در مناطقی که آسمان به ندرت ابری می‌شود و دسترسی به آب شیرین به سادگی میسر نیست، نمی‌توان به راحتی روی باران به عنوان منبع آبیاری مزارع و تقویت گیاهان تکیه کرد. نه تنها استفاده مستقیم از باران کارساز نیست، بلکه تلاش برای افزایش نفوذپذیری خاک به منظور جذب رطوبت بیشتر نیز معمولا بی‌ثمر است. در عوض، راهکارهایی که به افزایش سطح رواناب کمک می‌کنند، می‌توانند مفید باشند، چرا که آب جمع‌آوری شده می‌تواند در جاهای دیگر به کار رود. به ویژه در مناطق خشک و نیمه‌خشکی همچون استان خراسان شمالی که بارش‌ها نامنظم و اندک هستند و برای تامین آب مورد نیاز پوشش گیاهی کفایت نمی‌کنند، جمع‌آوری آب باران و بهره‌برداری از رطوبت ذخیره شده در خاک، می‌تواند بسیار سودمند باشد. این مقاله به اختصار به بررسی این رویکرد (جمع‌آوری آب باران) خواهد پرداخت.
جمع‌آوری آب باران در مناطق کم‌بارش
اهمیت جمع‌آوری آب باران در مناطقی با بارش‌های نادر، غیرقابل انکار است. زمانی که آسمان کمتر به رحمت می‌گرید، هر قطره آبی که از ارتفاعات و آبخیزهای طبیعی یا ساخته دست بشر به دشت‌ها سرازیر می‌شود، می‌تواند به مخزنی ارزشمند بدل شود که هم اقتصادی است و هم کیفیت بالایی دارد. فرض کنید، بارشی مختصر، تنها 10 میلی‌متر، می‌تواند به سرعت به سیلابی تبدیل شود که تا 30,000 متر مکعب آب را به حرکت درآورد. یا این واقعیت که 10 میلی‌متر بارش به ازای هر هکتار، 100,000 لیتر آب به ارمغان می‌آورد. در مناطقی که بارندگی سالانه کمتر از 100 میلی‌متر است، رطوبت موجود در خاک به ندرت برای پرورش پوشش گیاهی کافی است، و تنها گیاهانی که در نقاط جمع‌آوری آب رشد می‌کنند، شانس بقا و نمو دارند. این به معنای آن است که جمع‌آوری موثر آب باران، می‌تواند تأثیری معادل چندین برابر بارش را در یک منطقه ایجاد کند. به طور مثال، در بخشی از صحرای نقب، که سالانه تنها 100 میلی‌متر باران می‌بارد، بازسازی یک مزرعه قدیمی و بهره‌برداری از رواناب های آن، موجب شده است که میزان آب مورد نیاز برای کشت به مقدار بارشی معادل 300 تا 500 میلی‌متر در سال برسد. در این منطقه، هر هکتار زمین آبخیز می‌تواند آب کافی برای یک هکتار زمین کشاورزی تأمین کند، با نسبتی حیرت‌انگیز بیست به یک. پس، دستاوردهای جمع‌آوری آب باران می‌تواند بسیار شگفت‌انگیز باشد.
تاریخچه جمع‌آوری آب باران:
تکنیک‌های جمع‌آوری آب باران ریشه‌هایی دیرپا دارند که به چهار هزار سال پیش و دوران برنز بازمی‌گردند. در آن زمان‌ها، عشایر صحرا با هموارسازی سطوح تپه‌ها، قطره‌های گرانبهای باران را گردآوری کرده و به مناطق کشاورزی منتقل می‌کردند. مردم نبطی، با احداث یک سیستم آبگیر متشکل از سدها، کانال‌ها و تراس‌های زمین، حتی در دل بیابان‌ها و با بارش کمتر از 100 میلی‌متر، به میزانی محصول تولید می‌کردند که کفاف نیاز خود، شهرهای اطراف و کاروان‌های رهگذر را می‌داد. در دوره معاصر، استرالیا در این عرصه پیشگام بوده است. به عنوان مثال، در سال 1929، یک حوضه آبخیز در منطقه‌ای خشک با بارندگی متوسط سالانه 300 میلی‌متر، توانست حتی در سخت‌ترین شرایط خشکسالی، نیازهای آبی یک خانواده شش نفری به علاوه ده اسب، دو گاو و 150 راس گوسفند را تامین نماید. همچنین در مناطق خشک ایران، به‌ویژه در بخش‌های شرقی و مرکزی، آثار و نشانه‌های فراوانی از استفاده باستانی از آب باران برای شرب و کشاورزی به جای مانده است.
