ارقام تکان‌دهنده از بحران آب ایران

اقتصاد۲۴ - ۲۸ آوریل سال جاری میلادی، سه ایرانی، سمانه اشرف، علی کاظمی و امیر آقاکوچک مقاله‌ای با عنوان «برداشت انسانی از آب‌های زیرزمینی باعث خشکسالی در ایران است» که در نشریه nature به چاپ رسیده، اطلاعات و داده‌های حوضه‌های آبخیز، عناصر طبیعی و انسانی تاثیرگذار بر آب‌های زیرزمینی در کشور را از سال‌های ۲۰۰۲ تا ۲۰۱۵ مورد مطالعه قرار داده‌اند.

بر اساس پیش‌بینی این سه محقق، کل تخلیه آب‌های زیرزمینی در طی این مدت ۷۴ کیلومترمکعب (معادل ۷۴ هزار میلیارد لیتر) بوده که اضافه برداشت ۷۷ درصد از ذخایر آبی ایران، نشانه آشکار این امر است که نتیجه آن نیز برای اکوسیستم ایران، شوری بیش از اندازه خاک و فرونشست‌های متعدد زمین خواهد بود. نویسندگان بر این باورند که با وجود اینکه خشکسالی‌های طبیعی بر مبنای کاهش میزان نزولات به مانند ماشه‌ای برای کاهش ذخایر آب‌های زیرزمینی هستند، اما اضافه برداشت‌های آبی که توسط ساکنان مناطق مختلف صورت می‌گیرد، مهم‌ترین دلیل کاهش آب‌های زیرزمینی است. نویسندگان هشدار دادند که ادامه روند نامناسب مدیریت سفره آب‌های زیرزمینی و حوضه‌های آبریز می‌تواند اثرات جبران‌ناپذیری بر محیط زیست، اکوسیستم و به صورت کلی تهدیدی برای امنیت غذایی، امنیت اقتصادی اجتماعی کشور باشد. در ادامه بخش‌هایی از ترجمه این مقاله را می‌خوانید.

یک‌سوم جمعیت جهان در مناطق با تنش آبی زندگی می‌کنند

برای تامین ۳۶ درصد از آب آشامیدنی و ۴۲ درصد از آب مورد نیاز برای کشاورزی، آب‌های زیرزمینی یک منبع جهانی به شمار می‌آیند. در سال‌های اخیر منبع آب‌های زیرزمینی تحت فشار‌های زیادی هم از جانب طبیعت و هم از جانب فعالیت‌های بشر قرار گرفتند. طبیعتا سطح آب‌های زیرزمینی به علت افزایش تبخیر نشات گرفته از گرمای بیش از اندازه زمین، کاهش می‌یابد. هر چند حساسیت حوضه‌های آبخیز محدود به گرمای زمین نمی‌شوند و به هیدرواقلیم نیز مربوط می‌شود. برای نمونه افزایش تبخیر، آب‌های زیرزمینی را کاهش می‌دهد و پوشش گیاهی و خاک را نیز تحت تاثیر قرار می‌دهد. نویسندگان این مقاله معتقدند که با وجود افزایش فشار بر سفره آب‌های زیرزمینی و اضافه برداشت‌هایی که از آن‌ها می‌شود، تاثیر قابل توجهی در امنیت آبی کشور‌ها دارند. چرا که یک‌سوم جمعیت جهان در مناطقی زندگی می‌کنند که تنش آبی در آن‌ها وجود دارد؛ این مناطق شامل بخش‌های خشک و نیمه خشک آسیا، آفریقا، خاورمیانه و کشور‌های مدیترانه‌ای است. در بسیاری از این مناطق آب‌های زیرزمینی تنها منابع قابل اطمینان است چرا که بارندگی‌های فصلی در این مناطق بسیار کم است یا وجود ندارد. نکته‌ای که نویسندگان این مقاله بر آن اشاره دارند، مطالبات آبی در اطراف مناطق آبی در کشور‌هایی است که نام برده شد؛ عمده آب‌های این مناطق برای تولید غذا و محصولات غذایی و به صورت کلی برای آبیاری مورد استفاده قرار می‌گیرد. اما نباید از این مهم غافل شد که در دسترس بودن آب‌های زیرزمینی و امنیت غذایی بسیار به یکدیگر تنیده شدند به گونه‌ای که دسترسی به این ذخایر آبی برای کشور‌های گرمسیری و البته پرجمعیت از اهمیت بالایی برخوردار است. به گونه‌ای که می‌تواند مقدمات رقابتی بر سر منابع آبی باقی مانده درجهان باشد. با وجود اینکه می‌بایست نظارت دقیقی بر آب‌های زیرزمینی صورت گیرد، اما این مهم در کشور‌های در حال توسعه به دلیل ماهیت پنهان آب‌های زیرزمینی و اثراتی که انسان بر آن‌ها می‌گذارد، همچنان صورت نگرفته است. نویسندگان بر این باورند که نباید به هیچ عنوان از نظارت‌های کوچک‌مقیاس بر حوضه آب‌های فرعی غافل شد. تمرکز محققان بر آب‌های زیرزمینی ایران است؛ کشوری که خشکی با توسعه سریع اقتصادی و اجتماعی با افزایش تقاضا برای آب به ویژه برای بخش کشاورزی در کنار ناپایداری زمین همچنین مدیریت ناقص تقاضای آب گره خورده است.

