بررسی‌های علمی نشان می‌دهد استحصال اصولی آب باران و جلوگیری از هدررفت آب می‌تواند برای زندگی در اقلیم گرم و خشک سازگار باشد

شگردهای گرفتن آب از سیل

در سیلاب‌های اخیر، مدیریت بهینه ذخایر آب در صدر توجهات قرار گرفت. برخی می‌پرسند آیا در زمان بارش‌های سیلابی، امکان ذخیره این حجم وسیع از آب وجود دارد؟ آیا ذخیره آب در پشت سدها تنها راه‌حل نگهداری آب است؟ خوشبختانه اکنون بیشتر سدهای بزرگ کشور لبریز شده‌اند و از سوی دیگر تالاب‌هایی نظیر ارومیه، هورالعظیم، شادگان، گندمان و چغاخور، بختگان، کمجان، نی‌ریز و تشک، پلدختر و گوری بلمک و بسیاری دیگر هم پرآب هستند؛ اما با این وجود باز هم کارشناسان بر مدیریت صحیح ذخایر آب تاکید می‌کنند؛ زیرا ممکن است در بلندمدت شرایط اقلیمی دوباره تغییر کند. در ادامه یکی از راهکارهای مدیریت ذخایر آبی به نام استحصال آب را بررسی می‌کنیم و با ابتکارها و رویکردهای جالبی که در این زمینه مطرح شده، آشنا خواهیم شد.

کد خبر: ۱۲۰۳۳۹۲

استحصال آب (Water Harvesting) به معنای جمع‌آوری و ذخیره آب باران به منظور استفاده مجدد در همان محل بوده و هدف از این کار، جلوگیری از هدررفت آب است. این روش از ساده‌ترین و در عین حال قدیمی‌ترین شیوه‌های تامین آب در سراسر دنیاست که معمولا مالکان زمین با سرمایه‌گذاری روی آن از هزینه‌های آتی‌شان برای تامین آب می‌کاهند.
جالب است بدانید، شواهدی تاریخی در دست است که نشان می‌دهد کشاورزان منطقه بلوچستان حدود 2300 سال پیش با همین روش از آب باران برای کشاورزی و سایر کاربری‌ها بهره می‌برده‌اند و البته خیلی پیش از آن‌ در بین‌النهرین نیز این روش برای آبیاری زمین‌های خشک مرسوم بوده و حتی کرت‌های اهل یونان و رومی‌ها هم به آن روی آورده‌اند.
روش کار در اغلب موارد ساده است، آب باران را می‌توان از رودخانه‌ها یا سقف خانه‌ها جمع‌آوری و در نهایت به یک حفره یا گودال بزرگ که می‌تواند چاه باشد، منتقل کرد. این آب وارد منبع ذخیره‌ای می‌شود و بعضا حتی می‌تواند به آب‌های زیرزمینی نفوذ ‌کرده و آنها را هم پر کند.
ذخیره آب به این شکل، چند کارآیی خواهد داشت: استفاده از آن در آبیاری باغ‌ها و زمین‌های کشاورزی، تامین آب لازم برای دام و احشام و در صورت تصفیه مناسب، تامین آب آشامیدنی و استفاده به عنوان منبع تغذیه برای آب‌های زیرزمینی.
اما ذخایر آب از این دست می‌بایست از آلودگی با گرد و غبار، حشرات، حیوانات و ... مصون باشند. از سوی دیگر شکاف خروج آب باید در یک محفظه بتنی یا فلزی مناسب محفوظ بماند و دریچه آن به طرف زمین شیب داشته و قفل هم داشته باشد.
روشی ساده برای استحصال آب در زمین‌های زراعی و باغ‌ها
استفاده از آب باران روش آسان و در عین حال مثبتی است که مردم بومی در هر اقلیمی، می‌توانند از آن بهره ببرند. با این روش به آب اجازه داده می‌شود وارد جایی شود که طبیعت برای آن در نظر گرفته است؛ یعنی خاک. برای این منظور نخستین چیزی که باید رعایت کرد، دید درست و عمیق به سیستم طبیعی است: آب باران کجا می‌رود؟ چگونه و در چه مسیری جریان پیدا می‌کند؟ اگر در روستا زندگی می‌کنید و می‌خواهید آب باران را برای آبیاری باغ یا زمین کشاورزی‌تان ذخیره کنید، باید برای این سوال‌ها جواب پیدا کنید. مرتفع‌ترین و پست‌ترین نقطه باغ یا زمین شما کجاست؟ مرتفع‌ترین نقطه لزوما پشت‌بام‌ها نیست؛ هر گونه سکو یا حتی راه‌آب زمین مجاور هم می‌تواند نقطه بالادست باشد. با شناسایی این نقاط می‌توان مستقیم‌ترین مسیری را که آب باران می‌تواند وارد خاک شود، پیدا کرد.
بعد از آن باید سطوح نفوذپذیر روی زمین را که در مسیر زمین زراعی یا باغ وجود دارد، به حداقل رساند. توجه داشته باشید این مساله اصلا به معنای ساخت مانع یا لوله‌کشی در مسیر آب نیست. بلکه شما فقط سعی می‌کنید مسیر همواری برای جاری‌شدن آب تعبیه کنید.
ایجاد سنگفرش شاید موثر باشد اما در اصل برای زمین راهکار خوبی محسوب نمی‌شود. بنابراین به جای ایجاد آسفالت یا سطوح بتونی به جایگزین‌های بهتری فکر کنید؛ خرده‌های چوب، سنگ‌های تجزیه یا خرد شده و در مجموع هر چیز ساده‌ای که بتواند به آب اجازه دهد در مسیری مستقیم جاری شود. فراموش نکنید هر چقدر مصالح سخت و سیمانی کمتری استفاده کنید، آب در زمین شما بیشتر و بهتر نفوذ می‌کند. این یک اصل ساده است که بعضا در برخی مسیل‌های شهری هم رعایت نمی‌شود، استفاده از آسفالت یا بتون میزان نفوذپذیری آب را در آبراهه کاهش می‌دهد و می‌تواند بر سرعت جریان آب بیفزاید.
در نهایت در پایین‌دست زمین زراعی یا مزرعه اغلب یک محفظه بتونی دارای هواکش و مجهز به توری نصب می‌شود که برای آن باید هم زهکش و هم سرریز تعبیه شود. اگر برای انتقال آب باید از پمپ استفاده شود، بهتر است که آب به مخزنی منتقل و سپس از آن مخزن پمپاژ شود. نباید فراموش کرد چنین مخازنی صرفا برای ذخیره آب هستند و برای مصارف بهداشتی حتما باید پس از بهسازی، مخزن را گندزدایی و از آب آن نمونه گرفته و آزمایش‌های زیستی انجام داد.
چند روش ساده وجود دارد که از طریق آنها می‌توان ذخایر آب زیرزمینی را مجدد تغذیه کرد:
1. روش بستر از جنس ریگ یا قطعات بزرگ رسوبی
2. ایجاد حفره‌های تراوا (ایجاد حفره‌هایی در زمین که کمک کند آب با نیروی جاذبه به داخل زمین نفوذ کند)
3. استفاده از چاه‌های جذبی
4. استفاده از روش خط‌الراس و شیار برای تعبیه مسیرهای حرکتی آب
5. تعبیه سدها و آب‌بندها تحت نظارت کارشناسان آبخیزداری
6. ساختارهای دیواره‌ای سنگی یا کنترل از طریق گالی‌ها
7. سیل‌بندهای زمینی
8. ایجاد فرورفتگی‌های خطی که با خط زهکش بتواند آب را به زیر زمین منتقل کند.

