مقدمه
كشاورزی با بیش از 90 درصد مصرف آب، بیشترین مصرف آب در کشور را دارا است. از اینرو بحران رو به رشد كمبود آب، صرفه‌جویی در این مصارف را در صدر مباحث مرتبط با مدیریت منابع آب قرار داده است. تلاش برای بهبود بازده آبیاری، اغلب به عنوان راهكاری مؤثر در این رابطه قلمداد شده‌است. اما نکته‌ای که کمتر مورد توجه قرارگرفته، نقش و تأثیر مقیاس خرد و کلان در بررسی و ارزیابی بازدهی مصرف آب در بخش کشاورزی است.
چرخه‌ی تكرار‌پذیر «برداشت مصرف برگشت» كه درجای جای حوضه‌های آبریز بارها و بارها تكرار میشود موجب میشود حجم منابع آب در دست بهره‌برداری به میزان قابل توجهی از منابع واقعا موجود آب بیشتر گردد. تفاوت بین حجم منابع آب بهره‌برداری شده در مقیاس حوضه با حجم واقعی منابع آب موجود كه اصطلاحا «اثر افزایندگی چرخه‌ی آب» نامیده میشود ناشی از چند باره به حساب آمدن آب‌هایی است كه در اثر فرونشت و یا رواناب از دسترس یک بهره‌بردار خارج میشود و توسط دیگر بهره‌برداران برداشت می‌گردد. نادیده گرفتن «اثر افزایندگی چرخه‌ی آب » موجب نتیجه‌گیری‌های نادرست و انحرافی در ارزیابی بیلان آب و بازده آبیاری شده است.
روش های متداول اندازه‌گیری بازده آبیاری اگر چه در مقیاس خرد نتایج درستی به دست می‌دهند ولی در مقیاس كلان (حوضه) كارآیی ندارند. زیرا در مقیاس كلان، تلفات فرونشت عمقی و هرزآب سطحی آبیاری به منابع آب می‌پیوندد و مورد بهره‌برداری قرار می‌گیرد. سپاسخواه (1383) در مقاله‌ای زیر عنوان «نگرشی دوباره بر پژوهش های بازده آبیاری در جمهوری اسلامی ایران» به این مهم اشاره می‌کند و براین باور است که آنچه در سطح کشور به عنوان بازده آبیاری اعلام می شود، عموما کمتر از مقدار واقعی آن است. وی دراین خصوص سه علت را بیان می‌دارد که عبارت‌اند از:
- در نظر گرفتن عمق ریشه که کمتر از عمق واقعی است
- به حساب نیاوردن رواناب سطحی برگشتی
- به حساب نیاوردن باران زمستانه که به صورت آبزهکشی خارج می شود
سكلر (1992) پدیده‌ی «اثر افزایندگی چرخه‌ی آب» را مطرح نمود. او نشان داد چرخه‌ی «برداشت مصرف برگشت» موجب افزایش حجم آب در دست بهره‌برداری میشود. میزان افزایش حجم آب در جریان چرخه‌ی مصرف تابع بازده آبیاری است و با آن رابطه‌ی معكوس دارد. یعنی چنانچه E بازده آبیاری و .M.e اثر افزایندگی چرخه‌ی آب درنظر گرفته شود خواهیم داشت:
| M.e. = 1/E |
(برای مثال در حوضه‌ای كه بازده آبیاری 40 درصد است اثر افزایندگی چرخه‌ی آب 2.5 است. یعنی حجم آب بهره‌برداری شده 2.5 برابر حجم واقعی منابع آب است) در واقع مقدار واقعی منابع آب در هر حال ثابت است و تغییر بازده آبیاری مقدار «اثر افزایندگی چرخه آب» و در نتیجه‌ی آن حجم آب در دست بهره‌برداری را تحت تأثیر قرار میدهد. مولدن (1997) نیز تأکید می‌کند، آنچه که به عنوان راندمان پایین آبیاری طرح می‌گردد در مقیاس مزرعه است و در سطح حوضه نتایج متفاوت خواهد بود. وی در ادامه میگوید ورود مقیاس در ارزیابی بازدهی آبیاری، امکان صرفه‌جویی قابل توجه از راه بالا بردن بازده آبیاری را با تردید مواجه می سازد.
