تغذیه مصنوعی سفره های آب زیرزمینی

تأمین نیاز آبی بیشتر گیاهان زراعی در مناطق خشک تنها از طریق آبیاری با آب های زیرزمینی میسر است. کمبود بارش، بالا بودن تبخیر و توزیع نامناسب بارندگی کشت دیم آنها را از نظر اقتصادی غیر قابل توجیه می نماید، از طرفی جریان رودهای دائمی که بتواند نیاز آبی را در بخش های مختلف مصرف در این گونه مناطق تأمین نماید، کافی نبوده و بایستی کمبودها از محل های دیگر از جمله منابع زیرزمینی جبران شوند. در مناطق خشک و نیمه خشک توزیع زمانی و مکانی نامنظم بارندگی و فقر پوشش گیاهی باعث شده تا نعمت حیات بخش نزولات جوی به بلای طبیعی تبدیل شده و به صورت سیل همراه با خسارت، از دسترس خارج شود. در این مناطق یکی از راه های جلوگیری از تخریب اراضی استفاده از سیلاب برای تغذیه مصنوعی سفره های آب زیرزمینی می باشد.

تخلیه آب های زیر زمینی و عدم جایگزینی این آب ها امروزه از جمله مشکلات اساسی می باشد. برداشت بی رویه از چاه ها و قنات ها سبب خشک شدن اکثر آن ها و کاهش قابل توجه سفره آب های زیر زمینی شده است. تغذیه مصنوعی سفره های آب زیرزمینی از جمله روش هایی است که سبب احیا آب های زیر زمینی و بازگشت بخشی از آب از بین رفته می باشد. تغذیه مصنوعی روشی بر مبنای وارد کردن آب به داخل سازند نفوذپذیر به منظور استفاده مجدد از آن، با رژیم و کیفیتی متفاوت می باشد.

اهداف طرح های تغذیه مصنوعی آب های زیرزمینی

• کنترل و مهار سیلاب ها و ذخیره مقدار مازاد آن ها
• استفاده از پتانسیل مخزن زیرزمینی جهت ذخیره آب مازاد در فصل غیر زراعی
• جلوگیری از پدیده نشست زمین
• مقابله با پدیده هجوم آب های شور
• حذف آلودگی های میکروبی و باکتریولوژیک در اثر حرکت در محیط های متخلخل
• به تعادل رسانیدن وضعیت آبخوان ها در دشت های با بیلان منفی
• حفظ انرژی گرمایی زمین

علل گرایش به تغذیه مصنوعی 

• توسعه شهرنشینی و گسترش شهرها به سمت سازندهای نفوذ پذیر و مخروط افکنه و کاهش تغذیه دشت ها از طریق نفوذ سیلاب
• تغییر الگوی آبیاری و استفاده از روش های آبیاری تحت فشار
• برداشت و ذخیره آب های سطحی پیش از نفوذ
• نشست زمین و متراکم شدن آن
• افزایش نیاز آبی و هجوم به سمت برداشت آب های زیرزمینی

معمولا آب مورد نیاز جهت تغذیه سفره های زیر زمینی از آب مازاد یا پساب و رواناب ها تامین می گردد. جریان زمستانه چشمه ها و قنوات (جریان در فصل غیر مصرف)، فاضلاب های خانگی و صنعتی، پتانسیل سیلابی حوضه ها، آب مازاد آبیاری و پتانسیل رواناب پایه مازاد بر مصرف به ویژه در فصولی که نیاز به آب کشاورزی کاهش می یابد از جمله منابع آبی است که جهت تغذیه مورد استفاده قرار می گیرد.

روش های مختلف تغذیه مصنوعی

• پخش آب
• گودال های تغذیه
• چاه های تغذیه
• پخش پساب روی زمین

اجزای روش پخش آب 

۱- غرقاب کردن زمین در کرت های وسیع (basin)

در این روش آب بر روی زمین مسطح پخش شده تا به تدریج به درون زمین نفوذ کند. این روش، روشی نسبتا ساده و کم هزینه بوده و تنها نیازمند ساخت پشته هایی در اطراف منطقه است تا آب در همان بخش مورد نظر قرار گیرد. لازم به ذکر است که میزان پخش آب و عمق باید به گونه ای باشد که از فرسایش جلوگیری شود.

