آب ژرف چیست؟

افزایش تقاضای آب به دلیل رشد جمعیت و کاهش منابع آب متعارف در دسترس به دلیل تغییرات اقلیمی، موجب شده تا منابع آب غیرمتعارف کشور و به‌طور ویژه منابع آب زیرزمینی ژرف در کانون توجهات قرار گیرند.

عدم وجود اطلاعات کافی درباره منابع آب ژرف موجب شد انجام مطالعات شناسایی و اکتشافی این منابع با هدف تبیین وضعیت کشور از نظر وجود آن‌ها در دستور کار دستگاه‌های مختلف حاکمیتی قرار گیرد.

شناسایی، اکتشاف و بهره‌برداری از منابع آب ژرف در چند دهه اخیر مورد توجه بسیاری از کشورهای واقع در مناطق خشک و فراخشک جهان به‌ویژه در خاورمیانه و شمال آفریقا بوده است. در این مناطق که عمدتاً دسترسی به منابع آب سطحی و زیرزمینی کم‌عمق فراهم نیست، آب ژرف بخش قابل‌توجهی از مصارف آب (به‌ویژه در بخش شرب) را تأمین نموده و فرصتی برای ارتقا رفاه اجتماعی و توسعه اقتصادی در شرایط کمبود شدید آب را فراهم نموده است.

از طرفی مطالعات انجام‌شده نیز بحران آبی را برای سال‌های آینده به‌ویژه ﺑﺮای ﻣﻨﺎﻃﻖ ﮔﺮم و ﺧﺸﮏ زﻣﯿﻦ به‌صورت جدی‌تری ﻧﺸﺎن می‌دهد. کشور ایران در کمربند خشکی بر روی کره زمین قرار دارد. میزان متوسط بارندگی کشور حدود یک‌سوم متوسط جهانی و پتانسیل تبخیر آن نیز سه برابر پتانسیل جهانی است.

کمبود بارندگی و توزیع بسیار متغیر آن ازیک‌طرف و بالا بودن میزان پتانسیل تبخیر باعث گردیده که منابع آب تجدیدشونده کشور بسیارکم و کشور ما در گروه کشورهای خشک و نیمه‌خشک جهان قرار گیرد. به دنبال آن فشار بسیار زیادی به منابع آب زیرزمینی به‌منظور جبران کاهش منابع آب به علت گسترش عوامل مصرف (صنعت و کشاورزی) و خشکسالیهای پی‌درپی وارد میشود.

کمبود بارندگی و توزیع بسیار متغیر آن از یک‌طرف و بالا بودن میزان پتانسیل تبخیر باعث گردیده که منابع آب تجدیدشونده کشور بسیارکم و کشور ما در گروه کشورهای خشک و نیمه‌خشک جهان قرار گیرد. در نتیجه تأمین آب موردنیاز بدون ایجاد تأسیسات ذخیره، کنترل، توزیع آب و انجام سرمایه‌گذاری‌های کلان مقدور نیست و این خود به‌تنهایی اهمیت این ماده حیاتی را نشان می‌دهد.

با توجه به اهمیت منابع آب زیرزمینی در تأمین آب و پیشرفت روش‌های اکتشاف و استخراج این منابع در نیم‌قرن گذشته، دسترسی آسان به چاه‌های پمپاژ باعث افزایش انفجاری استفاده از آب‌های زیرزمینی برای مصارف شهری، صنعتی و کشاورزی شده است. از دید جهانی، مجموع برداشت از آبخوان‌های زیرزمینی در سال 2000 برابر 750 تا 800 کیلومتر مکعب بوده است که عمده آن به مصرف کشاورزی و صنعت رسیده است.

در بعضی آبخوان‌های آب زیرزمینی به دنبال افت شدیدتر از آب، آبدهی چاه‌ها با کاهش شدید مواجه شده‌اند و هزینه بهره‌برداری از چاه‌ها افزایش پیدا کرده است. همچنین کیفیت آبخوان کاهش و زمین به‌طور برگشت‌ناپذیری نشست کرده است. نتیجه برداشت بی‌رویه از منابع آب زیرزمینی موجب گردیده که میزان افت سالیانه سطح آب سفره‌های زیرزمینی در برخی از دشت‌های کشور به بیش از 1 تا 3 متر در سال برسد.

بر اساس آخرین آمار شرکت مدیریت منابع ایران از 609 دشت آبرفتی کشور، 390 دشت ازنظر برداشت آب، ممنوعه اعلام شده است؛ یعنی در این دشت‌ها بهره‌برداری از منابع آب زیرزمینی بیش از پتانسیل تجدیدپذیر بوده و این امر موجب افت سطح آب زیرزمینـی در آن دشت گردیده و به‌طور طبیعی امکان بازگشت به سطح ایستابی وجود ندارد.