اما از منظر محاسباتی، برای نخستین بار در کشور ،شرکت فرانسوی گید-سوگراه در سال 1353 در مطالعات آمایش دشت اصفهان به این مقوله پرداخت. آ نها بدون ارائه‌ی روش محاسبه و بدون هیچ توضیحی گزارش کردندکه در دشت اصفهان قسمت قابل توجهی از آب ظاهرا از دست می‌رود، حال آنکه در واقع از طریق پمپاژ و یا آب برگشتی به منابع سطحی مجدداً بازچرخه پیدا می‌کند. آنها نهایتاً بازده نهایی آبیاری در مقیاس حوضه را با توجه به این نوع چرخه‌ی آب 80 درصد برآورد کردند حال آنکه در مقیاس مزرعه 30-35 درصد می باشد.
در سال های اخیر موضوع بازده آبیاری در مقیاس کلان در تحقیقات خارج از کشور مورد توجه قرار گرفته است. به عنوان مثال کلر (1992) گزارش کرد برآورد کلی راندمان آبیاری در سیستم های منفرد آبیاری در حوضه‌ی نیل در کشور مصر 30درصد می باشد، حال آنکه در مقیاس حوضه‌ی نیل درکشور مصر این مقدار 80 درصد تخمین زده می شود. اکسیمینگ کای و همکاران (2001) بر این نکته تأکید دارند که افزایش راندمان در مقیاس خرد (مزرعه) به دلیل بهره‌برداری از آب های برگشتی می‌تواند تأثیرات متفاوتی در مقیاس کلان(حوضه) داشته باشد. سکلر و همکاران (2003) معتقدند امروزه مفهوم کلاسیک بازده آبیاری که چرخه‌ی آب را درنظر نمی‌گیرد جای خود را به مفهوم نوین بازده آبیاری میدهد که چرخه‌ی آب برگشتی را وارد مفهوم بازده آبیاری و روش محاسبه‌ی آن کرده است. آنها معتقدند در مفهوم نوین بازده آبیاری در حالی‌که در جزء جزء یک سامانه ممکن است آبیاری با بازده پایین انجام شود ولی در سامانه به عنوان یک کل به دلیل مصرف آب برگشتی، آب با بازده بالا بهره‌برداری میشود. آنان برای روشن شدن مفهوم نوین بازده آبیاری برای مثال گفته‌اند: بازده آبیاری 40 درصد به منزله‌ی اتلاف 60 درصد آب است. چنانچه در یک حوضه 70 درصد آب اتلافی به چرخه بپیوندد و بهره‌برداری شود در آن‌صورت بازده واقعی آبیاری به‌جای 40 درصد برابر 82 درصد خواهدبود. [82 درصد = 60 درصد × 70 درصد+ 40 درصد]
این مقاله با به کارگیری دستاورد های روز پژوهشگران جهانی و نگرش نوین به بازده آبیاری تلاش دارد تا با نگاه مقاله جدیدتری به ارزیابی بررسی بازدهی آب آبیاری در مقیاس مزرعه و حوضه بپردازد و نهایتا به این سوال پاسخ دهد که آیا با افزایش این بازدهی امکان تأمین آب برای بهره برداری بیشتر از منابع آب میسر خواهد شد؟
مواد و روش‌ها
منطقه‌ی مطالعاتی
