رسوب گذاری سدها؛ تهدید خاموش امنیت آب جهان تا ۲۰۶۰

گل‌ولای و شن بی‌صدا روی هم انباشته می‌شوند. سال‌ها می‌گذرد. پشت بتن و فولاد، فضای ذخیره‌سازی آرام‌آرام کوچک می‌شود تا جایی که مخازن دیگر نمی‌توانند کاری را انجام دهند که برای آن ساخته شده‌اند: نگهداری آب.

خفگی تدریجی: مخازن چگونه ظرفیت خود را از دست می‌دهند

وقتی روی یک رودخانه سد ساخته می‌شود، جریان آن به‌سادگی متوقف نمی‌شود. رودخانه بار رسوبی خود، یعنی لای، ماسه و شن را مستقیم به حوضه تازه‌تشکیل‌شده می‌برد؛ جایی که سرعت جریان کاهش می‌یابد و ذرات ته‌نشین می‌شوند. این انباشت تدریجی است، در مقیاس عمر انسان تقریبا نامرئی به نظر می‌رسد، اما پیوسته و بی‌وقفه ادامه دارد. رسوبِ گیر افتاده، حجم قابل استفاده برای ذخیره آب را کاهش می‌دهد، انعطاف‌پذیری عملیاتی سدها را برای کنترل سیلاب و تولید برق‌آبی پایین می‌آورد و حتی می‌تواند ایمنی سازه را تضعیف کند. این روند همچنین زیست‌بوم‌های پایین‌دست را از رسوباتی محروم می‌کند که پایداری دلتاها، سواحل و زیستگاه‌های رودخانه‌ای به آن‌ها وابسته است.

یک تیم جهانی به سرپرستی کای لیو از آکادمی علوم چین در نانجینگ، با ترکیب تصاویر ماهواره‌ای، سوابق رسوب‌گذاری و مدل‌های یادگیری ماشین، این فرایند را در مقیاسی گسترده اندازه‌گیری کرد. تحلیل آن‌ها بیش از ۵۵۰ هزار مخزن در سراسر جهان را پوشش داد و نخستین ارزیابی جهانی از سرعت از دست رفتن ظرفیت ذخیره آب را ارائه کرد.

مقیاس و پیامدها

بیش از نیمی از مخازن آب شیرین جهان ممکن است تا سال ۲۰۶۰ از نظر عملکردی از کار بیفتند.

پژوهشگران از یک تعریف کاربردی با عنوان «مرگ عملکردی» استفاده می‌کنند: یک مخزن زمانی دچار مرگ عملکردی محسوب می‌شود که رسوبات، بیش از نیمی از ظرفیت آن را پر کرده باشند. با ادامه روندهای فعلی، بیش از ۵۰ درصد مخازن می‌توانند تا سال ۲۰۶۰ به این آستانه برسند. این کاهش ذخیره ناچیز نیست. در سطح جهان، رسوب‌گذاری هر سال بیش از ۳۶ کیلومتر مکعب از ظرفیت ذخیره را از بین می‌برد؛ رقمی که تقریبا معادل کل حجم مخزن سد سه‌دره چین است.

پیامدها در همه مناطق یکسان نخواهد بود. مناطق خشک و نیمه‌خشک با شدیدترین افت روبه‌رو هستند: این تیم پیش‌بینی می‌کند حدود ۷۵ درصد مخازن در نواحی خشک تا سال ۲۰۶۰ به مرگ عملکردی برسند، در حالی که این نسبت در مناطق مرطوب حدود ۵۰ درصد است. تفاوت‌ها در سطح کشورها چشمگیر است. در استرالیا ممکن است نزدیک به ۸۵ درصد مخازن از آستانه مرگ عملکردی عبور کنند و در اسپانیا این رقم حدود ۷۵ درصد باشد. در نامیبیا، بیش از ۹۹ درصد سدها در معرض خطر قرار دارند. مخازن ساحلی استرالیای غربی نیز الگویی مشابه نشان می‌دهند و تقریبا ۹۶ درصد آن‌ها تهدید می‌شوند.

اهمیت موضوع بسیار بالاست. با نرخ فعلی کاهش که بیش از ۷ درصد از ذخیره آب شیرین جهان در هر دهه است، این مطالعه هشدار می‌دهد که تأمین مطمئن آب برای بیش از دو میلیارد نفر می‌تواند به خطر بیفتد. سامانه‌های کشاورزی در خط مقدم این تهدید قرار دارند: بیش از یک‌چهارم زمین‌های آبی جهان به ذخیره مخازنی وابسته‌اند که ممکن است کوچک‌تر شوند و همین موضوع امنیت غذایی را در مناطق آسیب‌پذیر تهدید می‌کند.

چرا این روند شتاب می‌گیرد

دو عامل اصلی این مشکل را تشدید می‌کنند. نخست، تغییر کاربری زمین و فرسایش بالادست، میزان رسوب واردشده به رودخانه‌ها را افزایش می‌دهد. جنگل‌زدایی، کشاورزی با مدیریت ضعیف و ساخت‌وساز، همگی خاک را سست و آماده جابه‌جایی می‌کنند. دوم، تغییرات اقلیمی الگوهای بارش را دگرگون کرده است. توفان‌های شدیدتر می‌توانند در مقایسه با باران‌های یکنواخت و سبک، حجم بسیار بیشتری از رسوب را وارد حوضه‌های آبریز کنند.

