دانشگاه‌ها و مراکز تحقیقاتی ,علمی، پژوهشی و فناوری

استان مرکزی در معرض خشکسالی شدید: نیازمند اقدام فوری برای نجات آب

بر اساس گزارش خبرگزاری علم و فناوری استان مرکزی، این استان با بحران جدی آب و تهدیدات زیست محیطی مواجه است. مطالعات سازمان هواشناسی کشور (1402) نشان می‌دهد که در دو دهه اخیر، استان با کاهش 25 درصدی بارندگی و افزایش 1.5 درجه‌ای دمای متوسط روبرو بوده است. پژوهشکده آب وزارت نیرو (1401) نیز تأیید می‌کند که این تغییرات اقلیمی منجر به کاهش 30 درصدی رواناب‌های سطحی و خشک شدن 40 درصدی قنات‌ها و چشمه‌های دائمی شده است.

بررسی‌های شرکت مدیریت منابع آب ایران (1400) حاکی از کسری 12 متری سطح آب زیرزمینی در دشت‌های اصلی و فرونشست زمین با نرخ 18 سانتی‌متر در سال در دشت اراک است (جعفری و همکاران، 1401). مطالعات دانشگاه اراک در مجله Environmental Earth Sciences (2023) هشدار می‌دهد که پوشش گیاهی طبیعی 50 درصد کاهش یافته و کانون‌های گردوغبار سه برابر شده‌اند، ضمن اینکه تالاب میقان به عنوان یکی از آخرین اکوسیستم‌های آبی منطقه در معرض نابودی قرار دارد.

مرکز تحقیقات کشاورزی (1402) گزارش می‌دهد که تولیدات کشاورزی طی 10 سال گذشته 35 درصد کاهش یافته و سالانه 5 درصد از روستاییان به دلیل کمبود آب مهاجرت می‌کنند. این آمارها که بر اساس 48 مقاله علمی معتبر و گزارش‌های نهادهای رسمی گردآوری شده، نشان می‌دهد استان مرکزی در آستانه یک فاجعه زیست محیطی قرار دارد که در صورت عدم اقدام فوری، می‌تواند به نابودی کامل منابع آب زیرزمینی، تخریب غیرقابل جبران خاک و بحران امنیت غذایی منجر شود.

در گفت‌وگوی اختصاصی با دکتر علیرضا جوکار، محقق و متخصص برجسته مدیریت منابع آب، مهم‌ترین چالش‌ها و راهکارهای علمی مدیریت منابع آبی استان مرکزی به تفصیل بررسی شد:

ارزیابی وضعیت منابع آب (با استناد به منابع علمی)
بر اساس تحقیقات انجام شده در استان مرکزی، مهم‌ترین عوامل کاهش سطح آب‌های زیرزمینی در این استان چیست؟
مطالعات متعددی از جمله پژوهش شرکت مدیریت منابع آب ایران ۱۴۰۰ و مقاله جعفری و همکاران ۱۴۰۱ در مجله آب و خاک نشان می‌دهند که سه عامل اصلی در کاهش شدید سطح آب‌های زیرزمینی استان مرکزی نقش داشته‌اند:
۱. برداشت بی‌رویه از چاه‌های مجاز و غیرمجاز: بر اساس آمار، ۷۲% از چاه‌های مجاز در وضعیت بحرانی قرار دارند و سالانه بیش از ۱۲۰% از ظرفیت تجدیدپذیر منابع برداشت می‌شود.
۲. کاهش نزولات جوی: گزارش سازمان هواشناسی کشور ۱۴۰۲ حاکی از کاهش ۲۵ درصدی بارندگی در دو دهه اخیر است که منجر به کاهش تغذیه سفره‌های زیرزمینی شده است.
۳. مدیریت ناکارآمد کشاورزی: کشت محصولات پرآب‌بر مانند هندوانه و خیار در منطقه‌ای با اقلیم نیمه‌خشک، فشار مضاعفی بر منابع آب وارد کرده است (مرکز تحقیقات کشاورزی استان مرکزی، ۱۴۰۲).
 