در این مقاله حوضه‌ی آبریز به عنوان سامانه‌ای آبی که میزان منابع آب تجدیدپذیر ناشی از بارندگی و حجم آب ورودی به آن و خروجی از آن قابل تعیین است برای تعیین بازده آبیاری در مقیاس کلان در نظر گرفته میشود. برای این بررسی نقشه‌ی حوضه‌ی آبریز، آمار بارش و تبخیر ایستگاه های باران سنجی و تبخیرسنجی و حجم تبادلات و انتقال بین حوضه‌ای آب اعم از ورودی به حوضه و خروجی از آن مورد نیاز است. آمار حجم آب تجدیدپذیر ناشی از بارندگی سالانه پس از کسر تلفات تبخیر بارندگی از حجم کل بارش سالیانه به دست می‌آید. تعیین میزان تلفات بارندگی با انجام مطالعات لازم در سطح حوضه با استفاده از آمار بارش و تبخیر از بارندگی در ایستگاه‌های شاخص و معرف امکان پذیر می‌باشد. در نبود چنین مطالعاتی میتوان از نتایج مطالعات جامع آب انجام شده در حوضه‌های آبریز استفاده نمود. آنچه مسلم است حجم آب در دست بهره‌برداری درحوضه نباید به عنوان مقدار واقعی منابع آب حوضه در نظرگرفته شود زیرا احجام آب برگشتی سطحی و زیرزمینی درآمار آب مصرفی وارد شده است و تحت تأثیر پدیده‌ای به‌نام «اثر افزایندگی چرخه‌ی آب» مقداری بیش از مقدار منابع واقعی آب در حوضه خواهد داشت. با کاربرد معادله‌ی جرمی آب میزان «اثر افزایندگی چرخه‌ی آب» و بازده آبیاری درمقیاس حوضه قابل محاسبه است.
روابط برآورد بازدهی آبیاری در مقیاس حوضه
تفاوت بازده آبیاری در مقیاس خرد (مزرعه) و کلان (حوضه)
در مقیاس خرد (مزرعه) فرونشت عمقی و هرزآب سطحی تلفات محسوب میشود ولی در مقیاس حوضه، آن بخشی ازتلفات آبیاری که به منابع آب می‌پیوندد نباید به عنوان تلفات به حساب آید. به همین سبب است که بازده آبیاری در مقیاس حوضه اختلاف زیادی با بازده آبیاری در مقیاس مزرعه دارد و از آن بیشتر است. یکسان گرفتن بازده آبیاری در مزرعه با بازده آبیاری در مقیاس حوضه به نتایج غیر واقعی و نادرست می‌انجامد.
روش های متداول تعیین بازده آبیاری در مقیاس حوضه
در اغلب پژوهش های انجام شده در شور برای تعیین بازده آبیاری در مقیاس حوضه یکی از دو روش زیر در پیش گرفته شده‌است.
در روش اول ابتدا حوضه به نواحی دارای شرایط مشابه از نظر آب، خاک، کشاورزی، آبیاری و … تفکیک می‌گردد. سپس مزارع نمونه در هر ناحیه انتخاب واندازه‌گیری بازده آبیاری در آنها انجام می شود. نهایتاً بامحاسبه‌ی میانگین وزنی بازده‌های اندازه‌گیری شده در هرناحیه با توجه به مساحت آن، بازده آبیاری حوضه برآورد می‌گردد. بازده به‌دست آمده در این روش میانگین بازده آبیاری مزارع است و بازده آبیاری در مقیاس حوضه نیست. مشخص است که ضعف عمدهی این روش آن است که آن بخش از تلفات آبیاری در مزرعه که به منابع آب می‌پیوندد و مجددا مورد بهره‌برداری قرار می‌گیرند، به حساب نمی‌آیند.
در روش دوم برای تعیین بازده آبیاری حجم آب مصرفشده در بخش کشاورزی مطابق رابطه‌ی زیر مبنا قرار می‌گیرد:
 |
که در آن نیاز خالص کشاورزی حوضه، کل تبخیر و تعرق گیاه پس از کسر بارش مؤثر است. در رابطه‌ی بالا حجم آب مصرفشده در کشاورزی حوضه برابر با مجموع حجم برداشت بخش کشاورزی از منابع آب سطحی و زیرزمینی حوضه است.
