باروری ابرها،ضرورت حوضه آبریز فلات مرکزی

در سال های اخیر مصرف بی رویه منابع آب در کنار تغییرات اقلیمی، شهرها و کشورهای مختلفی را با مشکل کمبود آب مواجه کرده است، مشکلی که ایران از آن بی نصیب نیست، با این که ۷۰ درصد کره زمین با آب پوشیده شده اما فقط سه درصد این آب ها قابل آشامیدنی بوده و در نتیجه رقابت برای تأمین آب آشامیدنی جمعیت بیش از هفت میلیاردی جهان روز به روز بیشتر می شود.
طبق آمار ارایه شده توسط دفتر مطالعات منابع آب، ارتفاع کل ریزش های در سال های آبی ۸۷ تا اردیبهشت ۹۷ بر حسب میلی متر به ترتیب ۲۱۳، ۲۴۰، ۲۰۳، ۲۱۳، ۲۴۵، ۲۳۱، ۲۰۳، ۲۴۵، ۲۳۳ و ۱۳۲ بوده است. به عبارت دیگر در پنج سال دوم کاهش ۶/۲۸ درصدی بارش نسبت به پنج سال اول وجود داشته است.
طبق گزارشات سازمان کشاورزی و غذای سازمان ملل متحد در میان ۱۸۶ کشور مورد مطالعه کشور کلمبیا بالاترین میزان بارش سالانه را داشته است، بر اساس همین گزارش به طور متوسط سالانه ۳۲۴۰ میلی متر باران و برف دراین کشور باریده است.
طبق آخرین گزارش جهانی، ایران در میان ۱۸۶ کشور از نظرمیزان بارش در سال جایگاه ۱۶۴ را دارد و کشورهای قطر، عربستان سعودی، لیختن اشتاین، لیبی و مصر در انتهای این فهرست قرار دارند و میزان بارش در این کشورها کمتر از ۷۴ میلی متر در سال است.
با مقایسه بین آمار و ارقام مذکور و شرایط منابع آبی در کشور، اهمیت مدیریت منابع آبی مشخص می گردد. درکنار مدیریت منابع آب، باروری ابرها یکی از روش های مورد استفاده جهت افزایش بارش و مقابله با بحران بی آبی مورد توجه کشورها قرار گرفته است.
به گفته وزیر نیرو اگر در مقابل کمبود آب مسئولانه عمل نکنیم، خلاقیت و توانمندی‌های خود را برای مدیریت مصرف و تقاضای آب به‌کار نگیریم و نوآورانه‌ترین ابزارهای اقتصادی، اجتماعی و سیاسی را برای مدیریت منابع آب به‌کار نگیریم، به سرعت با کمبود آزاردهنده آب مواجه خواهیم شد.
به گفته رئیس سازمان محیط زیست کشور ما ذاتا کشور کم آبی است و متوسط بارش در ایران به ۲۰۰ میلی متر می رسد درحالی که متوسط بارش جهانی بالای ۷۵۰ و ۸۰۰ میلی متر است؛ ولی هنوز عادت نکرده ایم چگونه با کم آبی زندگی کنیم، چگونه در همه بخش ها از بخش آشامیدنی و بهداشت تا صنعت و بخش کشاورزی صرفه جویی کنیم.
جهانگیری معاون اول رئیس جمهوری، ۱۸ دی امسال در جلسه شورای عالی آب، مساله کمبود آب را از چالش های مهم و بزرگ پیش روی کشور عنوان کرد.
وی تأکید کرد که دولت باید از تمام ابزارها و راهکارهای موجود برای تأمین آب استفاده کند. جهانگیری از دبیرخانه شورای عالی آب خواست موضوع باروری ابرها و استفاده از منابع آب جوی و ژرف را در دستور کار خود قرار دهد.