آیا داده‌های علمی نشانگر تشدید پدیده فرونشست زمین در استان مرکزی هستند؟ چه ارتباطی بین افت آب‌های زیرزمینی و این پدیده وجود دارد؟
بر اساس یافته‌های پژوهشکده آب وزارت نیرو ۱۴۰۱ و مطالعه دانشگاه اراک در مجله Environmental Earth Sciences ۲۰۲۳: نرخ فرونشست در دشت اراک به ۱۸ سانتی‌متر در سال رسیده که یکی از بالاترین نرخ‌ها در کشور محسوب می‌شود.

این پدیده مستقیماً با افت سطح آب‌های زیرزمینی مرتبط است؛ به ازای هر متر کاهش سطح آب زیرزمینی، ۱.۵ سانتی‌متر فرونشست ثبت شده است.

گزارش شرکت مدیریت منابع آب ۱۴۰۰ هشدار می‌دهد که تداوم این روند می‌تواند به تخریب دائمی سفره‌های آبخوان و تغییر بافت خاک منجر شود که پیامدهای جبران‌ناپذیری برای کشاورزی و زیرساخت‌های شهری خواهد داشت.

با توجه به بحران آب در استان مرکزی، چه فناوری‌های کاهنده مصرف آب در بخش شهری این استان می‌تواند مؤثر واقع شود؟ 
در استان مرکزی، مهم‌ترین فناوری‌های کاهنده مصرف آب در بخش شهری به شرح زیر است:
۱. شیرهای هوشمند و کاهنده مصرف
پژوهش شرکت آب و فاضلاب استان مرکزی (۱۴۰۱) نشان داد نصب شیرهای هوشمند با قطع خودکار جریان آب، تا ۳۵٪ از مصرف آب خانگی می‌کاهد.

کاربرد این شیرها در روشویی‌ها، سینک‌های آشپزخانه و حمام‌ها نصب می‌شوند و با کاهش فشار یا قطع جریان در مواقع غیرضروری، از هدررفت آب جلوگیری می‌کنند.

۲. سردوش‌های کم‌مصرف
مطالعه‌ای در مجله آب و فاضلاب ایران ۱۴۰۰ اثبات کرد سردوش‌های کم‌مصرف با فناوری ایر-میکس (ترکیب هوا با آب) می‌توانند تا ۵۰٪ مصرف آب در حمام را کاهش دهند، بدون آن‌که فشار آب یا رضایت کاربران تحت تأثیر قرار گیرد. این سردوش‌ها در ساختمان‌های مسکونی، هتل‌ها و ورزشگاه‌ها قابل نصب هستند.

۳. سیستم‌های بازچرخانی آب خاکستری (Greywater Recycling)
 تحقیقات دانشگاه اراک ۱۴۰۲نشان داد که با تصفیه و استفاده مجدد از آب‌های خاکستری (حاصل از شست‌وشوی ظروف، حمام و لباس‌شویی می‌توان ۴۰٪ از مصرف آب شرب در ساختمان‌ها را کاهش داد. این سیستم‌ها در مجتمع‌های مسکونی بزرگ، بیمارستان‌ها و مراکز تجاری قابل اجرا هستند.

۴. کنتورهای هوشمند آب
بر اساس گزارش شرکت آب منطقه‌ای مرکزی ۱۴۰۱ نصب کنتورهای هوشمند با قابلیت پایش لحظه‌ای مصرف، منجر به ۲۰٪ کاهش مصرف در شهرهای پرجمعیت مانند اراک شده است این کنتورها با اخطار نشتی و کنترل از راه دور، به مدیریت هوشمند آب کمک می‌کنند.

۵. نصب فلاش‌تانک‌های دوحالته
پژوهش‌های مرکز تحقیقات آب کشور ۱۳۹۹ نشان داد که جایگزینی فلاش‌تانک‌های معمولی با مدل‌های دوحالته (با قابلیت انتخاب حجم تخلیه تا ۳۰٪ در مصرف آب سرویس‌های بهداشتی صرفه‌جویی ایجاد می‌کند.

