«نجات آب» _ ۵ | جمع‌آوری آب باران در مزارع با «میکرودام‌های خاکی»

خبرگزاری تسنیم؛ گروه اقتصادی ــ به دلیل تغییرات اقلیمی گسترده و کمبود شدید منابع آب در ایران، ضرورت اتخاذ راهکارهای نوین و بومی برای افزایش بهره‌وری آب در کشاورزی بیش از پیش احساس می‌شود. جمع‌آوری و ذخیره‌سازی آب باران یکی از روش‌های اثربخش و پایدار در این مسیر است. در این میان، میکرودام‌های خاکی به عنوان سازه‌هایی کوچک، ساده و ارزان‌قیمت، نقش کلیدی در بهبود مدیریت منابع آب مزارع ایفا می‌کنند. این سازه‌ها که معمولاً از خاک محلی و مصالح در دسترس ساخته می‌شوند، امکان ذخیره‌سازی و نفوذ کنترل‌شده آب باران به عمق خاک را فراهم می‌آورند و از روان‌آب سطحی و فرسایش خاک جلوگیری می‌کنند. به‌ویژه در مناطق نیمه‌خشک و خشک ایران که بارش باران محدود و نامنظم است، این فناوری می‌تواند به افزایش رطوبت خاک، بهبود شرایط رشد گیاه و کاهش نیاز به آبیاری مصنوعی منجر شود. میکرودام‌ها به‌دلیل ساختار ساده و قابلیت استفاده در اراضی کوچک و بزرگ، برای کشاورزان خرد و متوسط نیز قابل اجرا هستند و با فراهم آوردن ذخیره آب بیشتر در خاک، توانمندی مقابله با خشکسالی و افزایش امنیت غذایی را ارتقا می‌دهند. در این یادداشت، ضمن معرفی اصول و ساختارهای میکرودام خاکی، ظرفیت‌های بهبود بهره‌وری آب، چالش‌ها و تجارب جهانی، زمینه‌های کاربردی و چشم‌انداز توسعه آن در ایران به تفصیل بررسی خواهد شد.

در همین زمینه بیشتر بخوانید

ضرورت اجرای مالیات بر «مصرف مازاد» آب نسبت به الگو

ضرورت جدی گرفتن سیاست «نظام تعرفه‌گذاری هوشمند آب کشاورزی»

افزایش بهره‌وری آب تا 95درصد با آبیاری زیرسطحی توسط لوله‌های تراوا

معرفی و اصول کلی فناوری

میکرودام‌های خاکی، سازه‌های کوچک خاکی‌اند که معمولاً در دامنه یا شیب زمین احداث شده و هدف آن‌ها جمع‌آوری و نگهداری آب باران و روان‌آب‌های سطحی در یک فضای محدود است. این آب پس از ذخیره‌سازی به تدریج به داخل خاک نفوذ کرده و رطوبت منطقه ریشه گیاه را تأمین می‌کند. اساس این فناوری بر افزایش ظرفیت نگهداری آب در خاک، کاهش روان‌آب و کنترل فرسایش استوار است. این سازه‌ها معمولاً به شکل پشته‌ها یا دیواره‌های کوتاه خاکی با ابعاد چند متر ساخته می‌شوند و با تنظیم ارتفاع و فاصله آن‌ها، می‌توان جریان و میزان نفوذ آب را کنترل کرد. به‌دلیل استفاده از مصالح خاکی محلی، هزینه ساخت پایین بوده و قابلیت ترمیم و نگهداری آسان را دارند. اصول طراحی میکرودام‌ها بر اساس شیب زمین، نوع خاک، شدت و الگوی بارش و نیاز آبی گیاهان تنظیم می‌شود. در عمل، این روش در قالب شبکه‌ای از سازه‌های کوچک توزیع شده در مزارع پیاده می‌شود تا بیشترین سطح تماس بین آب و خاک و نیز نفوذ موثر آب حاصل شود. این فناوری به‌عنوان بخشی از نظام مدیریت جامع آب‌های سطحی و زیرسطحی، در تقویت منابع آبی طبیعی و کاهش آسیب‌های خشکسالی نقش اساسی دارد.

ضرورت‌ها، ظرفیت‌ها و مشکلات حل‌شونده

کشاورزی ایران به‌دلیل کم‌آبی و افزایش خشکسالی‌های پی در پی، با بحران جدی در تأمین آب مواجه است. روش‌های سنتی آبیاری و مدیریت آب غالباً ناکارآمد بوده و باعث هدررفت منابع محدود آب می‌شوند. در این میان، جمع‌آوری آب باران و استفاده بهینه از آن به‌عنوان منبع طبیعی و تجدیدپذیر، حیاتی است. میکرودام‌های خاکی می‌توانند با ذخیره‌سازی آب در خاک و جلوگیری از روان‌آب، به کاهش فرسایش خاک، افزایش رطوبت خاک و بهبود رشد گیاه کمک کنند. ظرفیت‌های این فناوری شامل افزایش نفوذ آب به عمق خاک، بهبود ساختار خاک، کنترل تبخیر و حفظ مواد غذایی در منطقه ریشه است. همچنین با کاهش روان‌آب سطحی، خطر سیلاب‌های ناگهانی و تخریب خاک در مناطق شیب‌دار کمتر می‌شود. مشکلاتی که این فناوری بر آن‌ها غلبه می‌کند عبارتند از: هدررفت آب، کاهش کیفیت خاک ناشی از فرسایش، آسیب به محصولات به دلیل خشکی خاک، و وابستگی زیاد به منابع آب زیرزمینی. با این حال، استفاده از میکرودام‌های خاکی نیازمند دانش فنی مناسب و مدیریت دقیق است تا از گرفتگی مسیرهای نفوذ و از دست رفتن ذخیره آب جلوگیری شود.