پیش‌نیازهای جمع‌آوری آب باران:
پیش از شروع به جمع‌آوری آب باران در یک منطقه، باید با دقت تمام خصوصیات آن منطقه را از جنبه‌های زیر مطالعه و بررسی کنیم:
- ویژگی‌های اقلیمی: این شامل فاکتورهایی چون الگوهای باد، شدت نور خورشید، دمای هوا، میزان بارش سالانه و احتمال وقوع باران است.
- بافت و ساختار خاک: مهم است که بدانیم خاک تا چه میزان به آب اجازه نفوذ می‌دهد، چگونه آب روی آن جاری می‌شود و تا چه اندازه در معرض فرسایش قرار دارد.
- شکل زمین‌شناسی منطقه: شیب زمین و جهت طبیعی جریان آب در ارتفاعات، مواردی هستند که باید به دقت بررسی شوند.
- پوشش گیاهی: زمین‌های بدون پوشش گیاهی آب را به سرعت جاری می‌سازند، به طوری که حتی بارش 10 میلی‌متری می‌تواند بر روی حوضه‌ای با وسعت 50 کیلومتر مربع سیلاب ایجاد کند.
به طور کلی، جمع‌آوری آب باران زمانی ایده‌آل است که به دلایل زیر به منابع دیگر آب دسترسی نباشد یا اینکه دستیابی به آنها از نظر اقتصادی ممکن یا مقرون به صرفه نباشد:
- عدم وجود منابع آبی دیگر.
- ناکافی بودن آب در آن مکان.
- دوری از منابع دیگر آبی.
- گرانی منابع موجود آب.
- شوری بیش از حد منابع آبی که استفاده از آنها برای انسان و دام مقدور نباشد و آبیاری با آن حتی با استفاده از تکنیک‌های خاص، به شوری بیشتر خاک منجر شود.
روش های جمع آوری آب باران:
مناسب‌سازی سطح زمین برای جمع‌آوری آب باران:
برای جمع‌آوری موثر آب باران، روش‌های مختلفی بدون استفاده از مواد افزودنی یا شیمیایی به کار می‌روند که هدف اصلی آنها کاهش نفوذپذیری و افزایش جریان سطحی آب است. این روش‌ها به طور کلی شامل موارد زیر است:
- هموارسازی سطح زمین: با پاکسازی، فرم‌دهی و متراکم‌سازی خاک و ایجاد شیب‌ها و ناهمواری‌های کوچک، به گونه‌ای که جریان آب تسهیل شود.
- اصلاح توپوگرافی زمین: این شامل تسطیح زمین با استفاده از وسایل مکانیکی و ایجاد شیب ملایم به منظور جلوگیری از فرسایش خاک و افزایش جریان سطحی است. زمین به قطعاتی با عرض تعیین‌شده تقسیم شده و با نهرک‌هایی که به طور استراتژیک جای‌گذاری می‌شوند، آب به سمت نهر اصلی هدایت می‌شود.
- کنترل فرسایش: با ایجاد شیب‌شکن‌ها و سازه‌های سنگی در نهرها، سرعت آب کاهش یافته و از فرسایش جلوگیری می‌شود.
- تصفیه قبل از ذخیره‌سازی: آب جمع‌آوری‌شده قبل از ورود به مخزن، از حوضچه‌های رسوب‌گیر عبور داده می‌شود تا از ورود رس و لای به مخزن جلوگیری شود.
- کاشت بر روی پشته‌ها: برای افزایش جمع‌آوری آب در زمین‌های مسطح، با ایجاد بلندی‌ها و فرورفتگی‌های منظم، آب به نقاطی که برای کشت در نظر گرفته شده هدایت می‌شود. این نوع چیدمان باعث بهینه‌سازی استفاده از آب باران و حفظ رطوبت خاک می‌شود.
