نگاهی به بحران آب های زیرزمینی ایران در زمستان ۱۴۰۱

ایران با چالش های آبی قابل توجهی مواجه است که اکنون امنیت آب را به یک اولویت ملی تبدیل کرده است. با تخمین آب های زیرزمینی در ایران بین سال های 1381 تا 1396 یک روند منفی 4400- میلیون متر مکعب نشان از برداشت اضافی از سفره های زیرزمینی برای مصارف بیشتر کشاورزی در مناطق مختلف ایران است. میزان بارندگی سالانه در ایران در سالهای آبی -1399-1400 و 1400-1401 حدود 200 میلیمتر بوده است که کمتر از یک سوم میانگین بارندگی سالانه جهانی است. به دلیل خشکسالی اخیر، میزان بارندگی به کمترین حد خود (حداقل بارش سالانه) در بیش از 50 سال گذشته رسیده است و میانگین رواناب سطحی در این دوره 42 درصد کمتر از میانگین بلندمدت است. در ایران 72 درصد نزولات جوی تبخیر می شود و تنها 22 درصد بارندگی به عنوان منبع آب سطحی جذب می شود. توزیع زمانی و مکانی بارندگی در ایران یکسان نیست. حدود 75 درصد از بارندگی کشور در سواحل جنوبی دریای کاسپین و تنها 25 درصد از بارندگی در طول فصل رشد گیاهان می‌بارد. به دلیل دمای نسبتاً بالا، حدود نیمی از بارندگی سالانه تبخیر می شود، بنابراین نهرهای دائمی کمی در ایران وجود دارد. علاوه بر این، رشد جمعیت و توزیع فضایی نامناسب جمعیت در حال حاضر باعث شده است که 20 شهر پرجمعیت ایران با خطر کم آبی متوسط ​​تا بسیار بالا مواجه باشند.

به طور معمول در اعماق زمین، آب های زیرزمینی از تبخیر و آلودگی محافظت می شوند. با دسترسی آسان چاه های پمپاژ به آب های زیرزمینی در هر زمان و هر کجا استفاده بی رویه از آب‌های زیرزمینی رواج یافته است. آب زیرزمینی 60 درصد از کل عرضه آب در ایران را تشکیل می دهد و تقریباً 90% در بخش کشاورزی مصرف می شود . ایران یکی از بزرگترین مصرف کنندگان آب های زیرزمینی در جهان است، و 87 درصد از جمعیتش در مناطقی زندگی می کنند که برای شرب و آبیاری به شدت به آب های زیرزمینی وابسته هستند. ادامه رویکرد معمول در کاهش سفره‌های زیرزمینی، ایران را در معرض مخاطرات غذا و آب و همچنین مسائل امنیتی قرار می‌دهد. به طور متوسط، بیش از نیمی از آب مخازن سدهای ایران از سال 1381 تا 1401 به دلیل برداشت شدید آب در بخش کشاورزی خالی بوده است. اضافه برداشت آب زیرزمینی به مشکلات اجتماعی-اکولوژیکی مختلفی از جمله خشک شدن تالاب ها، بیابان زایی، طوفان های شن و گرد و غبار، تضعیف کیفیت آب، وقوع مکرر سیلاب ها و مهاجرت اقلیمی منجر شده است. همچنین بیابان زایی و شور شدن زمین را افزایش داده و کیفیت آب های زیرزمینی را به دلیل فرآیندهای طبیعی مانند نفوذ آب شور کاهش داده است.