این روش نیز به دلیل در نظر نگرفتن افزایش حجم آب مصرفی ناشی از آب های برگشتی سطحی و زیرزمینی که به منابع آب می‌پیوندد و بارها در احجام آب مصرفی وارد میشود نمی‌تواند معرف بازده واقعی آبیاری حوضه باشد؛ همچنین معادل گرفتن حجم آب در دست بهره‌برداری در حوضه با حجم منابع واقعی حوضه با واقعیت منطبق نیست. در پژوهش‌های نوین جهانی که منجر به دگرگونی در مفهوم کلاسیک و سنتی بازده آبیاری شده است برای برآورد واقعی بازده آبیاری حوضه رابطه‌ی زیر ارائه شده است و توصیه شده است برای محاسبه‌ی بازده واقعی آبیاری جایگزین رابطه‌ی بالا شود.
 |
بحث و نتایج
نکته‌ی اساسی در روش شناسی این مقاله، نگاه کامل‌تر آن به آب برگشتی است. کار های قبلی منکر این مقدار آب نیستند ولی در آنها، حجم آب برگشتی کمتر از مقدار واقعی آن و یا به صورت درصد ثابتی از حجم آب مصرفی در نظر گرفته می شود و حجم واقعی آن که در چرخه‌ی تکرارپذیر «برداشت مصرف برگشت» بارها تکرار میشود، در نظرگرفته نمی‌شود. چنان نگرشی به حجم آب برگشتی ناشی از تعمیم رهنمود فائو درباره‌ی درصد آب برگشتی آبیاری درمقیاس مزرعه به مقیاس حوضه است. مطابق رهنمود فائو در آبیاری سطحی با تسطیح مناسب میزان آب برگشتی درخاک های سنگین و سبک به ترتیب به میزان 20 درصد تا 35 درصد حجم آب آبیاری است.
رهنمود فائو اگرچه برای یک بار آبیاری و در مقیاس مزرعه درست است ولی در مقیاس حوضه به دلیل آنکه آب برگشتی بارها و بارها در آمار وارد میشود با واقعیت انطباق ندارد. چنین فرآیندی موجب میشود در مقیاس حوضه:
- حجم آب در دست بهره‌برداری از حجم واقعی منابع آب بیشتر باشد.
- درصد حجم آب برگشتی از درصد تعیین شده در یک آبیاری بیشتر باشد.
پیامد‌های نادیده گرفتن تفاوت بازده آبیاری در مقیاس مزرعه و حوضه
- برآورد دست بالا و بیش از واقع منابع آب حوضه و ارائه‌ی بیلانی غیر واقعی از منابع و مصارف آب در حوضه
- هدف‌گذاری دستیابی به احجام عظیمی از آب که وجود ندارد و ناشی از چند باره به حساب آمدن آب های برگشتی است ازطریق بالابردن بازده آبیاری
اظهار نظر‌هایی از این دست که:«توسعه‌ی کشت از طریق بالا بردن راندمان آبیاری »، «با روش های نوین امروزی میتوان مصرف آب کشاورزی کشور را 60 الی 70 درصد کاهش داد »، «هر یک درصد بهبود راندمان آبیاری در بخش کشاورزی معادل ساخت سه سد بزرگ است »، «اگر راندمان آبیاری استان حدود 2درصد افزایش یابد حدود 110 میلیون متر مکعب آب صرفه‌جویی خواهد شد»، «به جای طرح های انتقال بین حوضه‌ای تأمین آب توسعه از طریق افزایش راندمان کاربرد آب صورت گیرد»، «با بالا بردن راندمان آبیاری میتوان اثر قابل توجهی درکاهش بحران داشت»، «افزایش راندمان حوضه‌ی زایندهرود از 41 درصد به 50 درصد و در بلند مدتبه 60 درصد به ترتیب 571 و 1200 میلیون متر مکعب آب بازیافت خواهد شد که با آن میتوان سطح کشت را تا 90000هکتار افزایش داد». «در دو سال گذشته با اجرای سیستم تحت فشار 1552 میلیون متر مکعب آب صرفه‌جویی شده است که حدود 8 برابر گنجایش سد کرج است»، «سالانه در اثر اجرای آبیاری تحت فشار در استان همدان ده برابر سد اکباتان صرفه‌جویی شده است»