۲- تغذیه از طریق رودخانه (stream channel)

در رودخانه های آبرفتی آب حین جریان در بستر رودخانه نفوذ کرده و وارد آب های زیر زمینی می شود حال با اقداماتی همچون عریض کردن بستر رودخانه ها، ایجاد موانع و یا سدهای کوچک می توان شرایطی را بوجود آورد تا زمان نفوذ و سطح نفوذ آب رودخانه به آب های زیر زمینی افزایش پیدا کند.

۳- تغذیه از طریق ایجاد نهر (ditch method)

در این روش تعدادی نهر با عرض ۱ الی ۳ متر و به فاصله نزدیک نسبت به همدیگر ساخته شده و آب وارد این نهر ها می گردد تا به درون زمین نفوذ کند.

۴- تغذیه از طریق پخش سیلاب (flooding method)

این روش همانطور که از نام آن واضح است شامل هدایت پخش و نفوذ سیلاب به درون زمین و تغذیه سفره زیرزمینی به این صورت است.

از محاسن پخش سیلاب در تغذیه مصنوعی 

-افزایش رطوبت خاک و کاهش حساسیت خاک نسبت به فرسایش بادی

-افزایش عملکرد محصول و تولیدات علوفه در مراتع

-تکمیل تغذیه سفره های آب زیرزمینی در مناطقی که فعالیت های بیشتر موجب کاهش، یا متوقف شدن تغذیه سفره گردیده است

-مهار کردن سیلاب و جلوگیری از فرسایش خاک و… می باشد.

گودال های تغذیه

در زمین هایی که یک لایه با نفوذ پذیری کم بر روی لایه نفوذ پذیر واقع شده است با حفر گودال هایی می توان شرایط را برای نفوذ پذیری آب فراهم آورد. گودال های حفر شده در این روش باید از لایه سطحی که نسبتا نفوذ پذیری کمی دارد عبور کرده و به لایه ای برسد که نفوذ پذیری آب بیشتر باشد.

چاه های تغذیه

در این روش با ورود آب به چاه و نفوذ از دیواره ها به اطراف تغذیه صورت می گیرد. در هنگام تغذیه از طریق دیواره ها با مسدود شدن مقداری از منافذ، هدایت هیدرولیکی کاهش می یابد و بنابراین میزان تغذیه از چاه از میزان پمپاژ کمتر است. به طور کلی یک چاه تغذیه بر عکس یک چاه پمپاژ عمل می کند. در شکل زیر شمایی از چگونگی تغذیه از طریق چاه نشان داده شده است.

پخش پساب روی زمین

این روش از طریق تغذیه آب های زیر زمینی با استفاده از فاضلاب های تصفیه شده انجام می شود. با این عمل علاوه بر تغذیه به دفع پساب ها نیز کمک می گردد.

روش های تلفیقی

در روش های تلفیقی از هر دو نوع سیستم سطحی و زیر سطحی به صورت توام استفاده می شود. از جمله محاسن روش های سطحی سادگی کار، محدوده زیاد نفوذ و قدرت ذخیره آب را می توان نام برد و از محاسن سیستم های زیر سطحی یا عمقی می توان به امکان دسترسی به سفره های عمیق تر و حداقل اراضی اشاره کرد. بنابراین تلفیق دو سیستم می تواند بر کارایی یک طرح تغذیه مصنوعی بیافزاید. تلفیق سیستم ها به شرایطی مانند توپوگرافی، منابع آب، قابلیت ذخیره سفره و هدایت هیدرولیکی بستگی دارد. روش های تلفیقی شامل تلفیق سازه های قنات و آب زیرزمینی، اصلاح سفره، استفاده از قنوات متروکه و … می باشد.