ایان رایت، پژوهشگر دانشگاه وسترن سیدنی، این پدیده را صریح توصیف کرده است: «رسوب‌گذاری مانند سرطان است؛ کند، اغلب نادیده‌گرفته‌شده و به‌تدریج کاهنده ظرفیت یک مخزن.» او هشدار داد که تغییرات ناشی از اقلیم در شدت بارش، احتمالا انتقال رسوب به مخازن را سرعت می‌بخشد.

چه کار می‌توان کرد

هیچ راه‌حل واحدی وجود ندارد. این مطالعه مجموعه‌ای از اقدامات مدیریت حوضه آبریز و مداخلات مهندسی را برای کند کردن یا معکوس کردن روند از دست رفتن ظرفیت ذخیره پیشنهاد می‌کند.

اقدامات در چشم‌انداز بالادست

• جنگل‌کاری دوباره و ایجاد نوارهای پوشش گیاهی برای کاهش فرسایش خاک.
• پایدارسازی خاک و اجرای شیوه‌های کشاورزی پایدار در سراسر حوضه‌های آبریز.
• کنترل هدفمند فرسایش در شاخه‌های فرعی کلیدی و آبراهه‌های فرسایشی.

مداخلات مهندسی

وقتی اقدامات پیشگیرانه کافی نباشد، برداشت فعال رسوب یا عبور دادن آن از مسیر جایگزین ضروری می‌شود: لایروبی برای بازیابی ظرفیت ذخیره، و ساخت تونل‌های کنارگذر یا انحراف رسوب برای هدایت رسوبات به اطراف مخازن. اجرای این عملیات در مقیاس بزرگ بسیار پرهزینه است. این تیم برآورد می‌کند که یک برنامه جهانی برای لایروبی و سامانه‌های مهندسی عبور رسوب می‌تواند به حدود ۹۳ میلیارد یورو برسد.

تصمیم‌ها محلی و سیاسی خواهند بود. برای برخی مخازن فرسوده، از رده خارج کردن می‌تواند پایدارترین گزینه باشد. برای برخی دیگر، نوسازی و تغییرات بهره‌برداری، مانند شست‌وشوی زمان‌بندی‌شده در دوره‌های دبی بالا، می‌تواند عمر مفید را افزایش دهد.

پیامدها برای سیاست‌گذاری و برنامه‌ریزی

برنامه‌ریزان به‌ندرت برای ظرفیت ذخیره ازدست‌رفته بودجه در نظر می‌گیرند. فرض‌های مربوط به عمر طراحی بسیاری از مخازن، دهه‌ها فرسایش تشدیدشده و اقلیم‌های در حال تغییر را پیش‌بینی نکرده بود. این ناهماهنگی اکنون نیاز فوری به ادغام ریسک رسوب‌گذاری در برنامه‌ریزی امنیت آب، سرمایه‌گذاری زیرساختی و سیاست کشاورزی ایجاد کرده است.

از آنجا که رسوب‌گذاری از فعالیت‌های بالادست سرچشمه می‌گیرد، راه‌حل‌ها باید از مرزهای اداری عبور کنند. حکمرانی در مقیاس حوضه آبریز، سازوکارهای مالی که حفاظت از خاک را پاداش می‌دهند، و سرمایه‌گذاری در سامانه‌های پایش، از اندازه‌گیری‌های ماهواره‌ای تا داده‌های زمینی، ضروری است. همان داده‌هایی که در این مطالعه استفاده شده‌اند، مسیر عملی روشنی را نشان می‌دهند: پایش بهتر می‌تواند آسیب‌پذیرترین مخازن را برای مداخله زودهنگام مشخص کند.

دیدگاه کارشناسی

دکتر النا مارکز، هیدرولوژیست متخصص در تاب‌آوری زیرساخت‌های آب، نگاهی عملی ارائه می‌دهد: «باید دست از این برداریم که مخازن را دارایی‌هایی جداافتاده بدانیم. مسئله رسوب، مسئله چشم‌انداز و سرزمین است. احیای حوضه آبریز را در جایی در اولویت قرار دهید که بیشترین کاهش در تولید رسوب را ایجاد می‌کند، و آن را با لایروبی هدفمند در جاهایی همراه کنید که هیچ جایگزینی وجود ندارد. موضوع نوعی اولویت‌بندی درمانی است؛ کجا باید اقدام کرد و چه زمانی بهتر است سازگار شویم.»

این وضعیت ما را کجا قرار می‌دهد

این مقاله که در نشریه پایداری نیچر منتشر شده، رسوب را به‌عنوان تهدیدی محوری برای امنیت آب جهان بازتعریف می‌کند. ساعت به‌سوی یک شکست ناگهانی حرکت نمی‌کند؛ بلکه افتی آهسته را اندازه می‌گیرد. همین کندی، فرصتی برای اقدام فراهم می‌کند، اما فقط در صورتی که سیاست‌گذاری، تأمین مالی و علم هم‌زمان پیش بروند. در غیر این صورت، شمار بی‌پایانی از مخازن همچنان کارایی خود را از دست خواهند داد و بی‌صدا سامانه‌های آب، غذا و انرژی را در سراسر جهان تضعیف خواهند کرد.