پوشش‌دهی سطح خاک به منظور جمع‌آوری آب باران:
گاهی اوقات خاکی که پر از منافذ است و در برابر فرسایش آب آسیب‌پذیر می‌باشد، نیازمند پوشش‌دهی است تا از نفوذ آب بیش از حد و هدر رفت آن جلوگیری کند و به این ترتیب اجازه دهیم آب بیشتری روی سطح جاری شده و جمع‌آوری شود. مواد پوشش‌دهی به دو دسته تقسیم می‌شوند:
- خاک: در مواقعی که دسترسی به مواد مصنوعی محدود یا هزینه‌بر است، می‌توان از خاک رس موجود در محل برای پوشش سطح استفاده کرد. این روش برای حوضچه‌ها یا آب‌انبارهای کوچک بیابانی مناسب است، اما برای آبخیزهای بزرگ‌تر به ماشین‌آلات سنگین نیاز دارد. باید توجه داشت که فرسایش خاک در هنگام بارندگی‌های سنگین می‌تواند مشکل‌ساز شود.
- مواد مصنوعی: این شامل استفاده از لایه‌های نازک مواد فلزی، پلاستیک، پلی‌اتیلن، قیر و مشابه آن است. استفاده از نمک‌های سدیم می‌تواند دانه‌های رس را جدا کند و به این ترتیب، نفوذپذیری خاک را کاهش دهد. در یک مطالعه، با استفاده از 45 کیلوگرم کربنات سدیم در هر هکتار، رواناب را تا 70 درصد افزایش داده‌اند.
- مواد شیمیایی: استفاده از سیلیکون، لاتکس، موم و پارافین جامد برای غیر نفوذ پذیر کردن خاک نتایج مثبتی داشته است. این مواد می‌توانند کیفیت بالای آب را تضمین کنند. به عنوان مثال، پارافین جامد که به صورت دانه‌هایی روی خاک پاشیده می‌شود و سپس به حالت مایع درمی‌آید، می‌تواند رواناب را تا 90 درصد افزایش دهد.
- قیر: علی‌رغم افزایش قیمت در سال‌های اخیر، استفاده از قیر هنوز هم برای مقاصد خاص می‌تواند مفید باشد، اگرچه از لحاظ اقتصادی کمتر توجیه‌پذیر است.
- مواد دیگر: استفاده از آسفالت، موزاییک، بتن و سیمان برای ساخت آبخیزهای کوچک می‌تواند اقتصادی باشد، اما برای سطوح وسیع‌تر این مواد دیگر توجیه اقتصادی نخواهند داشت.
خلاصه و نتیجه‌گیری:
بررسی‌ها نشان می‌دهند که جمع‌آوری آب باران، گرچه وابسته به شرایط بارندگی است و بیشتر برای مقیاس‌های کوچک مورد استفاده قرار می‌گیرد، در مناطقی با بارش‌های اندک که آب شیرین کمیاب است، حیاتی و بسیار سودمند می‌باشد. در استان خراسان شمالی که بارندگی کافی برای کشاورزی دیم وجود ندارد، با بهره‌گیری از جغرافیای منطقه و ایجاد سد در دهانه‌های بالادستی، می‌توان آب لازم برای دوره‌های خشکسالی را تأمین کرد.
طراحی سیستم‌های جمع‌آوری نیازمند مهارت‌های خاص نیست و انتخاب روش مناسب بستگی به شرایط آب و هوایی و خاک منطقه دارد. باید قبل از اجرا، شرایط طبیعی و امکانات را بسنجیم تا روشی که کمترین خسارت را دارد را اعمال کنیم.
روش‌های اصلاح زمین، از نظر اقتصادی مقرون به صرفه به نظر می‌رسند، اما مطالعات بلندمدتی برای بررسی صرفه‌جویی آنها انجام نشده است. روش‌های پوشاندن زمین و استفاده از مواد شیمیایی بیشتر در مقیاس کوچک مفید هستند، اما برای استفاده گسترده از نظر اقتصادی مناسب نیستند.
هنگام به کارگیری روش‌های جمع‌آوری آب که اغلب در کشورهای غربی توسعه یافته‌اند، باید آنها را با شرایط محلی تطبیق دهیم تا اقتصادی‌ترین روش را برای هر منطقه انتخاب کنیم.
در نهایت، با پیشرفت علم و تحقیقات، روش‌های جدیدی برای جمع‌آوری آب باران کشف می‌شود. مطلع بودن از این تکنیک‌ها و مقایسه آنها با نتایج حاصل از تحقیقات خود می‌تواند به بهبود و انتخاب بهترین و اقتصادی‌ترین روش‌ها منجر شود. تجربه‌ای نو در کشاورزی پایدار با سداب پلیمر. برای دریافت مشاوره با ما تماس بگیرید.