پیامدهای به هم خوردن تعادل و برداشت بی‌رویه از منابع آب‌های زیرزمینی باعث بروز پدیده‌هایی نظیر فرونشست دشت دربرگیرنده آبخوان، افت کیفیت آب‌های زیرزمینی، آلودگی آبخوان‌های کشور در اثر انتقال منابع آلاینده به آب زیرزمینی و انتقال آب شور آبخوان‌ها به سطح خاک خواهد شد و درنهایت افت سطح آب زیرزمینی، کاهش عملکرد و بیابانی شدن را در پی خواهد داشت. اگر چنانچه نتوان در یک بازه زمانی مناسب، سفره را احیاء نمود، نتیجه‌ای جز شوری شدید و غیرقابل‌مصرف بودن آب و یا مرگ چاه و درنتیجه پدیده مهاجرت به بار نخواهد آمد.

با توجه به مشکلات موجود در مدیریت منابع آب زیرزمینی کشور، علاوه بر اقدامات مؤثری در زمینه مدیریت تقاضا، یافتن منابع جدید آب زیرزمینی و کنترل برداشت از منابع آب حاضر و روش‌های احیاء منابع آب ازدست‌رفته می‌تواند تا حد زیادی به مدیریت منابع آب زیرزمینی کمک کند. برای رفع این بحران راهکارهای متعددی وجود دارد و یکی از آن‌ها اکتشاف و استفاده از آب‌های غیرمتعارف همچون آب‌های فراحوضه‌ای برای مصارف مختلف است. واژه ابرحوضه یک واژه کلیدی در تبیین مدل مفهومی آبخوان‌های ژرف است.

طبق تعریف ابرحوضه عبارت است از آبخوان‌های بسیارعمیق متشکل از رسوبات گراولی با سنگ مادر درز و شکافی واجد یا فاقد ساختارهای رسوبی که از نظر تغذیه، ذخیره، انتقال و به دام افتادن آب‌های زیرزمینی ژرف به‌صورت یکپارچه عمل می‌نماید.

اولین‌بار بیسون در سال 2005 واژه ابرحوضه را برای تعریف منابع آب ژرف غیرفسیلی به‌کار برد. در مدل مفهومی ارائه شده توسط بیسون ارتفاعات یک ابرحوضه در تغذیه آبخوان ژرف نقش دارند و جریان آب زیرزمینی در آبخوان می‌تواند در راستای شکستگی‌ها و گسل‌های، مهم به وجود آید. 

مرزهای یک ابرحوضه اغلب با مرزهای حوضه‌های آبریز آب‌های سطحی همخوانی ندارند و ابرحوضه می‌تواند در ارتفاعات چندین حوضه آبریز سطحی تغذیه شود. ابرحوضه‌ها در آفریقا، آسیا، اقیانوسیه، خاورمیانه، اروپا، آمریکای شمالی، آمریکای جنوبی و کارائیب گزارش شده است. بنابراین آب‌های عمیق در مسیر پهنه‌های گسلی به‌ویژه ‌گسل‌های فعال یکی از منابع آب ژرف تجدیدپذیر یا تغذیه‌کننده سازندهای با نفوذپذیری بالا در اعماق زمین هستند.

در استان خراسان شمالی‌گسل‌های فعال و غیرفعال بسیاری وجود دارد که در راستای آن‌ها پتانسیل آب‌های زیرزمینی وجود دارد که می‌توانند به‌عنوان مجرای جریان آب زیرزمینی محسوب شده و به‌عنوان منابع آب ژرف تجدیدپذیر و یا منابع تغذیه‌کننده سازندهای سنگی عمیق و کارستی مورد بهره‌برداری قرار گیرند.

در ایران بحث اکتشاف منابع آب ژرف مورد توجه است. سازمان زمین‌شناسی گسل‌های فعال و اصلی کشور را شناسایی نموده است. از آن جمله می‌توان به گسل‌های مانند گسل درونه، زفره و نای‌بند، کازرون-قطر و زاگرس اشاره نمود.

از آنجایی که اطلاعات کاملی از منابع آب فسیلی در کشور موجود نیست برای ردیابی اولیه این منابع ارزشمند در کشور از طریق تشابهات زمین‌شناسی و ... با آبخوان‌های فسیلی کشورهای همسایه اقدام شده است.

کویر عربستان دارای حجم عظیمی از آب‌های فسیلی است؛ اکثر کشورهایی که در این کویر قرار دارند از جمله عربستان، اردن، قطر، امارات و بحرین از این آب ها استفاده می‌نمایند.

این کشورها تشابه زمین‌شناسی، سنگ‌شناسی، تکتونیکی با محیط‌های رسوبی ایران تا اواخر دوران دوم زمین‌شناسی را دارند. باتوجه به این شواهد علاوه بر مناطق زاگرس و البرز, فلات مرکزی ایران مناطقی هستند که سازندهای ماسه‌ای وکربناته دارند، به‌عنوان مناطق محتمل وجود آب ژرفی درنظر گرفته می‌شود.

نویسنده: دکتر علی قاسمی – معاون پژوهشی جهاد دانشگاهی واحد صنعتی اصفهان