Niepożądane skutki systemów nawadniania

Symulacja i przewidywanie

Skutki nawadniania na temperaturę wody, zasolenie gleby i zasolenie drenażu i wód gruntowych, a także skutki środków łagodzących można symulować i prognozować za pomocą modeli agro-wodnych, takich jak SaltMod i SahysMod.

Studium przypadku

W Indiach zmarnowano 2,19 miliona hektarów z powodu zalania kanałów irygacyjnych. Stwierdzono również, że 3,47 miliona hektarów zostało poważnie dotkniętych zasoleniem. 

Na równinach Indusu w Pakistanie ponad 2 miliony hektarów ziemi jest nasyconych wodą. Przebadano 13,6 miliona akrów gleby w Gross Command Area, które wykazały, że 3,1 miliona akrów (23%) było słonych/ zasolonych. 23% z nich było w Sindh, a 13% w Pendżabie. W celu przeciwdziałania, zostały dodane studnie rurowe i dreny do ponad 3 milionów hektarów uzbrojonej w infrastrukturę ziemi kosztem miliardów rupii, ale cele przebudowy zostały zrealizowane tylko częściowo. Azjatycki Bank Rozwoju (ADB) twierdzi, że 38% nawadnianego obszaru jest obecnie nasycone wodą, a 14% powierzchni jest zbyt słone.

W delcie Nilu w Egipcie instalowane są miliony hektarów systemów odwadniających w celu zwalczania wylesiania wynikającego z wprowadzenia masowego, wieloletniego nawadniania po zakończeniu budowy Wysokiej Tamy w Asuanie. 

W Meksyku 15% z 3 milionów hektarów terenów nawadnianych jest zasolonych, a 10% nasyconych wodą. 

W Peru około 0,3 mln ha z 1,05 mln ha obszarów nawadnianych odniosło skutki degradacji.

Szacunki zakładają, że około jedna trzecia obszarów nawadnianych w dużych krajach nawadnianych jest już poważnie dotknięta zasoleniem lub oczekuje się, że nastąpi to w najbliższej przyszłości. Aktualne szacunki zasolenia dla Izraela to 13% nawadnianych gruntów, Australia 20%, Chiny 15%, Irak 50%, Egipt 30%. Zasolenie związane z nawadnianiem występuje w dużych i małych systemach nawadniających.

FAO oszacowało, że do 1990 r. około 52 mln hektarów nawadnianych gruntów będzie wymagało ulepszonych systemów odwadniających, z których większość będzie drenażem podziemnym w celu kontrolowania zasolenia.

Zmniejszony drenaż i jakość wód gruntowych 

Jakość wód ściekowych może się pogorszyć z powodu wypłukiwania soli, składników odżywczych, herbicydów i pestycydów o wysokim zasoleniu i wysokiej zasadowości. Istnieje ryzyko przekształcenia gleb w gleby zasolone lub zasadowe. Może to mieć negatywny wpływ na zdrowie ludności na końcu zlewni i za systemem nawadniającym oraz na równowagę ekologiczną. Na przykład Morze Aralskie jest silnie zanieczyszczone przez wody drenażowe.

Jakość wód podziemnych w dolnym biegu, podobnie jak w przypadku wód drenażowych, może się pogorszyć i mieć podobne konsekwencje. 

Źródło: Wikipedia

Nil jako przykład

Korzyści z ciężkiej sedymentacji można zaobserwować w dużych rzekach, takich jak Nil. Osady delty przekształciły się w olbrzymią warstwę wodonośną w okresie powodzi i zatrzymują wodę na terenach podmokłych. Mokradła, które powstały i zostały zachowane przez tworzenie osadów w dorzeczu, są siedliskiem wielu gatunków ptaków.

Sanmexia

Jednak silna sedymentacja może wpłynąć na jakość wody w dolnych obszarach i zwiększyć powodzie w rzece. Jak dobrze wiadomo, stało się to w zbiorniku Sanmenxia w Chinach. Zbiornik Sanmenxia jest częścią większego projektu sztucznej tamy hydroelektrycznej, Projektu Trzech Przełomów . W 1998 r. niepewne obliczenia i duże osady wpłynęły na zdolność zbiornika do prawidłowego pełnienia funkcji przeciwpowodziowej, obniżając również jakość wód w dolnym biegu rzeki.

Przejście bardziej w kierunku masowego nawadniania w celu zaspokojenia potrzeb społeczno-ekonomicznych jest sprzeczne z naturalną równowagą natury i pragmatycznie wykorzystuje wodę - używajmy jej tam, gdzie się znajduje.

Poszkodowani konsumenci wody

Woda dla koczowniczych pasterzy w Beludżystanie ze względu na nowe nawadnianie jest trudnodostępna. Dalsi użytkownicy wody często nie mają ustawowych praw do wody i mogą stać się ofiarami rozwoju nawadniania. Pasterze i plemiona koczownicze mogą blokować swoje zasoby ziemi i wody poprzez nowe inwestycje nawadniające bez konieczności podejmowania działań prawnych.