راهکارهای علمی مدیریت آب در کشاورزی
با توجه به بحران آب در استان مرکزی، به عنوان متخصص در این حوزه کاری چه راهکارهای علمی و عملی برای مدیریت پایدار منابع آب در بخش کشاورزی این استان پیشنهاد می‌کنید؟
بر اساس آخرین پژوهش‌های انجام شده در استان مرکزی مقالات مجلات معتبر بین‌المللی و گزارش‌های مراکز تحقیقاتی داخلی، راهکارهای علمی زیر برای مدیریت آب در کشاورزی توصیه می‌شود:
1.    اجرای سیستم‌های آبیاری هوشمند و دقیق

مطالعات نشان داده‌اند استفاده از سیستم‌های آبیاری قطره‌ای و زیرسطحی می‌تواند تا 60% در مصرف آب صرفه‌جویی کند.

نصب سنسورهای رطوبت‌سنج خاک به بهینه‌سازی زمان و میزان آبیاری کمک می‌کند.

2.    تغییر الگوی کشت به سمت گیاهان کم‌آب‌بر

تحقیقات مرکز تحقیقات کشاورزی استان مرکزی (1402) نشان می‌دهد جایگزینی کشت زعفران و گیاهان دارویی به جای محصولات پرآب‌بر می‌تواند 40% مصرف آب را کاهش دهد.

3.    استفاده از مالچ و روش‌های حفظ رطوبت خاک

پژوهش‌ها ثابت کرده‌اند استفاده از مالچ‌های پلیمری و آلی می‌تواند تبخیر از سطح خاک را تا 30% کاهش دهد.

4.    مدیریت تلفیقی منابع آب

استفاده همزمان از آب‌های سطحی، زیرزمینی و پساب‌های تصفیه شده در قالب سیستم‌های یکپارچه

5.    آموزش و ترویج روش‌های نوین به کشاورزان

مطالعات نشان می‌دهد همراهی کشاورزان در اجرای طرح‌های نوین آبیاری 70% موفقیت این پروژه‌ها را افزایش می‌دهد.
ترکیب این راهکارها با حمایت‌های دولتی و مشارکت کشاورزان می‌تواند مصرف آب در بخش کشاورزی استان مرکزی را تا 50% کاهش دهد و کشاورزی پایدار را در منطقه ممکن سازد.

نقش نظام مهندسی کشاورزی در مدیریت بحران آب

 آیا ایجاد نظام مهندسی کشاورزی مشابه نظام مهندسی ساختمان می‌تواند به کنترل الگوی کشت و مصرف آب کمک کند؟

بله. مطالعات FAO (2023) نشان می‌دهد کشورهایی مانند اسپانیا و استرالیا با صدور پروانه کشت بر اساس شاخص‌های اقلیمی و منابع آبی، تا ۴۰٪ مصرف آب را کاهش داده‌اند.

در استان مرکزی، این نظام می‌تواند:

الگوی کشت را بر اساس پهنه‌بندی کم‌آب‌بر (مانند جایگزینی زعفران به جای هندوانه) تنظیم کند.

تناوب زراعی را اجباری نماید تا از تخریب خاک جلوگیری شود.

کودهای شیمیایی را کنترل کند، زیرا طبق پژوهش‌های دانشگاه اراک 2023، استفاده بی‌رویه از این کودها باعث تشکیل لایه‌های غیرقابل نفوذ و افزایش رواناب شده است.

ارتباط مدیریت نادرست آبیاری با تخریب خاک

چرا توسعه آبیاری در استان مرکزی به جای کاهش مصرف آب، منجر به افزایش سطح کشت و فرسایش خاک شده است؟

گزارش مرکز تحقیقات کشاورزی 1402 نشان می‌دهد:

افزایش سطح کشت: کشاورزان با دسترسی به آب بیشتر، به جای بهبود راندمان، زمین‌های جدید را زیر کشت می‌برند.

تخریب خاک: عدم رعایت تناوب زراعی و استفاده از کودهای شیمیایی، ساختمان خاک را از بین برده و نفوذپذیری آن را تا ۶۰٪ کاهش داده است .

پیامد: بارش‌ها به جای تغذیه آبخوان‌ها، به سیلاب تبدیل می‌شوند.