روش پیشنهادی برای تعیین بازده آبیاری در مقیاس حوضه
روش شناسی این تحقیق با ذکر یک مثال که از مثال دیوید سکلر در تبیین پدیده‌ی اثر افزایندگی چرخه‌ی آب بر گرفته شده است و در ادامه می آید قابل تشریح است:
مثال در یک سامانه‌ی آبی بسته مفروض برای نشان دادن ساز و کار اثر افزایندگی چرخه‌ی آب، یک سامانه‌ی آبی مفروض با مشخصات زیر در نظر گرفته میشود:
حجم منابع آب در سامانه‌ی آبی بسته‌ی مفروض(واحد) 1000 حجم (نیاز کشاورزی + تبخیر) در 10 واحد سطح (واحد در هکتار)
سناریوها
سناریوی 1: تلفات نفوذ عمقی = صفر (بازده 100 درصد) ← سطح کشت = (هکتار) 100
سناریوی 2: تلفات نفوذ عمقی = 60 درصد (بازده 40 درصد)
مشخص است که سناریوی 1 می تواند آب لازم را برای 100 هکتار مهیا کند. اما سناریوی 2 قابل تأمل است که در جدول 1 به خوبی تشریح شده است.
| چرخه | حجم آب در دسترس | مصرف مفید | سطح کشن شده | حجم آب برگشتی |
| 1 | 1000 | 400 | 40 | 600 |
| 2 | 600 | 240 | 24 | 360 |
| 3 | 360 | 144 | 14.4 | 216 |
| 4 | 216 | 86 | 8.6 | 130 |
| 5 | 130 | 52 | 5.2 | 78 |
| 6 | 78 | 31 | 3.1 | 47 |
| 7 | 47 | 19 | 1.9 | 28 |
| 8 | 28 | 11 | 1.1 | 17 |
| 9 | 17 | 7 | 0.7 | 10 |
| 10 | 10 | 4 | 0.4 | 6 |
| 11 | 6 | 2 | 0.2 | 4 |
| مجموع | 2500 | 1000 | 100 | 1500 |
(جدول 1): چرخه‌ی آب و سطح قابل کشت در سناريوي 2
مطابق جدول 1، ملاحظه می گردد که در سناریوی 2 با بازده آبیاری 40 درصد حجم مصرف مفید آب 1000 واحد و سطح کشت شده‌ی همان 100 هکتار و مشابه سناریوی 1 با بازده 100 درصد است.
ستون دوم جدول نشان میدهد حجم آب در دسترس در سناریوی 2 معادل 2500 واحد است که نشان میدهد حجم منابع آب در سامانه‌ی مفروض از 1000 واحد به 2500 واحد افزایش یافته است. این افزایش همان «اثر افزایندگی چرخه‌ی آب» است که در ستون آخر جدول و به مقدار 1500 واحد نشان داده شده است.
- ملاحظه می گردد که در هر دو سناریو مقدار واقعی منابع آب در هر حال ثابت است.
- سطح قابل کشت در سامانه‌ی آبی بسته، تابع مقدار واقعی منابع آب و مستقل از بازده آبیاری است.
- چرخه‌ی آب موجب افزایش ظاهری حجم منابع آب در دست بهره‌برداری میشود. این افزایش حجم در اثر پدیده‌ای به نام «اثر افزایندگی چرخه‌ی آب» ایجاد میشود و با بازده آبیاری رابطه‌ی معکوس دارد.