تمرکز آسیایی‌ها بر موضوع استحصال آب باران
کشورهای آسیای جنوب شرقی نظیر چین، کره‌جنوبی و سنگاپور سال‌هاست به صورت متمرکز روی این موضوع کار می‌کنند. برای مثال تحقیقات در کره جنوبی نشان داده است ۹۰ درصد ذخایر آب این کشور قابل رویت نیستند. منظور از آب غیرقابل رویت، آبی است که به صورت رطوبت در خاک یا گیاهان زنده یا اتمسفر نگهداری می‌شود. کارشناسان کره‌ای بر این باورند افزایش و نگهداری آب غیرقابل رویت برای شهرهای بزرگ حیاتی است و به همین منظور تلاش می‌کنند با افزایش سرانه فضای سبز شهری و کاهش هرچه بیشتر سطوح غیرقابل نفوذ یعنی سطوح بتونی عملا میزان جذب آب در خاک و گیاهان زنده را افزایش دهند.
شِنزن (Shenzhen) یکی از شهرهای بزرگ کشور چین در استان گوانگ‌دونگ و جزو اولین شهرهایی است که مفهوم شهرهای اسفنجی (Sponge Cities) را به کار برد و تلاش کرد تا حدامکان آن را اجرایی کند. این شهر درصدد است به عنوان یک حوضه آبخیز مولد، میزان آب غیرقابل رویت خود را تاحدامکان افزایش دهد و از این طریق معضل افزایش درجه حرارت هوا را برطرف کند. چینی‌ها برای دستیابی به این مهم ابتدا راهکارها و قوانین مهمی را اجرایی کردند که به واسطه آنها فقط طرح‌هایی اجازه ساخت گرفتند که اجازه می‌دادند آب باران بیشتر به زمین نفوذ کند و در ضمن امکان نگهداری و ذخیره آب را هم تاحدامکان مهیا می‌کردند.
از سوی دیگر سنگاپور هم شهری است که ذخایر آبی آن به شدت محدود است. استحصال آب باران در اصل یک استراتژی منطبق با طبیعت است که به سنگاپوری‌ها اجازه داده میزان هدررفت آب را کاهش و به جای آن امکان استفاده مجدد و تغذیه آبخوان‌ها را فراهم آورند. در حال حاضر ۸۶ درصد از جمعیت سنگاپور در ساختمان‌های بلندمرتبه زندگی می‌کنند و این ساختمان‌ها از ابتدا به شکلی ساخته شده که بتوانند آب باران را از پشت‌بام‌ها جمع‌آوری کنند و از طریق سیستم‌های نه‌چندان پیچیده به تانکرها و ذخایر تعبیه شده در بنا انتقال دهند. ساده‌ترین شکل مصرف این آب باران جمع‌آوری شده در سرویس‌های بهداشتی است که به‌گفته سنگاپوری‌ها نقش به‌سزایی در کاهش مصرف آب آنها داشته است. این مساله در عین حال کمک کرده انرژی بیشتری ذخیره و هزینه‌های مرتبط با ابنیه تا حد قابل توجهی کاهش پیدا کند.
باغ خلیج (Gardens by the Bay) پارکی واقع در محدوده مرکزی سنگاپور است که از سه باغ منحصربه‌فرد آبی تشکیل شده است: باغ خلیج جنوبی (Bay South Garden)، باغ خلیج شرقی (Bay East Garden) و باغ خلیج مرکزی (Central Garden Bay).
هدف از ساخت این مجموعه‌ عظیم در سنگاپور جمع‌آوری آب باران و مقابله با تاثیر جزایر گرمایی عنوان شده است. در مرکز یکی از ساختمان‌های مدرن این مجموعه، فضای باز وسیع و مرتفعی وجود دارد که با شیشه محصور شده است. تنها در همین فضا ۲۲۰ هزار نوع پوشش گیاهی منحصربه‌فرد و زیبا کاشته‌اند و در بیرون این نمایشگاه ۱۸ ساختمان بلند شبیه درخت است که ارتفاع هریک از آنها به ۵۰ متر می‌رسد. این ساختمان‌ها در واقع باغ‌هایی است که می‌توانند آب باران را جمع و از آن برای مصارف گوناگون استفاده کنند.
استحصال آب باران به‌ویژه در کشورهای کم‌آب و خشک، موضوعی حیاتی است که مطالعه و ارزیابی بیشتر را طلب می‌کند. کارشناسان آبخیزداری بر این باورند طرح‌هایی از این دست به‌منظور جلوگیری از هدررفت آب، اولویت‌های بالایی به خود اختصاص می‌دهند و به همین منظور ضروری است هرچه سریع‌تر بررسی‌های کارشناسی برای بومی‌سازی در این حوزه صورت بگیرد.