Beludżystan jako przykład

Spadek powodzi może mieć poważny wpływ na spiętrzenie wody w rzece do celów nawadniania. W Beludżystanie w Pakistanie rozwój nowych projektów irygacyjnych na małą skalę wyczerpał zasoby wodne plemion koczowniczych traconych corocznie między Beludżystanem a Gudżaratem lub Radżastanem w Indiach. Albo, po zamknięciu zapory Kainji w Nigerii, utracono spadek powodzi stanowiącego od 50 do 70 procent obszaru w dole rzeki. Jezioro Manantali o powierzchni 477 km² spowodowało wyprowadzkę 12 000 osób.

Utracone możliwości użytkowania gruntów

Projekty nawadniania mogą ograniczyć możliwości połowowe dla ludności tubylczej oraz możliwości wypasu bydła. Nacisk na zwierzęta gospodarskie na pozostałych ziemiach może znacznie wzrosnąć, ponieważ wysiedlone tradycyjne plemiona pasterskie znajdują źródło utrzymania i utrzymania gdzie indziej, nadmierny wypas może wzrosnąć, a następnie może wystąpić poważna erozja gleby i utrata zasobów naturalnych.

Zbiornik Manatali, utworzony przez tamę Manantali w Mali, przecina szlaki migracyjne pasterzy koczowniczych i niszczy 43 000 hektarów sawanny, prawdopodobnie prowadząc do nadmiernego wypasu i erozji gdzie indziej. Zbiornik zniszczył również 120 km² lasu. Wyczerpywanie się warstwy wodonośnej spowodowane tłumieniem sezonowego cyklu powodziowego uszkadza lasy poniżej zapory.

Wydobycie wód podziemnych

Jeżeli ze studni wydobywa się więcej wód gruntowych niż uzupełnia, magazynowanie wody w warstwie wodonośnej ulega zniszczeniu, a wykorzystanie tej wody nie jest już zrównoważone. Jeśli poziomy zawiodą, woda będzie trudniejsza do wydobycia, a pompy będą miały trudności z utrzymaniem projektowego natężenia przepływu i zużyciem większej ilości energii na jednostkę wody.

Ostatecznie pozyskiwanie wód gruntowych może stać się tak trudne, że rolnicy mogą być zmuszeni do rezygnacji z nawadnianych upraw. Jest kilka godnych uwagi przykładów. Np. setki studni rurowych w stanie Uttar Pradesh w Indiach, które zostały zainstalowane dzięki funduszom Banku Światowego. Dzisiejsze czasy ich pracy wynoszą od 1,4 do 4,7 godzin dziennie, podczas gdy były one zaprojektowane na 16 godzin dziennie.

Niepożądane efekty

Zmniejszony przepływ rzeki

Zmniejszony przepływ może być spowodowany przez:

• MNIEJSZE POWODZIE W DOLE RZEKI
• ZANIK WAŻNYCH EKOLOGICZNIE I GOSPODARCZO MOKRADEŁ LUB LASÓW ZALEWOWYCH
• ZMNIEJSZONĄ DOSTĘPNOŚĆ WODY PRZEMYSŁOWEJ, KOMUNALNEJ, BYTOWEJ I PITNEJ
• SKRÓCONE TRASY ŻEGLUGOWE. 
• ODWODNIENIE JEST POWAŻNYM ZAGROŻENIEM DLA GANGESU. W INDIACH TAMY KONTROLUJĄ WSZYSTKIE DOPŁYWY GANGESU I KIERUJĄ OKOŁO 60 PROCENT RZEKI DO NAWADNIANIA 
• OGRANICZONE UPRAWNIENIA DO POŁOWÓW. INDUS W PAKISTANIE BORYKA SIĘ Z NIEDOBORAMI WODY Z POWODU PRZEŁOWIENIA WODY NA POTRZEBY ROLNICTWA. INDUS ZAMIESZKUJE 25 GATUNKÓW PŁAZÓW I 147 GATUNKÓW RYB, Z KTÓRYCH 22 NIE WYSTĘPUJĄ NIGDZIE INDZIEJ NA ŚWIECIE. JEST DOMEM DLA ZAGROŻONEGO WYGINIĘCIEM DELFINA RZECZNEGO INDUS, JEDNEGO Z NAJRZADSZYCH SSAKÓW NA ŚWIECIE. ZAGROŻONE SĄ RÓWNIEŻ POPULACJE RYB, PODSTAWOWE ŹRÓDŁO BIAŁKA I OGÓLNE SYSTEMY PODTRZYMYWANIA ŻYCIA DLA WIELU SPOŁECZNOŚCI.
• ZMNIEJSZONE ZRZUTY DO MORZA, CO MOŻE MIEĆ RÓŻNE KONSEKWENCJE, TAKIE JAK EROZJA WYBRZEŻA (NP. W GHANIE) I PENETRACJA SŁONEJ WODY W DELTACH I UJŚCIACH RZEK (NP. W EGIPCIE, PATRZ TAMA ASUAŃSKA). OBECNY ODPŁYW WODY Z NILU DO NAWADNIANIA JEST TAK WYSOKI, ŻE POMIMO SWOICH ROZMIARÓW RZEKA NIE DOCIERA DO MORZA W OKRESACH SUCHYCH. MORZE ARALSKIE PRZESZŁO „KATASTROFĘ ŚRODOWISKOWĄ”, PRZECHWYTUJĄC WODĘ Z RZEKI DO CELÓW NAWADNIANIA.

