دماغتان و جوش های سر سیاه روی پیشانی و موهای سفید شقیقه شوید .
۲- هنگام دوش گرفتن بعد از خیس کردن بدن و زمان لیف کشیدن شیر آب را ببندید… دیگر آن دوران که یک ساعت توی حمام کیسه میکشیدند گذشت … برای کسی که هر روز یا یک روز در میان دوش میگیرد لازم نیست که یک ربع زیر آب داغ بایستد تا چرک های تنش ور بیاید.
۳- آبی که از شستشوی سبزی و میوه باقی می ماند برای آبیاری گلدان ها استفاده کنیم .
۴- کسانی که شلنگ میگیرند دستشان و با آب لوله کشی هر روز حیاط را میشورند و یک ساعت باغچه آب می دهند و دیوارها را خیس میکنند که بوی خاک بلند شود و حال کنند، ایشالله که امسال روزی دو ساعت هم در شبانه روز آب نداشته باشن. ( من بیشتر مواقع تذکر میدهم ولی همیشه هم این جمله را جواب می شنوم که آب مصرف میکنیم پولشم خودمون میدیم.)
( خدا رحمت کند مادربزرگم را … روزی ۱۷ بار حیاط و ۲۴ بار جلوی در خانه را آبپاشی میکرد، طوری که وقتی از پیچ کوچه میپیچیدیم و جلوی در را خشک میدیدم می فهمیدیم که مادربزرگ ام خونه نیست.)
۵- اگر مثل من عادت دارید ظرفها را دو روز بعد در حالی که باقیمانده غذا و چربی روی آنها ماسیده بشورید ، بهترین راه این است که ابتدا یک کتری آب جوش بیاورید و روی ظرفها بریزید تا چربی ها از سطح ظروف کنده شوند.
هنگام شستن ظروف آب را مدت طولانی باز نگذارید.
۶- قبل از جواب دادن به تلفن شیر آب را ببندید.
۷-اگر مثل من مامانی دارید که عادت دارد چپ و راست سیفون دستشویی را به مدت نیم ساعت باز میگذارد و می رود …. خوب بهتر است با مامانتان کل کل نکنید.
۸- شبی دو رکعت نماز باران بخوانید … جواب نمیدهد البته ، ابرها بی دین و ایمان تر از این حرفها هستند!

تأثير بحران آب بر توسعه موزون كشاورزي
خشكسالي و كم‌‌‌آبي از واقعيت‌هاي پر سابقه كشورمان است.
در سال‌جاري اين پديده آثار خود را با شدت بيشتري نصيب بخش كشاورزي كرده است. از اين رو، پرسش‌هاي متعددي درباره آينده اين بخش مطرح است از جمله اينكه با وجود كم‌آبي، توسعه پايدار كشاورزي در كشور چگونه بايد انجام شود. آيا بخش كشاورزي توانايي مقابله با خشكسالي و بحران آب را دارد و آيا در شرايطي كه دنيا خود با بحران آب روبه‌روست براي تامين امنيت غذاي مردم مي‌توان به بازارهاي جهاني چشم دوخت؟براي دستيابي به پاسخ اين پرسش‌ها با مهندس احمد آل‌ياسين متخصص آب و عضو جامعه مهندسان مشاور ايران به گفت‌وگو نشستيم.
وي مولف ۱۴ جلد كتاب درباره مسائل آب است كه از آخرين آنها مي‌توان به تقابل منابع سياره زمين و الگوي توسعه و مصرف اشاره كرد. آل‌ياسين معتقد به توسعه كشاورزي موزون با توجه به محدوديت آب و منابع تجديد‌شونده است و در اين راستا بر تثبيت جمعيت كشور، مديريت بهينه آب و خاك و استمرار سياست‌ها و برنامه‌ها تاكيد مي‌ورزد. به گفته وي با اضافه شدن نيمي از جمعيت چين و هند به طبقه متوسط جهاني كه داراي الگوي مصرف بالا هستند، بازار جهاني محصولات اساسي كشاورزي، مانند گذشته براي همه كشورها وجود نخواهد داشت و در آينده نبايد متكي به اين بازارها بود.
• با توجه به اينكه ايران در منطقه خشك و نيمه خشك واقع شده آيا الگوهاي كشت و مصرف آب در بخش كشاورزي متناسب با شرايط اقليمي كشورمان است؟

در اين پرسش دو محور نهفته است. يكي محور مصرف آب در كشاورزي كه بايد گفت متأسفانه وضعيت در اين زمينه رضايت‌بخش نيست، زيرا از حدود ۵/۷ ميليون هكتار اراضي آبي كشور حدود ۸/۱ ميليون هكتار اراضي كشاورزي زير سدها به شبكه‌هاي آبياري مدرن مجهز شده‌اند. علاوه بر اين در هيچ‌يك از نظام‌هاي آبياري سنتي و مدرن از راندمان مطلوب آبياري كه در كشورهاي پيشرفته وجود دارد برخوردار نيستيم. در حال حاضر راندمان آبياري در كشورهاي پيشرفته حدود ۶۵ درصد و در ايران ۳۵ درصد است.