مدیریت آب‌های زیرزمینی آنجا ضرورت می‌یابد که تخلیه ۷۴ کیلومتر مکعب از سفره آب‌های زیرمینی در سال‌های ۲۰۰۲ تا ۲۰۱۵ به معنی از بین رفتن ۱.۶ برابر دریاچه ارومیه در سال ۱۹۹۶ است. بر اساس مشاهدات نویسندگان این مقاله طی این ۱۴ سال برخی حوضه‌های آبخیز با افزایش سطح آب ورودی مواجه شدند، اما در بیشتر حوضه‌های مهم کاهشی بین ۲۰ تا ۲۶۰۰ درصد در سطح آب حوضه‌ها رخ داده که بدترین آن مربوط به دریاچه نمک بوده که ۲۶ درصد از جمعیت ایران را پشتیبانی آبی می‌کند و در مدت ۱۴ سال ۲۰ کیلومتر مربع کاهش سطح آب داشته است. نویسندگان در بخشی از مقاله خود تخیله آب‌های زیرزمینی برای ایران و امریکا را با یکدیگر مقایسه کرده و به این نتیجه رسیده‌اند که آنچه برای منابع آبی طی سال‌های ۲۰۰۲ تا ۲۰۱۵ رخ داد، در امریکا طی سال‌های ۱۹۵۰ تا ۲۰۰۷ مشاهده شد. نرخ تخلیه منابع آبی برای ایران طی یک بازه ۱۴ ساله ۵.۲۵ کیلومتر مکعب در حالی که برای امریکا طی یک بازه بلندمدت ۵۷ ساله، ۷.۵ کیلومترمکعب گزارش شده است.

بیشتر بخوانید: زور باران بهاری به کم‌آبی نرسید

محققان با استفاده از داده و آمار نتیجه گرفته‌اند که تخلیه آب در حوضه‌های پرجمعیتی مانند غرب، جنوب غربی و شمال شرقی که کشت محصولات استراتژیکی مانند گندم و جو در آن‌ها مرسوم است، شدت بیشتری دارد. به عنوان مثال در حوضه کرخه در سال‌های ۲۰۰۲ تا ۲۰۱۵ نرخ تخلیه آب‌های زیرزمینی ۰.۰۸ کیلومتر مکعب بوده که به معنای تخلیه ۱.۰۸ کیلومترمکعب آب در این سال‌ها است. در بخش دیگری از این مقاله، به تاثیر افزایش تقاضای آب آشامیدنی از حوضه‌های زیرزمینی نیز اشاره شده؛ بر این پایه اگر تقاضای آب برای مصارف خانگی نیز از سفره آب‌های زیرزمینی تامین شود، در آن صورت نگرانی‌هایی مبنی بر حفظ زمین‌های کشاورزی از یک طرف و آبیاری آن‌ها با آب خانگی از سوی دیگر در حوضه غرب و جنوب غربی کشور مطرح می‌شود.

فشار آبی از ابتدای قرن ۲۱

ایران از اوایل قرن بیست‌ویک، تحت شرایط خشکسالی طولانی مدت بوده که این خشکسالی‌ها، با نابودی دریاچه‌ها و تالاب‌ها، همراه با تنش آبی بیش از حد در سرتاسر کشور بروز یافته است. می‌توان خشکسالی در ایران را نمونه‌ای از «مداخله بشری» در منابع آب دانست که به تنش آبی ناشی از فشار به منابع آبی به صورت تهاجمی و از طریق مدیریت نادرست، کوتاه‌مدت و ناپایدار آب‌های زیرزمینی عنوان کرد. در اینجا، وضعیت خشکسالی ناشی از دخالت انسان، به دلیل نسبت بیش از حد برداشت آب از منابع آب زیرزمینی تجدیدپذیر موجود در حوضه‌های اصلی ایران آشکار می‌شود. تعداد چاه‌های ثبت شده از ۴۶۰ هزار حلقه، در سال ۲۰۰۲ (۱۳۸۱ شمسی) به ۷۹۴ هزار حلقه در ۲۰۱۵ (۱۳۹۴ شمسی) افزایش پیدا کرده است در واقع، افزایش نرخ حفر چاه در تمام حوضه‌های آبی ایران، از ۱.۹ درصد در ابرقو تا ۳۵۰ درصد در هامون و هیرمند قابل مشاهده است.