تاکید فائو بر استحصال آب باران

سازمان خواربار و کشاورزی ملل متحد (فائو) به دلیل افزایش سطح زمین‌های کشاورزی در جهان و قرار گرفتن اکثر این زمین‌ها در مناطق گرم و خشک که بارندگی‌های غیرمنظم دارند و اغلب هم بارش‌های خود را به صورت روان‌آب از دست می‌دهند، بر موضوع استحصال آب باران تاکید کرده است. فائو می‌گوید این روش به دلیل هزینه ناچیزی که دارد، می‌تواند گزینه‌ای مناسب برای آبیاری زمین‌های کشاورزی و باغ‌ها در جهان باشد. در تعریف فائو آمده: «استحصال آب باران یعنی جمع‌آوری روان‌آب به منظور کاربری‌های تولیدی. با این روش به جای این‌که روان‌آب، خاک را فرسایش دهد؛ از آن برای آبیاری به‌ویژه در مناطقی استفاده خواهد شد که حساس به خشکی هستند.»

چقدر آب باران را می‌توان استحصال کرد؟

برای روشن شدن اهمیت این مسأله، یک مثال ساده کفایت می‌کند. ساختمانی معمولی را تصور کنید که مساحت ایوان مسطح آن صد مترمربع است. حال فرض کنید این ساختمان در استان فارس واقع شده باشد. متوسط بارندگی سالانه در استان فارس حدود ۲۸۵ میلی‌متر است. اگر سطح ایوان این ساختمان نفوذناپذیر باشد و فرض کنیم همه بارانی که بر سطح آن می‌بارد، جمع می‌شود و تبخیر نمی‌شود؛ آنگاه میزان بارش باران در این ایوان به طور متوسط همان ۲۸۵ میلی‌متر خواهد بود.
مساحت پلات: صد مترمربع
ارتفاع بارندگی: 285/0 متر (۲۸۵ میلی‌متر)
نحوه محاسبه حجم بارندگی روی پلات: مساحت پلات × ارتفاع بارندگی
حجم بارش برابر است با 5/28 مترمکعب و از آنجا که هر مترمکعب برابر با هزار لیتر است، بنابراین حجم بارش بر حسب لیتر برابر با 28هزار و 500 لیتر خواهد بود. تقریبا معادل با 19هزار بطری آب‌معدنی خانواده!
حالا فرض کنید فقط ۶۰ درصد این میزان از بارش را بتوان به صورت موثر استحصال کرد؛ در این صورت حجم آبی که می‌توان آن را جمع‌آوری کرد، معادل 17هزار و صد لیتر خواهد بود. اگر بر اساس استانداردها متوسط نیاز آبی روزانه یک فرد تقریبا ده لیتر باشد، در این صورت این میزان آب می‌تواند تقریبا نیاز آبی روزانه دو نفر را در سال تامین کند و اضافه هم بیاید.