راهکارهای فنی برای احیای خاک و آب

 با توجه به تشکیل لایه‌های غیرقابل نفوذ در خاک، چه اقداماتی برای بهبود نفوذپذیری پیشنهاد می‌کنید؟

کشت گیاهان پوششی: مانند یونجه که ریشه‌های عمیق دارند و تراکم خاک را کاهش می‌دهند.

استفاده از مالچ‌های آلی: برای افزایش ماده آلی خاک و جذب آب (پژوهشکده خاک و آب، 1401).

اجرای پروژه‌های آبخیزداری: مانند احداث بندهای سنگی در بالادست حوضه‌های آبریز که تا ۳۰٪ رسوب و رواناب را کاهش می‌دهد (تجربه موفق دشت ساوه).

هزینه‌های اقتصادی بی‌عملی در برابر بحران آب

 آیا هزینه‌های پیشگیری (مانند آموزش کشاورزان) از درمان (هزینه‌های سلامت ناشی از کم‌آبی) کمتر است؟

بر اساس داده‌های UNDP (2022):

هزینه درمان: مهاجرت روستاییان به دلیل خشکسالی، سالانه ۵۰۰ میلیارد تومان به سیستم بهداشت استان فشار وارد می‌کند.

هزینه پیشگیری: اجرای مدارس مزرعه‌ای (FFS) برای آموزش کشاورزان، تنها ۱۰۰ میلیارد تومان نیاز دارد و تا ۷۰٪ مصرف آب را کاهش می‌دهد.

با توجه به تجربیات موفق بین‌المللی در مدیریت منابع آب، چه سیاست‌های کلانی را برای مقابله با بحران آب در استان مرکزی پیشنهاد می‌کنید؟ لطفاً پاسخ را با استناد به مدل‌های موفق جهانی ارائه نمایید.
بر اساس مطالعات تطبیقی و تجربیات موفق بین‌المللی، سه سیاست کلان با الهام از سازمان‌های معتبر جهانی برای استان مرکزی پیشنهاد می‌شود:

*اجرای طرح‌های جامع آبخیزداری بر اساس مدل ICARDA

مرکز بین‌المللی تحقیقات کشاورزی در مناطق خشک (ICARDA) در پروژه‌های خاورمیانه نشان داده که آبخیزداری می‌تواند 40% نفوذپذیری آب به سفره‌ها را افزایش دهد.
• پیاده‌سازی در استان مرکزی:

احداث بندهای خاکی و سنگی در بالادست حوضه‌های آبریز
کشت گیاهان بومی برای کاهش رواناب و فرسایش
نمونه موفق: پروژه آبخیزداری در حوضه قره‌چای (کاهش 30% رسوبات)
* استقرار سیستم پایش هوشمند مطابق استاندارد FAO

سازمان خواربار و کشاورزی ملل متحد (FAO) در پروژه‌های آفریقا ثابت کرده که پایش لحظه‌ای 50% از هدررفت آب را کاهش می‌دهد.

کارهای اجرایی که می توان دراستان مرکزی برای بحران آب انجام داد از نظر شما چیست؟

نصب سنسورهای اندازه‌گیری رطوبت خاک و کیفیت آب
ایجاد سامانه هشدار خشکسالی هوشمند
نمونه موفق: پروژه پایش هوشمند در دشت ساوه
*آموزش کشاورزان الهام گرفته از برنامه‌های UNDP

  برنامه توسعه ملل متحد (UNDP) در هند نشان داد آموزش چهره‌به چهره   70% پذیرش روش‌های نوین آبیاری را افزایش می‌دهد.
تشکیل مدارس مزرعه‌ای (FFS) برای کشاورزان پیشرو

آموزش روش‌های آبیاری تناوبی و کشت محصولات کم‌آب‌بر

نمونه موفق: پروژه آموزش 5000 کشاورز در شهرستان شازند

این سیاست‌ها با ترکیب دانش بومی و تجربیات جهانی می‌توانند استان مرکزی را به الگویی برای مدیریت پایدار آب تبدیل کنند.

انتهای پیام/