باروری ابرها متداول ترین و بهترین روش شناخته‌ شده تعدیل آب و هوا، افزودن مواد به داخل یک ابر با هدف تقویت تشکیل و رشد بلورهای یخ در ابرهای سرد و رشد قطرک‌های درون ابرهای گرم و درنتیجه افزایش بارش برف یا باران می‌باشد.
به عبارت دیگر باروری ابرها برای تأثیرگذاری بر روی ابرهای طبیعی صورت می پذیرد که در آن با استفاده از مواد شیمیایی، آب بیشتری از ابر به شکل باران یا برف گرفته می‌شود.
بیشترین عواملی که در باروری ابرها برای تولید باران سرد و طرح‌های باروری ابرها برای تقویت بارش برف به کار می‌روند یدید نقره و یخ خشک (دی‌اکسید کربن منجمد) هستند. عواملی دیگر مانند گازهای مایع (به عنوان مثال نیتروژن مایع) نیز می‌توانند برای بارور کردن ابرها مورد استفاده قرار گیرند.
از مزیتهای این روش می توان به هزینه کمتر نسبت به سایر روشها، عدم اثرات بد زیست محیطی اشاره کرد و مهمتر از آن ایجاد بارشی که وجود ندارد، در این روش محقق می گردد.
به گفته مدیرعامل مرکز ملی تحقیقات و مطالعات باروری ابرها این روش یکی از ارزان‌ترین روش‌های استحصال آب بوده و هزینه استحصال هر ۱۰۰۰ مترمکعب آب از طریق شیرین کردن آب‌های شور ۲ هزار دلار، انتقال بین حوضه‌ای ۴۰۰ دلار، تغذیه مصنوعی سفره‌های آب‌های زیرزمینی ۲۳۰ دلار، تصفیه فاضلاب‌ها ۲۳۰ دلار و بارورسازی ابرها فقط ۱۵ دلار است.
باروری ابرها قدمتی ۷۰ ساله دارد و حدود ۴۵ کشور با اختصاص اعتبارهای بسیار بالا در حال عملیاتی کردن این دانش هستند. آلمان، آمریکا، روسیه، تایلند، برزیل، فرانسه و اسپانیا از جمله کشورهایی هستند که از این دانش استفاده کرده و به باروری ابرها و افزایش میزان بارش رسیده اند.
در کشوری مثل ایران که با کمبود منابع آبی مواجه است، توجه به منابع آبی و مدیریت منابع آب از اهمیت بالایی برخوردار بوده و از این رو دانش باروری ابرها مورد توجه مسئولان بوده است.
پروژه‌های باروری ابرها در ایران ابتدا توسط وزارت نیرو از سال ۵۳ الی ۵۷ با همکاری یک شرکت کانادایی و با استفاده از یک فروند هواپیما و تعدادی ژنراتورهای زمینی تصعیدکننده یدید نقره بر رویحوضه آبریز سد کرج و جاجرود انجام شد.
با ابلاغ وزیر وقت نیرو در بهمن ماه ۱۳۷۵، مرکز ملی تحقیقات و مطالعات باروری ابرها در یزد تأسیس و از سال ۱۳۷۶رسماً آغاز به کار کرد.پس از تشکیل این مرکز، از سال ۷۷ با همکاری رصدخانه آب وهواشناسی روسیه انتقال تکنولوژی باروری ابرها به ایران در قالب یک طرح ۵ ساله شامل اجرای پروژه‌های باروری ابرها، تجهیز مرکز به امکانات و تجهیزات لازم (تجهیز دو فروند هواپیمای آنتونوف ۲۶ به تجهیزات شلیک گلوله هاییدید نقره و تزریق نیتروژن مایع و نصب و راه‌اندازی سه دستگاه رادار هواشناسی آکسوپری) و آموزش پرسنل ایرانی در قالب سه گروه عملیات پروازی، رادار و تجهیزات، مطالعات و ارزیابی صورت پذیرفت.