یادآوری این نکته ضروری است که در واقعیت در حوضه های آبریز بسته، تغییر در بازده آبیاری چنانچه حجم تلفات تبخیر را تغییر دهد بر حجم مفید آب مصرفی و سطح کشت تأثیر می‌گذارد (مانند کاهش تلفات تبخیر در آبیاری قطره‌ای و زیرسطحی و یا افزایش آن در آبیاری بارانی) و در واقع نتیجه‌گیری فوق در مورد بی‌تأثیر بودن بازده آبیاری بر مقدار مفید آب مصرفی و سطح کشت با فرض ثابت بودن مقدار تلفات تبخیر درست است.
شرح نتایج فوق با مثال کولر آبی بهتر قابل درک است. کولر آبی سامانه‌ی بسته‌ی مفروضی است که به روشنی پدیده‌ی اثر افزایندگی چرخه‌ی آب را نشان میدهد. (تصویر 1) در حالی ک ه حجم آب ورودی کولر 200 لیتر در روز است، در این سامانه‌ی آبی بسته طی روز 11000 لیتر در چرخه وارد می شود که اثر افزایندگی چرخه‌ی آب در سامانه را معادل 10800 لیتر در روز به همراه دارد. مسلما این حجم آب وجود ندارد و برنامه‌ریزی برای بهره‌برداری از آن نادرست است.
روابط ریاضی محاسبه‌ی بازده آبیاری در حوضه‌ها مبتنی بر معادله‌ی جرمی آب در حوضه
روش‌شناسی بالا با رابطه‌ی 1 زیر قابل مدل‌سازی است که در ادامه اجزای آن تشریح می گردد
نحوه‌ی محاسبه‌ی حجم منابع واقعی آب:
| حجم بارش مؤثر – تبخیر از کفه‌ها + ورودی بین حوضه‌ای – خروجی بین حوضه‌ای – تغییر ذخیره‌ی آّبخوان – تغییر ذخیره‌ی سدها = حجم منابع واقعی آب |
محاسبه‌ی مقدار تبخیر در حوضه:
مقدار تلفات تبخیر در حوضه به صورت زیر به‌دست می‌آید:
| کل نیاز خالص + تلفات تبخیر = حجم منابع واقعی آب |
محاسبه ی اثر افزایندگی چرخه آب:
| منابع واقعی آب + آب در چرخه = اثر افزایندگی چرخه آب |
نحوه‌ی محاسبه ی بازدهی کل مصارف آب در حوضه:
| 100 × (منابع واقعی ÷ ک ل نیاز خالص) = بازده مصرف آب در کل حوضه |
و یا
| 100 × (اثر افزایندگی – آب در چرخه) ÷ کل نیاز خالص = بازده مصرف آب در کل حوضه |
نحوه‌ی محاسبه‌ی بازده آبیاری در مقیاس حوضه
| 100 × ((محیط زیست – صنعت – شرب – منابع واقعی آب) ÷ نیاز خالص آبیاری) = بازده آبیاری در مقیاس حوضه |
دامنه‌ی کاربرد روش پیشنهادی در حوضه های مختلف
روابط فوق برای حوضه های بسته (مانند زایندهرود) و باز (مانند حوضه های مرزی) و یا حوضه های دارای تبادل سطحی یا زیرزمینی با دریا (مانند حوضه های جنوبی می تواند) کاربرد داشته باشد. در واقع تفاوت حوضه های بسته با سایر حوضه‌های آبریز در حجم آب ورودی به آنها و خروجی از آنها از حوضه‌های مجاور است. از آنجا که در روابط ریاضی ارائه شده تبادلات آبی حوضه با حوضه‌های آبریز دیگر با دو پارامتر Vo (حجم آب خروجی از حوضه) و Vi (حجم آب ورودی به حوضه) در نظر گرفته شده است. در کلیه‌ی حوضه های آبریز مشروط به آنکه حجم آب ورودی و خروجی مشخص شود کاربرد دارد. تردید نیست در حوضه های بسته اثر افزایندگی چرخه‌ی آب رقم بزرگتری در مقایسه با دیگر حوضه‌ها خواهد بود.