فرونشست زمین به دلیل کاهش آب های زیرزمینی در حال حاضر یک ریسک انسان ساز برای زیرساخت های حیاتی و ساکنان دشت های آسیب پذیر است. افزایش استرس بر معیشت روستایی و افزایش تنش در میان مصرف کنندگان آب زیرزمینی خطرات امنیت غذایی و آب را بدتر می کند، و مسائل مربوط به مهاجرت روستاییان به شهرها را ایجاد کند. علاوه بر این، رشد سریع تقاضا برای محصولات زراعی، مقامات را برای صدور مجوز حفر چاه های جدید تحت فشار قرار داده است. در ایران با برآورد حدود 900 هزار چاه عمیق، که حدود 350 هزار چاه های غیرمجاز در سفره های زیرزمینی حفر شده اند کنترل مناسبی بر برداشت آب وجود ندارد. تعداد چاه ها در دهه گذشته در ایران افزایش چشمگیری داشته است. در حالی که تعداد نقاط برداشت آب زیرزمینی با حدود 85 درصد درصد افزایش از 546000 در سال 1381 به حدود یک میلیون در سال 1394 رسید، که البته بخشی از آنها از نیمه دهه 1390-1400 مسدود شده اند.

همه این مسائل مدیریت آب های زیرزمینی را در اولویت بالایی در ایران قرار می دهد. آمار برداشت آب های زیرزمینی گاهی قدیمی و با استفاده از روش های متناقض اندازه گیری می شود. کسب اطلاعات دقیق به دلیل ماهیت پنهان آب های زیرزمینی، یک چالش بزرگ را نشان می دهد.

شرکت مدیریت منابع آب ایران به مدت 40 سال داده‌هایی را از تعداد زیادی چاه مشاهده‌ای جمع‌آوری کرده است که در مطالعات مختلف هیدرولوژیکی مورد استفاده قرار می‌گیرند. اما این داده ها به خوبی سازماندهی نشده اند.

ایران به شش حوضه آبریز اصلی تقسیم می شود: حوضه دریای کاسپین (با مساحت 175051 کیلومتر مربع)، حوزه خلیج فارس و حوضه دریای عمان (با مساحت 424029.6 کیلومتر مربع) حوضه دریاچه ارومیه (با مساحت 52000 کیلومتر مربع)، حوضه فلات مرکزی (با مساحت 825000 کیلومتر مربع )، حوضه مرز شرقی (با مساحت 106000 کیلومتر مربع) ، و حوضه قره قروم (با مساحت 44295.5 کیلومتر مربع). هر حوضه آب اصلی به چندین زیرحوضه تقسیم می شود. هر زیرحوضه به چندین منطقه مطالعاتی نیز تقسیم می شود. 32 زیرحوضه با 641 منطقه مطالعاتی در ایران وجود دارد.

تنوع مناطق توپوگرافی، با ارتفاعات متفاوت از 25 متر تا 5600 متر، باعث ایجاد طیف گسترده ای از اقلیم ها در سراسر کشور شده است. بیشتر مناطق کشور خشک (65%) تا نیمه خشک (20%) با تابستان‌های طوفانی در نواحی ساحلی مرکزی و جنوبی است، فقط 15٪ مرطوب عمدتاً در مناطق نزدیک به دریای کاسپین خلیج فارس و دریای عمان واقعند. با استفاده از داده های مرکز آب و هواشناسی بارش جهانی(GPCC)، میانگین بارش دراز مدت (1960-2016) برای کل کشور حدود 225 میلی متر است. در حالی که میزان بارندگی در بیابان ها می تواند تا 50 میلی متر در سال و در شمال رشته کوه البرز و نواحی ساحلی دریای کاسپین از 1500 میلی متر در سال فراتر رود. حدود 30 درصد از کل بارش ها به صورت برف می بارد، اما به نظر می رسد این سهم در دهه گذشته رو به کاهش است. حدود 70 درصد از بارش از طریق تبخیر از بین می رود.

تغییرات ذخیره آب زیرزمینی را از سطح آب چاه مشاهده‌ای در زیرحوضه‌های در سراسر ایران، نشانگر کاهش سطح و ذخیره آب از 600 تا -4400 میلیون متر مکعب متغیر است. با این رقم ها شاهد روند منفی معنی دار سطح آب در اکثر زیرحوضه های ایران هستیم.

دو روند افت شدید آب در حوضه فلات مرکزی (دریاچه نمک و کویر مرکزی) وجود دارد. این دو منطقه بیشتر در مناطق خشک و نیمه خشک قرار دارند. برخی از پرجمعیت ترین شهرهای ایران از جمله تهران و کرج در پیرامون این حوزه قرار دارند.