با وجود تغییر روزافزون تعداد چاه‌ها، برداشت از آب‌های زیرزمینی در ۲۵ حوضه از ۳۰ حوضه آبی طی دوره مورد مطالعه کاهش پیدا کرده است. استدلال ما این است که تغییر کاهشی در برداشت از چاه‌های حوضه‌های آبی، شاهدی بر بهره‌برداری بیش از حد از ذخایر آب زیرزمینی بدون توجه به میزان جذب آب و نزولات جوی است. بهره‌برداری بیش از حد از ذخایر آب زیرزمینی ایران در ۲۳ حوضه از ۳۰ حوضه آبی کشور با دانستن اینکه در نیمی از این حوضه‌ها، خروجی برداشت از آب‌های زیرزمینی به نرخ ۰.۹ رسیده و بیش از ۹۰ درصد از کل جریان خروجی از ذخیره آب زیرزمینی فقط به دلیل برداشت‌های انسانی صورت می‌گیرد؛ رخ داده است. تناقض افزایش برداشت انسانی از آب‌های زیرزمینی با کاهش برداشت کل به این دلیل است که در برخی حوضه‌ها، ذخایر آب زیرزمینی به نقطه اوج بحرانی رسیده و برداشت آب محدود شده است. جریان خروجی در بیشتر مناطق ایران به ویژه در مناطق با آبیاری زیاد و پرجمعیت، کاهش یافته است.

تشدید خشکسالی در سه دوره تکاملی

با اینکه برداشت از آب‌های زیرزمینی در ایران تا حد زیادی عامل انسانی دارد؛ اما خشکسالی ایران با شرایط اقلیمی و آب و هوایی و همچنین هیدرولوژیکی تشدید شده است. با نگاهی به تغییرات ذخیره آب‌های زیرزمینی در سرتاسر ایران به محرک‌های طبیعی و انسانی مشخص می‌شود که واکنش آب‌های زیرزمینی به فشار بیش از حد از طرف منابع انسانی سه مرحله تکاملی را پشت سر گذاشته است. دوره اول، «ترسالی»‌های ۲۰۰۲ تا ۲۰۰۶ است. (۱۳۸۱ تا ۱۳۸۴ شمسی). دوره دوم، خشکسالی‌های ۲۰۰۷ تا ۲۰۱۰ (۱۳۸۶ تا ۱۳۸۹ شمسی). دوره سوم سال‌های نرمال بوده که در آن بارندگی‌ها نزدیک به صفر شده است؛ یعنی سال‌های ۲۰۱۱ تا ۲۰۱۵ (۱۳۸۹ تا ۱۳۹۴). در طول دوره اول، وضعیت اقلیمی و آب و هوایی مرطوب منجر به بارندگی و پر شدن مجدد نسبتاً بالای ذخایر آب زیرزمینی شده است. در حالی که در همین دوره، تعداد چاه‌های مجاز، به‌شدت افزایش پیدا کرده و برداشت از آب‌های زیرزمینی نیز در بالاترین میانگین خود قرار داشته‌اند؛ با این حال، میزان تخلیه آب‌های زیرزمینی در مقایسه با دو دوره دیگر، کمترین بوده است.

این دوره ترسالی ۵ ساله با یک خشکسالی در ریزش‌های جوی در ۴ سال بعد روبرو بود که منجر به کاهش منابع آب زیرزمینی شد؛ اما تا حد زیادی برداشت از این منابع تحت کنترل بود. اما پس از خشکسالی سال ۲۰۱۰ (۱۳۸۹ شمسی) و با وجود اینکه تعداد چاه‌ها رشد بالایی داشته است به‌طور همزمان، پر شدن این ذخایر و برداشت از آن‌ها به میزان قابل توجهی کاهش پیدا کرده است.