اجزای اصلی سیستم

اجزای اصلی میکرودام‌های خاکی عبارتند از: (1) خاک مناسب برای ساخت دیواره‌ها که معمولاً خاک رس یا لومی است تا نفوذپذیری کنترل‌شده باشد؛ (2) سازه‌های خاکی با ارتفاع و طول متناسب با ویژگی‌های زمین و میزان بارش؛ (3) شبکه زهکشی برای هدایت آب‌های اضافی؛ (4) کانال‌های هدایت آب باران به سمت میکرودام؛ (5) پوشش گیاهی اطراف میکرودام برای تثبیت خاک و جلوگیری از فرسایش؛ (6) سیستم‌های اندازه‌گیری و پایش رطوبت خاک و آب ذخیره شده؛ و (7) مکانیزم‌های نگهداری و تعمیر دوره‌ای. هر یک از این اجزا باید با توجه به شرایط اقلیمی، خاک و نوع کشت به دقت طراحی شود تا کارایی مطلوب حاصل گردد. انتخاب مکان مناسب و طراحی هندسی دقیق از مهم‌ترین عوامل موفقیت این فناوری است.

فرآیند کلی انجام

فرآیند اجرای میکرودام‌های خاکی با مطالعه و تحلیل دقیق زمین، نوع خاک و الگوی بارش آغاز می‌شود. پس از تعیین مکان‌ها و ابعاد مناسب، خاک رس یا لومی برداشت شده و با استفاده از ابزارهای ساده یا مکانیزه به شکل پشته‌ها یا دیوارهای کوتاه احداث می‌شود. در مرحله بعد، کانال‌ها و زهکشی‌های لازم برای هدایت آب باران به سمت میکرودام‌ها ایجاد می‌شود تا آب به‌صورت هدفمند ذخیره گردد. سپس پوشش گیاهی بومی برای جلوگیری از فرسایش و تثبیت خاک کاشته می‌شود. پس از نصب، با استفاده از سنجش‌های میدانی رطوبت و میزان آب ذخیره شده بررسی می‌شود و اصلاحات لازم صورت می‌گیرد. نگهداری دوره‌ای شامل پاکسازی کانال‌ها، ترمیم دیواره‌ها و کنترل پوشش گیاهی است. آموزش کشاورزان و بهره‌برداران در نحوه استفاده و نگهداری از این سیستم‌ها بخش مهم فرآیند است.

نمونه‌های کاربردی از برخی کشورها

کنیا: در مناطق خشک کنیا، میکرودام‌های خاکی به‌عنوان بخش مهمی از نظام مدیریت آب محلی شناخته شده و با حمایت سازمان‌های بین‌المللی توانسته‌اند بهره‌وری آب و محصول را افزایش دهند.
استرالیا: در مناطقی با بارش محدود، پروژه‌های کوچک‌مقیاس با استفاده از میکرودام‌های خاکی و سیستم‌های جمع‌آوری آب باران، به بهبود نفوذ و ذخیره آب و کاهش فرسایش کمک کرده‌اند (CSIRO).
ایران: در برخی مناطق کوهستانی و نیمه‌خشک ایران، تجارب موفقی در استفاده از میکرودام‌های خاکی برای ذخیره آب باران و تقویت رطوبت خاک گزارش شده است، هرچند نیاز به توسعه بیشتر و استانداردسازی دارد.

انواع کاربردها

میکرودام‌های خاکی در حوزه‌های مختلف کشاورزی قابل استفاده‌اند: (الف) افزایش رطوبت خاک در باغات و مزارع کوچک؛ (ب) جلوگیری از فرسایش در زمین‌های شیب‌دار؛ (ج) ذخیره آب برای دوره‌های خشکسالی؛ (د) تقویت نفوذ آب و احیای منابع زیرسطحی؛ (ه) تقویت تولید محصولات مقاوم به خشکی؛ و (و) توسعه کشاورزی بومی و محلی با فناوری کم‌هزینه. همچنین در کنار روش‌های نوین آبیاری، می‌توان از میکرودام‌ها به عنوان مکمل برای بهبود کیفیت خاک و افزایش راندمان مصرف آب استفاده کرد.