پس از پایان ۵ دوره اجرای طرح باروری ابرها که با حضور متخصصینی از کشور روسیه به همراه انتقال تکنولوژی و آموزش کارشناسان صورت پذیرفت و اولین پروژه اجرای مستقل توسط کارشناسان ایرانی در تابستان ۸۷ در استان گیلان به انجام گرفت.
در شهریور ماه ۱۳۹۶ تفاهم نامه ای بین موسسه تحقیقات آب و شرکت FKA آلمان به امضا رسید که بر اساس آن این شرکت ضمن سرمایه‌گذاری برای بارورسازی ابرهای ایران با استفاده از تجهیزات مدرن و فناوری نوین، دامنه همکاری‌ های خود را در ایران گسترش خواهد داد.
به گفته نماینده FKA، این شرکت می تواند هواپیماهای مورد نیاز برای باروری ابرها را در اختیار ایران قرار دهد تا در طرح های بارور کردن ابرها هم قدرت عملیات و هم دقت انتخاب محل افزایش یابد.
مدیرعامل مرکز ملی تحقیقات و مطالعات باروری ابرها محدودیت های اعتباری را بزرگ ترین چالش های پیش روی این طرح ها در ایران می داند.
با این که نتیجه بخش بودن این طرح ها در بسیاری از مناطق کشور اثبات شده است و می تواند منشا تولید آبی با کیفیت و کم هزینه باشد اما چندان مورد توجه قرار نگرفته است.
مرکز باروری ابرها در ایران فقط ۲ فروند هواپیمای مسن آنتونوفروسی آن هم به صورت استیجاری در اختیار دارد که تجهیزات بارورسازی ابرهای این هواپیما نیز قدیمی شده است؛ امارات با پنج روز بارانی و مساحتی بسیار کوچکتر از ایران، به ۶ فروند هواپیما مجهز است و تایلند نیز با ۲۶ فرورند هواپیما عملیات های بارورسازی ابرها را اجرایی می کند. در بودجه سالانه، فقط ۱۰۰ میلیارد ریالبرای این طرح در نظر گرفته می شود که در عمل، فقط ۱۰ درصد آن تخصیص پیدا می کند. اجرای این طرح در سال ۱۳۹۰ به دلیل کمبود منابع مالی مورد نیاز برای عقد قرارداد با شرکت هواپیمایی میسر نشد.
این طرح در سال ۱۳۹۱ نیز اجرا شد اما در سال ۱۳۹۲ نیز به دلیل کمبود منابع مالی متوقف شد. استان های آذربایجان شرقی و غربی، چهارمحال و بختیاری، یزد، کرمان،اصفهان، فارس و خراسان جنوبی تجربه استفاده از این روش را تاکنون داشته اند. به عنوان نمونه نتایج این روش میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
افزایش بارش در استان قم در سال آبی ۸۷-۸۸ به میزان ۲۴/۶ درصد، در سال ۸۷-۸۸ در کرمان ۲۶/۸ درصد، در استان فارس در سال ۸۸-۸۹ با ۱۴ درصد، اصفهان در سال ۸۸-۸۹ افزایش ۲۰ درصد، در سال ۹۱-۹۲ در حوضه آبریز اصفهان و چهارمحال و بختیاری افزایش ۱۹ درصد، در سال ۹۱-۹۲ در آذربایجان شرقی ۱۹ درصد.
در سال ۱۳۹۳ طرحی در استان های آذربایجان شرقی و غربی، تهران، چهارمحال و بختیاری، یزد، فارس، کرمان و اصفهان اجرا شد که بر اساس ارزیابی موسسه آب دانشگاه تهران، بارش ها آن سال در اثر باروری ابرها ۲ میلیارد و ۱۰۰ میلیون مترمکعب افزایش یافت. برآوردهای موسسه آب دانشگاه تهران نشان می دهد در اثر باروری ابرها، بارش ها در آن سال ۳۳ درصد افزایش پیدا کرد.