برداشت بدون استراحت

این موضوع نشان از فشار شدید بر ذخایر آب زیرزمینی ایران در سال‌های گذشته دارد. اگرچه ممکن است دوره ترسالی اخیر (۲۰۱۹-۲۰۲۰) یعنی ۱۳۹۸ و ۱۳۹۹ شمسی، تنش آب زیرزمینی در برخی مناطق ایران کاهش داده باشد؛ اما تجزیه و تحلیل ما به وضوح نشان می‌دهد که منابع آب زیرزمینی بسیار سریع‌تر از زمان جبران آن، تخلیه شده است. در طول دوره ۱۴ ساله مورد بررسی، از هر ۳۰ حوضه، ۱۲ حوضه آبی وجود دارد که بدون یک سال استراحت و ممنوعیت برداشت، به‌طور مداوم تخلیه تدریجی شده‌اند.

این حوضه‌های آبی عمدتا در مناطق پربرداشت آب کشور واقع شده‌اند که در آن‌ها کشاورزی انجام می‌شود و به‌طور سنتی با منابع آب زیرزمینی آبیاری می‌شوند. کل مساحت کشاورزی تحت آبیاری در ایران طی سال‌های ۲۰۰۵ تا ۲۰۱۱ بالغ بر ۸.۸۵ میلیون هکتار بوده که ۶۲ درصد آن از طریق آب‌های زیرزمینی سیراب می‌شود. علاوه بر این، کل مناطق آبیاری و همچنین سطح اختصاص داده شده برای آبیاری محصولات استراتژیک ایران یعنی گندم و جو، به ترتیب ۱۲ و ۱۶ درصد طی دوره مطالعه افزایش پیدا کرده است. مناطق تحت آبیاری این دو محصول استراتژیک پس از خشکسالی سال ۲۰۱۰ کاهش یافت، اما از سال ۲۰۱۱ با وجود کاهش در کل برداشت از آب‌های زیرزمینی بار دیگر این مناطق به زیر کشت رفت. برداشت از آب‌های زیرزمینی به دلیل رشد تعداد چاه‌ها رشد کرد و باعث ایجاد تنش بیشتر آبی شد.

امنیت غذایی؛ نخستین قربانی

ایران دارای مشکلات دیرینه در ناکارامدی شبکه توزیع آب به ویژه در بخش کشاورزی است. یافته‌های ما نشان می‌دهد که توجه به تولید مواد خوراکی بدون بهبود کارایی آبیاری دلیل اصلی فشار به منابع آب زیرزمینی است. اضافه برداشت بیش از حد از یک «آبخوان» به مانند این است که کل آب بدن انسان خارج شده و از میزان جایگزینی آب در یک دوره معین، خبری نباشد. اضافه برداشت از منابع آب زیرزمینی وضعیتی را به تصور می‌کشد که در آن ذخایر آب زیرزمینی حتی در سال‌های مرطوب هیدرولوژیکی قادر به بازیابی کامل نیستند. در حدود ۷۶ درصد از سطح آبخوان‌های ایران با اضافه برداشت آب مواجه‌اند که این عدد برای کل کشور ۷۷ درصد است. اگر این روند متوقف نشود، عواقب بزرگی برای جامعه ایران از نظر امنیت اجتماعی، بحران‌های اقتصادی و مشکلات زیست محیطی به جای خواهد گذاشت.

نخستین قربانی کاهش منابع آب زیرزمینی در ایران، امنیت غذایی کشور است. ۹۰ درصد برداشت آب توسط بخش کشاورزی صورت می‌گیرد و مناطقی که تحت اضافه برداشت آب از منابع زیرزمینی هستند، ۷۱ درصد از کل جمعیت ایران را تشکیل می‌دهند. این تعداد از مردم ایران، ۷۰ درصد از کل آب مورد نیاز کشور را مصرف می‌کنند. حتی در حوضه‌هایی که در حال حاضر به عنوان مناطقی با اضافه برداشت بیش از حد دسته‌بندی نشده‌اند، تقاضا برای آب کشاورزی بالاست و برداشت از این آب‌ها به سرعت در حال افزایش است. یافته‌ها نشان می‌دهد اگر تعداد چاه‌ها، مناطق تحت آبیاری و برداشت‌های کنونی ادامه پیدا کند، در این حوضه‌ها، اضافه برداشت رشد پیدا کند.