Zwiększone zasilanie wód gruntowych, nasiąkanie wodą, zasolenie gleby 

Fot. Zobacz przez ramię peruwiańskiego rolnika w delcie Huarmey na bagniste i przesolone nawadniane tereny o słabych plonach.

 cc wikimedia

Ilustruje to wpływ na środowisko inwestycji nawadniających w górnym biegu rzeki, powodując zwiększony przepływ wód gruntowych do tego niżej położonego obszaru, co skutkuje niekorzystnymi warunkami.

Zwiększone tworzenie się nowych wód gruntowych jest spowodowane nieuniknionymi głębokimi stratami przesiąkania, które występują w systemie nawadniającym. Im niższa wydajność nawadniania, tym większe straty. Chociaż w przypadku zaawansowanych technik, takich jak nawadnianie zraszaczowe i kroplowe, lub przy dobrze zarządzanym nawadnianiu powierzchniowym, może wystąpić dość wysoka wydajność nawadniania, wynosząca 70% lub więcej (tj. straty 30% lub mniej), w praktyce straty wynoszą zwykle około 40 %. do 60%. Może to prowadzić do następujących problemów:

• ROSNĄCE ZWIERCIADŁA WODY
• ZWIĘKSZONE MAGAZYNOWANIE WÓD GRUNTOWYCH, KTÓRE MOGĄ BYĆ WYKORZYSTANE DO NAWADNIANIA, WODY KOMUNALNEJ, DOMOWEJ I PITNEJ PRZEZ POMPY ZE STUDNI
• PROBLEMY Z ZALEWANIEM I ODWADNIANIEM WSI, TERENÓW ROLNICZYCH I DRÓG – Z PRZEWAŻNIE NEGATYWNYMI SKUTKAMI. PODWYŻSZONY POZIOM ZWIERCIADŁA WODY MOŻE PROWADZIĆ DO ZMNIEJSZENIA PRODUKCJI ROLNEJ.
• PŁYTKIE ZWIERCIADŁA WODY - ZNAK, ŻE WARSTWA WODONOŚNA NIE JEST W STANIE PORADZIĆ SOBIE Z NOWĄ FORMACJĄ WÓD GRUNTOWYCH Z POWODU GŁĘBOKICH STRAT PRZESIĄKANIA

Tam, gdzie zwierciadła wody są płytkie, nawadnianie jest ograniczone. W rezultacie gleba nie jest już wypłukiwana i pojawiają się problemy z zasoleniem gleby.

Wiadomo, że zastoje wód gruntowych na powierzchni ziemi zwiększają częstość występowania chorób przenoszonych przez wodę, takich jak malaria, filarioza, żółta febra, denga i schistosomatoza (bilharcja) na wielu obszarach. Koszty opieki zdrowotnej, oceny wpływu na zdrowie i środki ochrony klimatu są rzadko, jeśli w ogóle, częścią projektów nawadniania. 

Aby złagodzić negatywne skutki płytkich wód gruntowych i zasolenia gleby, wymagana jest jakaś forma monitorowania wody, nadzorowania zasolenia gleby, drenaż etc.

Gdy woda przepływa przez profil glebowy, może ona rozpuszczać składniki odżywcze (w nawozach lub naturalnie występujące), takie jak azotany, powodując ich gromadzenie się w warstwie wodonośnej. Wysoki poziom azotanów w wodzie pitnej może być szkodliwy dla ludzi, zwłaszcza u niemowląt poniżej 6. miesiąca życia, gdzie wiąże się z „syndromem niebieskiego dziecka” (methemoglobinemią).

Obniżona jakość wody w dolnym biegu rzeki

Ze względu na odwadnianie wód powierzchniowych i gruntowych na obszarze objętym projektem, które mogą być zasolone i zanieczyszczone przez środki agrochemiczne, takie jak biocydy i nawozy, jakość wód rzecznych poniżej obszaru projektu może ulec pogorszeniu, co sprawi, że stanie się mniej przemysłowa i komunalna. Może to prowadzić do obniżenia zdrowia publicznego. Zanieczyszczone wody rzeczne dostające się do morza mogą niekorzystnie wpływać na ekologię wzdłuż wybrzeża (np. Tama Asuańska).

Źródło: Wikipedia