| منابع آب | برداشت ها و مصارف آب | ||
| شرح | (ميليون مترمكعب) | شرح | (ميليون مترمكعب) |
| بارندگي كل | 7583 | برداشت از منابع سطحي | 1878 |
| منابع تجديد پذير از بارندگي (بارش مؤثر) | 2214 | برداشت از منابع زيرزميني | 3757 |
| آب انتقالي از تونل 1 و 2 كوهرنگ به حوضه | 656 | مصارف شرب پس از كسر پساب برگشتي | 84 |
| تبخير از سد | 57- | مصارف صنعت | 190 |
| انتقال از حوضه (يزد،كاشان، شهركرد، جرقويه و …) | 179- | محيط زيست | 81 |
| تغيير حجم آبخوان در سال 1385 | 38 | كشاورزي | 5280 |
| نياز خالص كشاورزي | 1519 | ||
(جدول 2): منابع و مصارف آب در حوضه‌ی زاينده رود در سال 85 – 84
کاربرد روش پیشنهادی در حوضه‌ی زاینده رود
کاربرد روش پیشنهادی در حوضه‌ی زایندهرود نتایج روشنی داشته است. نقشه‌ی 1 محدوده‌ی حوضه‌ی زایندهرود و موقعیت آن در دو استان اصفهان و چهارمحال و بختیاری را نشان میدهد. در جدول 2 که برپایه‌ی نتایج مطالعات منابع و مصارف آب در حوضه‌ی زایندهرود تنظیم شده است، مشخصات آبی حوضه ارائه شده است.
نیاز خالص کشاورزی در سال مورد بررسی با سطح کشت 261257 هکتار برابر 1519 میلیون متر مکعب و نیاز کل کشاورزی، شرب و صنعت با احتساب پساب برگشتی شرب 1914 میلیون متر مکعب است. نیاز زیست محیطی تالاب 200 میلیون متر مکعب است که زهآب شور خروجی از حوضه به حجم 81 میلیون متر مکعب به حساب تأمین بخشی از نیاز زیست محیطی گذاشته میشود. کاربرد این روش در حوضه‌ی زایندهرود می تواند منشأ حدود 3 میلیارد مترمکعب حجم آب تخصیصی در حوضه را که عملاً ناشی از اثرافزایندگی آب است نشان دهد.
| منابع واقعی = (2215) بارش مؤثر – (57) تبخیر از سد + (656) ورود بین حوضه‌ای – (179) (خروج بین حوضه‌ای – (38) تغییر آبخوان= 2597 (MCM) |
| (2597) منابع واقعی = [تلفات تبخیر + (1914) کل نیاز خالص] ← تلفات تبخیر = (MCM) 683 |
| حجم آب در چرخه = (3757) از منابع زیرزمینی + (1878) از منابع سطحی = 5635 (MCM) |
| اثر افزایندگی چرخه‌ی آب = (5635) حجم آب در چرخه – (2597) منابع واقعی = 3038 (MCM) |
| بازده کل حوضه = (1914) کل نیاز خالص ÷ (2597) منابع واقعی × 100 درصد = 73.7 درصد |
| بازده کل = [کل نیاز خالص (4191) ÷ آب در چرخه (5635) – اثر افزایندگی چرخه‌ی آب (3038) × 100] = 73/7 درصد |
| بازده آبیاری حوضه = (1519) نیاز خالص آبیاری ÷ [(2597)منابع واقعی – (84) خالص شرب بدون پساب – (190) صنعت – (81) محیطزیست] = 5/ 69 درصد |
*توضیح: حجم مصارف آب شرب در حوضه‌ی زایندهرود 420 میلیون مترمکعب است که با توجه به 80 درصد آب‌برگشتی ناشی از پساب، رقم 84 میلیون مترمکعب در نظرگرفته شده است.