افزایش نرخ شوری خاک

یک تاثیر عمده کاهش آب زیرزمینی می‌تواند افزایش قابل توجه شوری خاک و آب باشد. شاخص شوری آب در کل کشور در طول دوره مطالعه، دایما در حال افزایش بوده و این افزایش شوری آب می‌تواند به تنوع مکانی نیز مرتبط و با نرخ‌های متفاوتی از ۱.۵ تا ۱۸۳ در مقیاس حوضه آبی مورد نظر دیده شود. شوری آب روی باروری خاک تاثیر منفی گذاشته و تاثیرات مخربی بر مناطق اصلی تولید‌کننده مواد غذایی در ایران خواهد گذاشت و در بلندمدت امنیت غذایی را به خطر می‌اندازد. ما هشدار می‌دهیم که این پدیده در برخی مناطق استراتژیک ایران قابل توجه و نیازمند اقدامات فوری برای معکوس کردن این روند است. به‌طور مثال، حوضه آبی «کرخه» که سهم مهمی از سبد غذایی ایران دارد، در یک دوره ۱۴ ساله با رشد ۸۵ درصدی شاخص شوری خاک روبرو شده است. در حوضه آبی «کارون» که بالاترین تغییر در شاخص شوری آب و خاک را دارد، این عدد به ۱۸۵ درصد می‌رسد. این حوزه منبع آب زیرزمینی و آب شرب ۱۶ شهر و بسیار تعیین‌کننده است.

خطر زلزله در حوضه‌های با برداشت زیاد آب

یکی دیگر از پیامد‌های کاهش آب‌های زیرزمینی، فرونشست زمین است. حداقل ۲۵ درصد از جمعیت ایران در جایی زندگی می‌کنند که فرونشست زمین به دلیل کاهش چشمگیر ذخایر آب زیرزمینی در آن‌ها رخ داده است. تخلیه شده‌ترین حوضه در میان ۳۰ حوضه اصلی آبی ایران، حوضه دریاچه نمک است و پس از آن استان‌های غربی ایران است که بیشترین میزان فرونشست دشت‌ها در آن دیده می‌شود. در این حوضه‌ها، طی سال ۲۰۱۹، سالانه ۱۸.۹ سانتی‌متر دشت‌ها، پایین‌تر رفته‌اند. با توجه به اینکه مناطقی که خطر فرونشست زمین در آن‌ها می‌رود؛ مانند تهران و برخی کلان‌شهر‌های غرب کشور، جمعیتی بیش از ۱۵ میلیون نفر را در خود جای داده‌اند، این مساله بسیار نگران‌کننده است.

تهران به دلیل پتانسل بالای اجرای فعالیت‌های ساختمانی، در معرض خطرات زمین‌لرزه است. اگر کاهش قابل توجه در ثبات خاک به دلیل فرونشست زمین ناشی از اضافه برداشت آب‌های زیرزمینی با فعالیت‌های ساختمانی همراه شود، به‌طور بالقوه تاثیرات مخرب زلزله را که به موجب یک فاجعه انسانی می‌شود؛ تشدید خواهد کرد. ایران با ۸۴ میلیون نفر جمعیت، از نظر برداشت کل آب توسط منابع انسانی در خاورمیانه رتبه اول را به خود اختصاص داده و ۳۴ درصد از کل برداشت آب در منطقه را دارد. آب‌های زیرزمینی که تقریبا‌۶۰ درصد از منابع آب شیرین ایران را تشکیل می‌دهند، نقش اساسی در تامین امنیت ملی آب دارند. نتایج تحقیقات نشان می‌دهد که یک خشکسالی شدید ناشی از برداشت‌های گسترده از آب‌های زیرزمینی، ایران را تهدید می‌کند. این موضوع به ویژه در مناطق با آبیاری و جمعیت زیاد در شمال غربی، عرب و شمال شرق ایران که تقاضا آب به‌شدت بالاست؛ دیده می‌شود. یافته‌ها نشان می‌دهد که ۷۳ درصد از اراضی ایران تحت اضافه برداشت شدید آب زیرزمینی قرار دارندکه این امر با چاه‌های خشک شده در سرتاسر کشور آشکار می‌شود.

در حدود ۷۶ درصد از سطح آبخوان‌های ایران با اضافه برداشت آب مواجه‌اند که این عدد برای کل کشور ۷۷ درصد است. اگر این روند متوقف نشود، عواقب بزرگی برای جامعه ایران از نظر امنیت اجتماعی، بحران‌های اقتصادی و مشکلات زیست‌محیطی به جای خواهد گذاشت.

تعداد چاه‌های ثبت شده از ۴۶۰ هزار حلقه، در سال ۲۰۰۲ (۱۳۸۱ شمسی) به ۷۹۴ هزار حلقه در ۲۰۱۵ (۱۳۹۴ شمسی) افزایش پیدا کرده است، در واقع افزایش نرخ حفر چاه در تمام حوضه‌های آبی ایران، از ۱.۹ درصد در ابرقو تا ۳۵۰ درصد در هامون و هیرمند قابل مشاهده است.