بنابراین باروری ابرها می تواند به عنوان یکی از گزینه های افزایش بارش در کشور بویژه در حوضه فلات مرکزی و در استانهایی نظیر سمنان مورد استفاده قرار گیرد.
حوضه آبریز فلات مرکزی ایران یکی از حوضههای بسته ایران با مساحت ۸۲۴ هزار و ۳۵۶ کیلومتر مربع است که در تقسیم بندی حوضه های آبریز ایران، حوضه اصلی محسوب می شود.
بخش عمدهای از استان های سمنان و خراسان رضوی در این حوضه قرار دارد و بخش های از استان های تهران، اصفهان، یزد و خراسان جنوبی نیز جزو این حوضه است.
طبق آمار ارایه شده توسط دفتر مطالعات منابع آب، ارتفاع کل ریزشهای در سالهای آبی ۸۷ تا اردیبهشت ۹۷ بر حسب میلیمتر در حوضه فلات مرکزی به ترتیب ۱۵۸، ۱۴۴، ۱۳۶ ، ۱۴۷، ۱۶۷، ۱۵۳، ۱۳۴، ۱۳۵، ۱۶۱ و ۷۶ بوده است. به عبارت دیگر در پنج سال دوم کاهش ۱۲/۳۷ درصدی بارش نسبت به پنج سال اول وجود داشته است.
بنا به آمار مرکز ملی خشکسالی و مدیریت بحران کشور، سمنان در سال ۹۶ به همراه استان های مرکزی ، قم ، تهران ، البرز و اصفهان در بلند مدت ۳۰ساله رکورد کاهش بارندگی را شکست و در وضعیت بحرانی قرار گرفته است.
همچنین بر اساس اطلاعات ارایه شده توسط دفتر مطالعات منابع آب، میزان بارندگی تجمعی در استان سمنان از سال آبی ۸۹-۹۰ تا فروردین ۹۷ به ترتیب برابر ۵۴/۵ ، ۱۹۴/۱، ۱۳۶/۷، ۷۹/۲، ۱۱۱/۹، ۹۶/۷، ۹۹/۶، ۴۹/۵ میلی متر بوده است. به عبارتی در چهار سال اخیر کاهش ۲۳ درصدی بارش نسبت به دوره قبل رخ داده است.
در حدود ۳۰ سال پیش، با حفر ۱۳ متر از عمق زمین دسترسی به آب میسر بوده در حالی که امروز باید ۳۰۰ متر برای رسیدن به آب چاه حفر شود و این زنگ خطر و هشداری بزرگ برای منطقه محسوب می‌شود.
در استان سمنان سالانه حدود یک میلیارد و ۲۵۰ میلیون مترمکعب آب تولید می شود و سالانه کمبود مخزن در این استان حدود ۳۵۰ میلیون متر مکعب است. کاهش ۳۰ درصدی بارش باران در سال زراعی ۹۷ – ۹۶ دلیل وضعیت قرمز و کمبود آب در ۱۵ شهر و ۷۰ روستا و مانع جدی برای برنامه‌های توسعه جمعیتی و صنعتی در استان سمنان است.
لذا می توان با تشکیل کمیته هایی به بررسی این روش در استان پرداخته و مطالعات مقدماتی در این خصوص صورت گرفته و اعتبارات لازم برای آن تعیین شود. مطالعات هواشناسی و هیدرولوژیکی استان می تواند در تعیین زمان اجرا و بازده روش باروری مفید واقع شود چراکه یکی از شرایط لازم برای امکان باروری ابرها و استفاده بهینه از این روش وجود یک سامانه بارشی مناسب می باشد که می توان این شرایط را با مطالعات و پیش بینی های هواشناسی مشخص کرد.
**گروه خطرنگار، مقاله
از محمد نقیان دانشجوی دکترای مهندسی عمران گرایش آب و سازهای هیدرولیکی دانشگاه سمنان
انتشار: جانعلی فتحی