محور دوم پرسش مربوط به انطباق الگوهاي كشت با اقليم كشورمان است. همان طور كه مي‌دانيد ايران از اقليم خشك و نيمه خشك برخوردار است و اقليم نسبتا مرطوب تنها در حاشيه خزر و نوار غربي ايران قرار دارد كه داراي بارندگي بيشتري است. با اين وجود ايران با چند هزار سال سابقه و تجربه در زمينه كشاورزي و آبياري، صاحب الگوهاي ويژه كشت منطقه‌اي شده كه تا حدودي با اقليم مناطق مختلف سازگاري دارد. كارشناسان نيز براي بهبود اين الگوها ايفاي نقش كرده‌اند و با توجه به شرايط اقليمي هر منطقه، الگوهاي كشت ويژه‌اي را ايجاد كرده‌اند.

• با اين وصف، آيا بخش كشاورزي توانايي مقابله با بحران آب و خشكسالي را دارد؟
در گذشته زارعان با انواع خشكسالي خود را عادت داده و به دانش بومي خود متكي بودند، اما اكنون وضع فرق مي‌كند. امروزه با جمعيت ۷۰ ميليون نفري كشور، نياز به غذا و توليد، بيشتر شده و اين در حالي است كه كاهش اراضي كشاورزي در اثر توسعه شهرها و تاسيسات صنعتي و همچنين فرسايش خاك و توسعه بيابان‌زايي اتفاق افتاده است. بنابراين مقابله با كم‌آبي و پديده خشكسالي نيازمند برنامه صحيح كشاورزي با الگوهاي منطقي كشت متكي به بهره‌وري از آب و زمين، جلوگيري از كوچك شدن و تغيير كاربري اراضي كشاورزي، توسعه تحقيق، آموزش و ترويج و استمرار سياست‌ها و برنامه‌ها است.

در مورد سياست‌ها و برنامه‌ها در بخش كشاورزي بايد گفت طي سه دهه گذشته برنامه‌هاي كشاورزي استمرار نداشته و قرباني دولت سالاري و مدير‌سالاري شده است. هر مسئول يا مديري كه روي كار آمده همواره اين تصور را داشته كه پيشينيان فاقد دانش و آگاهي بودند و اوست كه رسالت دارد تا اصلاحات را پياده كند، درصورتي كه در يك جامعه مدني براي دستيابي به يك برنامه مناسب و جامع بايد به خرد جمعي مراجعه كرد.

• شما به موضوع افزايش جمعيت كشور اشاره كرديد، كنترل جمعيت را براي توسعه كشاورزي مبتني بر كم‌آبي تا چه حدي ضروري مي‌دانيد؟

چالش اصلي در واقع بين توسعه و مصرف و منابع طبيعي است. توسعه كشاورزي در كشور ما بايد وجود داشته باشد، اما لازم است اين توسعه، سازگار با منابع پايه آب و خاك و محيط زيست باشد. براي دستيابي به توسعه كشاورزي موزون و پايدار با توجه به محدوديت منابع تجديد‌شونده و تكرار پديده خشكسالي، دولت بايد نسبت به تثبيت جمعيت اقدام كند.
ما در ايران ظرفيت حداكثر ۱۰ ميليون هكتار زراعت آبي داريم، بنابراين منابع آب و خاك در كشور در اوج خودش مي‌تواند ۱۰۰ ميليون نفر را تغذيه كند. البته اين روزها مسئولان بخش كشاورزي از كشت گلخانه‌اي براي مقابله با خشكسالي و كم‌آبي صحبت مي‌كنند، اما محصولات گلخانه‌اي غذاي اصلي مردم را تشكيل نمي‌دهد. بنابراين تثبيت جمعيت در وضعيت كم‌آبي كشور بايد در اولويت قرار گيرد.

• با توجه به اينكه گفته مي‌شود جهان با بحران آب روبه‌روست، فكر مي‌كنيد بازارهاي جهاني محصولات كشاورزي، چه سرنوشتي پيدا كنند. آيا اين بازارها در آينده مي‌توانند تكيه‌گاه مطمئني براي رفع كمبود