مزایای این روش نسبت به روش‌های سنتی

میکرودام‌های خاکی نسبت به سیستم‌های سنتی جمع‌آوری آب باران یا آبیاری متداول مزایای قابل توجهی دارند: (1) کاهش روان‌آب‌های سطحی و فرسایش؛ (2) افزایش نفوذ آب به عمق خاک و کاهش تبخیر؛ (3) حفظ رطوبت در منطقه ریشه به مدت طولانی‌تر؛ (4) استفاده از مصالح بومی و هزینه پایین ساخت؛ (5) قابلیت اجرا در اراضی کوچک و شیب‌دار؛ (6) سهولت نگهداری و ترمیم؛ و (7) افزایش امنیت غذایی از طریق افزایش پایداری منابع آبی. این روش، ضمن سازگاری با محیط زیست، موجب تقویت کشاورزی پایدار و حفظ خاک می‌شود.

چالش‌ها و محدودیت‌ها

از جمله چالش‌های اصلی میکرودام‌های خاکی می‌توان به نیاز به دانش فنی برای طراحی مناسب، امکان نشست خاک و ترک‌خوردگی در صورت نگهداری ناصحیح، محدودیت در ظرفیت ذخیره‌سازی برای بارش‌های شدید، و احتمال مسدود شدن کانال‌ها توسط رسوبات اشاره کرد. همچنین، برخی مناطق با خاک‌های بسیار شنی یا سنگلاخی ممکن است بهره‌وری کمتری داشته باشند. فقدان سیستم‌های نظارت دقیق و آموزش ناکافی بهره‌برداران نیز می‌تواند مانع از بهره‌برداری بهینه شود. برای رفع این محدودیت‌ها، استفاده از فناوری‌های مکمل و برنامه‌های آموزشی اهمیت دارد.

استانداردها و دستورالعمل‌های بین‌المللی

سازمان‌های بین‌المللی نظیر FAO و UNDP دستورالعمل‌هایی برای طراحی و بهره‌برداری از سازه‌های کوچک خاکی جهت جمع‌آوری آب باران ارائه داده‌اند. این استانداردها تأکید بر تحلیل دقیق شرایط اقلیمی و خاک، رعایت اصول فنی در ساخت دیواره‌ها، استفاده از مصالح مناسب و حفظ پوشش گیاهی دارد. همچنین به اهمیت آموزش بهره‌برداران و نظارت مستمر اشاره شده است. راهنمایی‌های مربوط به اندازه‌گیری ذخیره آب، شیب دیواره‌ها و شبکه زهکشی از اجزای این استانداردها است. کشورهای موفق، این استانداردها را بومی‌سازی کرده‌اند.

پیشرفت‌های نوین

پیشرفت‌های اخیر در این حوزه شامل استفاده از سنسورهای رطوبت خاک و سامانه‌های کنترل هوشمند برای پایش و بهینه‌سازی نفوذ آب است. فناوری‌های نوین ساخت دیواره‌های خاکی با افزودنی‌های تثبیت‌کننده و استفاده از روش‌های مکانیزه برای ساخت سریع‌تر و مقاوم‌تر میکرودام‌ها نیز توسعه یافته است. افزون بر این، ترکیب میکرودام‌ها با سایر فناوری‌های مدیریت آب مانند سیستم‌های آبیاری قطره‌ای زیرسطحی، و بهره‌گیری از نرم‌افزارهای مدل‌سازی بارش و جریان آب، کارایی این فناوری را بهبود داده است.

آینده‌شناسی و توصیه‌ها

با توجه به روند افزایشی کم‌آبی و تغییرات اقلیمی، میکرودام‌های خاکی به‌عنوان یکی از راهکارهای مؤثر مدیریت منابع آب در کشاورزی ایران می‌توانند نقش مهمی ایفا کنند. توصیه می‌شود سیاست‌گذاران و سازمان‌های کشاورزی، ضمن حمایت مالی و فنی از پروژه‌های پایلوت، به آموزش گسترده بهره‌برداران بپردازند. همچنین، تدوین استانداردهای بومی و توسعه فناوری‌های مکمل، از جمله حسگرها و سامانه‌های هوشمند، اولویت داشته باشد. ایجاد شبکه همکاری میان پژوهشگران، کشاورزان و نهادهای اجرایی برای توسعه پایدار این فناوری حیاتی است.

جمع‌بندی

میکرودام‌های خاکی به عنوان فناوری‌ای کم‌هزینه، ساده و کارآمد، ظرفیت بالایی برای ارتقاء بهره‌وری آب در کشاورزی مناطق خشک و نیمه‌خشک دارند. این سازه‌ها با ذخیره و نفوذ کنترل‌شده آب باران به خاک، نقش مهمی در بهبود رطوبت خاک، کاهش فرسایش و افزایش عملکرد محصول ایفا می‌کنند. باوجود چالش‌هایی در طراحی و نگهداری، تجارب جهانی نشان می‌دهد که با آموزش و مدیریت مناسب، این فناوری می‌تواند به یکی از ستون‌های کشاورزی پایدار تبدیل شود. در ایران نیز توسعه و بومی‌سازی میکرودام‌های خاکی، گامی مهم در مسیر مقابله با بحران آب و حفظ امنیت غذایی خواهد بود. همکاری میان پژوهشگران، کشاورزان و سیاست‌گذاران برای تحقق این هدف ضرورت دارد.

انتهای پیام/