بخش کشاورزی بزرگترین مصرف کننده آب در ایران است. این برآوردها نشان دهنده تنوع اقلیم و تغییرات در الگوهای کشاورزی است. در دوره خشکسالی، فشار شدیدی بر ذخیره آب های زیرزمینی به ویژه در مناطق خشک وارد می شود.

در حوزه خلیج فارس و حوضه آبریز دریای عمان یا در جنوب شرق روند منفی معنی داری وجود ندارد. حوزه آب خلیج فارس تقریباً نیمی از منابع آب تجدیدپذیر کشور را در اختیار دارد. در این منطقه حتی بارندگی کم است اما رودخانه هایی دارد که از کوه های زاگرس سرچشمه می گیرند. رودخانه ها سهم بزرگی در منابع آبی ایران دارند. بنابراین در این منطقه رودخانه ها بخشی از نیازهای بخش کشاورزی را برآورده می کنند .

در اکثر حوضه‌ها، در حدود سال 1387 روند منفی در ذخیره‌سازی آب‌های زیرزمینی وجود دارد. می‌دانیم که خشکسالی در سال 1386 در ایران رخ داده است. بنابراین، روند منفی بزرگ را می توان با تاخیر در جذب آب و رسیدن خاک به سفره های زیرزمینی توضیح داد. این تأخیر به عملکرد خاص برای هر منطقه بستگی دارد.

در حوضه فلات مرکزی در این 15 سال بیش از 1.5 × 105 میلیون متر مکعب تخلیه شده است. در حوضه دریای کاسپین در حدود سال1382 می توان روند منفی شدیدی را مشاهده کرد و پس از آن وضعیت بهبود یافت. این امر احتمالاً به دلیل اعمال کنترل بیشتر بر برداشت آب از چاه‌های غیرمجاز در این منطقه و تغییر الگوی کشاورزی است.

در حوضه خلیج فارس و دریای عمان در حدود سال 1382 می توان روند مثبت شدیدی را مشاهده کرد که احتمالاً به دلیل ساخت تعدادی سد در این منطقه است. اما پس از آن دوره روندی منفی در ذخیره آب در این حوضه مشاهده می شود که احتمالاً ناشی از برداشت های فشرده آب های زیرزمینی برای آبیاری است. همچنین یک روند منفی شدید در حدود سال 1387 وجود دارد که ممکن است به دلیل وقوع خشکسالی در سال1386 باشد. در حدود سال 1396 و 1398 روند ذخیره آب مثبت است که می تواند به دلیل بارش بیشتر در این سالها باشد.

مساحت این حوضه نصف فلات مرکزی است، اما میزان آب تخلیه شده در فلات مرکزی بیش از سه برابر این حوضه است که ممکن است به دلیل وجود رودخانه های دائمی بزرگ مانند رودخانه کارون در این زیرحوضه باشد. همچنین تخلیه آب ممکن است به دلیل قرار گرفتن پرجمعیت ترین شهرها – از جمله اصفهان - در حوضه فلات مرکزی و مهاجرت شدید به این شهرها باشد.

روند در حوضه ارومیه نوسان دارد از سال 1386 تا 1387 روند منفی شدیدی وجود دارد که ناشی از خشکسالی سال 1386 است. سطح آب دریاچه ارومیه به میزان بارندگی بسیار بستگی دارد. سطح ایستابی این حوضه تحت اثر مستقیم تراز دریاچه ارومیه است و دوره خشکسالی اثرهای شدیدی بر این سطح داشته است. بنابراین الگوی آبیاری به طور مستقیم سطح آب منطقه را تغییر می دهد . به عنوان مثال، تبدیل 90000 هکتار از مزارع انگور ارومیه به باغ سیب با مصرف 5 برابر آب، یکی از مهمترین عوامل بیلان شدیدا منفی آب در حوزه دریاچه ارومیه است.