همانگونه که ملاحظه میشود بازده آبیاری در حوضه‌ی زایندهرود 69.5 درصد است که با ارقام اندازه‌گیری شده بازده آبیاری در مقیاس مزرعه تفاوت فاحش دارد. بدیهی است بازده محاسبه شده فوق و کاربرد روش پیشنهادی در حوضه‌ی زایندهرود برای همیشه به این چالش بزرگ در حوضه‌ی زایندهرود پایان داد که از یکسو ادعا می‌شد تلفات آبیاری چند میلیارد مترمکعب است و باید از طریق بالا بردن آبیاری استحصال شود از سوی دیگر هیچ اثر و نشانه‌ای از وجود حجم عظیمی از آب که از طریق بالا بردن بازده آبیاری قابل استحصال باشد دیده نمیشد. زیرا در حوضه‌ی زایندهرود منابع آب زیرزمینی با کسر مخزن روبه‌رو هستند، خروجی از حوضه حتی کفاف نیاز زیست‌محیطی تالاب گاوخونی را نمی‌دهد و خروجی زیرزمینی به حوضه‌های مجاور هم وجود ندارد و عملاً شرایط حوضه بر دیدگاهی که مدعی وجود چندین میلیارد حجم آب ناشی از تلفات آبیاری است خط بطلان می‌کشد.
نتیجه‌گیری
اندازه‌گیری بازده آبیاری در مزرعه برای تعیین بازده آبیاری در مقیاس حوضه کارآیی ندارد. زیرا در مقیاس حوضه‌ای تلفات آبیاری در مزارع به منابع آب می‌پیوندد و مورد بهره‌برداری قرار می‌گیرد. برگشت تلفات آبیاری درجریان چرخه‌ی تکرارپذیر «برداشت مصرف برگشت» که در جای جای حوضه بارها تکرار میشود پدیده‌ی «اثرافزایندگی چرخه‌ی آب» را موجب میشود که در اثر آن احجام آب در دست بهره‌برداری به میزان زیادی بیش از مقدار واقعی منابع آب حوضه است. این تفاوت، حجم آبی است که در واقعیت وجود ندارد و بنابراین تلاش برای رفع کمبود آب از طریق بالا بردن بازده آبیاری، بهره‌برداری از حجم آبی را هدف‌گذاری کرده است که در واقعیت وجود ندارد. مقاله آب نم يكند. زیرا در حوض ههايي كه تلفات فرونشت عمقي و هرزآب سطحي وارد چرخ هی «برداشت مصرف برگشت» مي‌شود، بهبود بازده آبياري منجر به صرفه‌جویی در مصارف آب نمي‌شود. روش پیشنهادی از اين مزيت برخودار است كه مجموع حجم آب در دست بهره‌برداري در کل حوضه پس از كسر حجم ناشي از «اثر افزايندگي چرخه‌ی آب» در محاسبات وارد مي‌شود و اين امكان را فراهم مي‌كند كه بازده واقعي آبياري در مقياس حوضه تعيين شود. این مقاله بر پایه‌ی جدیدترین دستاوردهای پژوهشی جهانی در خصوص مفهوم بازده آبیاری در مقیاس کلان (حوضه) استوار است. در اين مقاله روابط رياضي محاسبه‌ی «اثر افزايندگي چرخه‌ی آب» و با استفاده از آن محاسبه‌ی بازده آبياري در مقياس حوضه ارائه گرديد. روابط رياضي ارائه شده بر معادله‌ی جرمي آب در حوضه مبتني است. كاربرد روش پيشنهاد شده در حوضه‌ی زاينده‌رود نشان داد بازده كل مصارف آب در حوضه‌ی زاينده‌رود 73.7 درصد بازده آبياري در حوضه‌ی مزبور 69.5 درصد است. مباني ارائه شده در اين مقاله در كليه‌ی حوضه‌هاي آبريز قابليت كاربرد دارد.
مهندس لطف الله ضيايی
نشریه فنی تخصصی دانش‌نما
پیاپی 230-232 (تیر – شهریور 1393)
ویژه‌نامه‌ی : زایندهرود 2