در حوضه مرزی شرقی، تغییرات روند آب های زیرزمینی در حدود سال 1394 به دلیل ساخت سدهای بزرگ (سد ارغنداب، سد کجکی) توسط دولت های افغانستان است که آب را از کوه های افغانستان منحرف می کند که برخی از رودخانه ها و ذخایر آب این حوضه را شارژ می کند.

روند بلندمدت آب های زیرزمینی حوضه قره قروم (کپه داغ ، شمالشرق ایران) دارای نوساناتی است. در این حوضه یک آبخوان رسوبی فرامرزی مهم وجود دارد که بین ترکمنستان، افغانستان و ایران مشترک است. این نوسان شاید به دلیل تغییر قوانین در افغانستان و ترکمنستان باشد.

داده های چاه در شش حوضه اصلی نشان دهنده کاهش مداوم آب های زیرزمینی در ایران در چند دهه اخیر است. این اطلاعات ارزشمندی برای برآورد ما برای مدیریت آب است. در بیشتر مناطق شاهد کاهش آب شدید هستیم. پس از خشکسالی سال 1386، بدون آب های سطحی برای تکمیل منابع، تنها انتخاب افزایش اتکا به آب های زیرزمینی بوده است. بنابراین از سال 1386 چاه های جدیدی برای رفع نیازهای کشاورزی و شرب حفر شده است. این افزایش سریع در مصرف آب زیرزمینی، بدون پر شدن مجدد از بارش یا رواناب ، یک محرک مهم در تخریب سفره های آب زیرزمینی است.

مدیریت پایداری آب های زیرزمینی در اقلیم خشک و نیمه خشکی مانند ایران ضروری و حیاتی است. دو روند منفی شدید تغییرات ذخیره‌سازی آب‌های زیرزمینی در ایران، متمرکز در حوضه فلات مرکزی، اطراف تهران وجود دارد: دریاچه نمک و کویر مرکزی. تهران پایتخت و پرجمعیت ترین شهر ایران است و حداقل 25 درصد از جمعیت ایران، در پیرامون تهران، در جایی زندگی می کنند که فرونشست به دلیل کاهش چشمگیر ذخایر آب زیرزمینی، در حد سالی 20 تا 30 سانتی متر در بعضی نواحی جنوب، جنوبغرب و جنوب شرق تهران رخ می دهد.

کاهش آب های زیرزمینی بر محیط زیست نیز اثر می گذارد. تخلیه منجر به افزایش شوری خاک و آب های زیرزمینی می شود. شوری بر حاصلخیزی خاک اثر منفی می گذارد و امنیت غذایی طولانی مدت را به خطر می اندازد. همانطور که گفته شد، پیامد کاهش آب های زیرزمینی، فرونشست زمین است. فرونشست زمین می تواند مسیرهای جریان سطحی و زیرسطحی را تغییر دهد و باعث کاهش عمده و غیرقابل برگشت ظرفیت آبخوان شود.

در ایران،علاوه بر تغییرات اقلیمی، الگوهای کشت، سامانه های آبیاری ناکارآمد و هدر رفتن آب زیاد با آبیاری سنتی باعث افزایش استخراج آب می‌شوند. اکنون فشارهای بیشتر بر تصمیم‌گیرندگان برای اعطای مجوز برای چاه‌های جدید در سفره‌های زیرزمینی با بیلان آبی منفی وارد می‌شود. هنگامی که سطح آب زیرزمینی در سفره‌های زیرزمینی کاهش می‌یابد، معمولاً دبی چاه‌ها کاهش می‌یابد. بنابراین حتی با حفر چاه های عمیق تر، برداشت از چاه ها کاهش یافته است. در بعضی نواحی شمال اصفهان و جنوب غربی تهران (شهریار) و جنوب ورامین در استان تهران، از سال 1400 سفره های آب به طور کلی حذف شده و چاه های آب عمیق در نهایت به سنگ کف می رسند، ولی آبی نمی یابند.

بر اساس گزارش سازمان خواربار و کشاورزی (فائو)، مصرف آب کشاورزی در ایران ۲۲ درصد بالاتر از میانگین جهانی است، در حالی که بهره‌وری آب (بازده محصول در هر متر مکعب آب مصرفی) یک سوم متوسط ​​جهانی است. این بدان معناست که بخش کشاورزی حدود 10 درصد از تولید ناخالص داخلی (GDP) کشور را تولید می کند اما 92 درصد از آب شیرین کشور را مصرف می کند. کاهش آب های زیرزمینی ممکن است بر امنیت غذایی کشورهای وابسته به محصولات کشاورزی نیز اثر بگذارد. این مسائل ما را به ضرورت مدیریت مناسب آب در ایران می رساند. با وجود تمام این مسائل، راهبرد مدیریت آب موثری که پایداری آب های زیرزمینی را در ایران مد نظر داشته باشد، وجود ندارد. ادامه این وضعیت منجر به از دست دادن محصول کشاورزی، بیکاری و مهاجرت های اقلیمی بیشتر می شود.

علاوه بر این، عدم استفاده صحیح از علوم روز و عدم توجه به هشدارهای دانشمندان در خصوص کم آبی، وضعیت را تشدید کرده است. اگر کمبود آب به سرعت چاره نشود، آثار آن به زودی خسارات سنگین‌تر و جبران‌ناپذیری را به تمام بخش‌های کشور وارد می‌کند. این وضعیت غیر قابل برگشت است. با توجه به اینکه پرمصرف ترین بخش در ایران بخش کشاورزی است، تنها راه پیش رو، انجام تحقیقات مرتبط بیشتر به منظور دستیابی به بینشی کامل از شیوه های آبیاری پایدار و درک بهتر ویژگی های مزارع و ساماندهی خانوارهای کشاورز است. چارچوب هایی برای مواجهه با محیط های تحت تنش آبی در نواحی مستعد خشکسالی باید تهیه و در راهبردهای موجود بازنگری شود.

کم‌آبی در ایران همچنان با برنامه‌ریزی صحیح، پیگیری‌های بلندمدت و ایجاد فرهنگ مصرف معتدل در کشور قابل مدیریت است. آگاهی فرهنگی در مورد استفاده معتدل از آب می تواند از خانوارها آغاز شود و با استفاده از روش هایی مانند آبیاری قطره ای، کشت گلخانه ای و غیره به بخش صنعتی و کشاورزی سرایت کند.

همچنین استفاده صحیح از اطلاعات اقلیمی و روش های علمی در بازنگری در طرح جامع مدیریت آب به منظور شناسایی مناطق و تهیه طرحی خاص که با ویژگی های اقلیمی هر منطقه مطابقت داشته باشد ضروری است.

از آنجایی که خشکسالی در سال آبی 1401-1401 نیز تداوم دارد و ممکن است به کرات در ایران اتفاق بیفتد، ایجاد قوانین مناسب و کاربردی برای مجوز مصرف آب و داشتن استانداردهای برداشت آب از آب‌های زیرزمینی به عنوان برداشت ایمن از چاه‌ها در ایران کمک می‌کند. نظارت، ارزیابی و پیش‌بینی بهتر منابع آب به سازمان‌های دولتی کمک می‌کند تا آب را به طور مؤثرتری در میان نیازهای متنوع تخصیص دهند. راهبرد های مدیریت یکپارچه برای متعادل کردن عرضه و تقاضای آب در مقیاس حوضه و زیرحوضه ضروری است.

منابع

Safdari, Z.; Nahavandchi, H.; Joodaki, G. Estimation of Groundwater Depletion in Iran’s Catchments Using Well Data. Water 2022, 14, 131. https://doi.org/10.3390/w14010131

Peyman Saemian, Mohammad J. Tourian, Amir AghaKouchak, Kaveh Madani, Nico Sneeuw, 2022, How much water did Iran lose over the last two decades?, : Journal of Hydrology: Regional Studies, Publisher: Elsevier