ضرورت سد سازی با توجه به تغییرات اقلیمی

به گزارشامید،بیش از سه دهه است که موضوع تغییر اقلیم در سطح جهانی مطرح شده و بررسی تاثیر تغییرات آب و هوایی و روند تدریجی گرم شدن زمین بر استراتژی توسعه در حوزه های مختلف، بیش از پیش درکانون توجه دولتمردان و مراجع علمی قرار گرفته است. از منابع آب و حوزه انرژی گرفته تا کشاورزی، منابع غذایی، بهداشت، جنگلها و رویدادهای طبیعی نظیر سیل و طوفان می توانند از تغییرات آب و هوایی تاثیر بپذیرند و از اینرو ضروری است که پیامدهای این پدیده در برنامه ریزیها و بلندمدت این حوزه ها مدنظر قرار گیرد.
آنچه موضوع واکاوی در متن حاضر است، بررسی اجمالی پیامدهای پدیده تغییراقلیم بر منابع آب و انرژی و همچنین استراتژیهای تطبیق در مقابل این پدیده، خصوصاً ضرورت احداثسدها به منظور ذخیره سازی رواناب ناشی از سیلابهای ناگهانی(که یکی از نتایج قطعی تغییرات اقلیمی است)، و فراهم شدن امکان مدیریت توزیع مناسب زمانی و مکانی آب و در نتیجه مهار تبعاتِ خشکسالیها(بعنوان دیگر پیامد تغییرات اقلیمی)، می باشد.

تعریف تغییر اقلیم:
اقلیم به عنوان متوسط شرایط آب و هوایی در منطقه خاص و معین توصیف می شود و تغییر اقلیم عبارتست از تغییر معنی¬دار در متوسط داده¬های هواشناسی در طی یک دوره زمانی. این پدیده دارای دو منشاءطبیعی و انسانی است. منشاء طبیعی آن دوره های تناوبی نجومی و تغییر در میزان انرژی خروجی از خورشید(ناشی از اختلالات خورشیدی) و منشاء انسانی آن نیز تولید گازهای گلخانه ای می باشد.

خلاصه ای از اثرات تغییر اقلیم بر حوزه های آب و انرژی:

الف) تاثیر گرمایش زمین بر منابع آب:
تغییرات آب و هوایی(گرم شدن کره زمین) موجب تغییر در توزیع زمانی و مکانی بارش و همچنین میزان و نوع آن(برف یا باران)، تغییر در میزان بزرگی سیلابها، تغییر در میزان آورد سالیانه، تغییر در ماههای محتمل وقوع سیلابهای حداکثر، تغییر در کیفیت آبها، تغییر در میزان تبخیر و همچنین میزان تغذیه سفره آبهای زیرزمینی خواهد شد.

همچنین افزایش دمای زمین، هم میزان بارش برف را کاهش داده و هم زمان ذوب آن را از فصل بهار به فصل زمستان تغییر خواهد داد که این مساله بر الگوی فصلی جریان آب رودخانه ها تاثیر می گذارد. در واقع در اثر این پدیده، مکانیزم طبیعی که تضمین کننده توزیع متوازن و تدریجی آب در ماهها و فصول مختلف سال است، به مرور کمرنگ و جای خود را به بارشهای شدید باران، رگبار و سیلابهای ناگهانی خواهد داد. به عبارت دیگر حجم روانابها در فصل زمستان افزایش یافته و در فصول خشک مثل تابستان، بدلیل عدم تغذیه مناسب آبهای زیرزمینی، جریان آب سطحی و سطح آب زیرزمینی به شدت کاهش خواهد یافت.
با این اوصاف به نظر می رسد راهکار و یا مکانیزمِ جایگزینی که می تواند عدم توازن مکانی و زمانی بین منابع و مصارفِ آب را تعدیل نماید، احداثسدهای مخزنی جهت ذخیره آب در فصول پرآب و توزیع تدریجی آن در فصول خشک می باشد.
تازه ترین تحلیل های IPCC(شورای بین الدول تغییر آب و هوا) نشان میدهد که افزایش ۵/۱ تا ۵/۴ درجه سانتیگرادی دما میتواند سبب افزایش میانگین بارش جهانی به میزان ۳ الی ۱۵ درصد گردد.

همچنین بررسی داده های بلندمدت ایستگاههای هیدرولوژی در کشور ایران نشان میدهد که ۴۰ تا ۵۰ درصد حجم آورد سالیانه رودخانه های کشور به صورت سیلاب جاری می شوند و دبی سیل هر رودخانه حدود ۲۰ تا ۵۰ برابر دبی متوسط سالانه رودخانه می باشد. این بررسیها همچنین حاکی از این است که دبی حداکثر لحظه ای، در اغلب ایستگاههای آبسنجی افزایش یافته، ولی مجموع آوردِ سالانه کاهش یافته است.

در این زمینه همچنین بررسیهای صورت گرفته توسط پیرانی و همکاران در خصوص تاثیر تغییرات اقلیمی بر بارش و رواناب حوزه کارون بزرگ بر اساس دو مدلHadCm۳ و CSIRO و تحت سناریوهای مختلف تولید گازهای گلخانه ای، حاکی از آنست که در بحرانی ترین حالت، حداکثر ۲.۲ درجه سانتیگراد افزایش دما و ۴.۶ درصد کاهش بارندگی، در سی سال آینده پیش بینی می شود.

همچنین مطابق مطالعات انجام شده توسط دکتر حسین قربانی زاده و همکاران، درصد تغییرات دبی در فصول مختلف سال نسبت به دوره مبنا در حوزه کارون، برای دو دوره آتی ۲۵ ساله از ۲۰۲۵-۲۰۰۰ و ۲۰۵۰-۲۰۲۵ شبیه سازی شده که نتایج مذکور حاکی از افزایش رواناب زمستانه و کاهش رواناب در سه فصل دیگر است. با ترکیب درصد تغییرات بدست آمده از مطالعات فوق، با آمار دوره مبنا مشخص گردید که در بحرانی ترین حالت، در ایستگاههای بارز، خرسان۳، پل شالو و کارون۴ حداکثربین ۸.۵-۷ درصد، کاهش رواناب سالانه برای دوره ۲۰۵۰-۲۰۲۵ قابل پیش بینی می باشد. همچنین مطالعه مشابهی که توسط دکتر ابریشمچی و همکاران در حوضه زاینده رود صورت گرفته، حکایت از کاهش حدود ۱۰ درصدی دبی برای دوره ۲۰۵-۲۰۲۱ و کاهش حدود ۱۳ درصدی دبی برای دوره ۲۱۰۰-۲۰۷۱ دارد.

به عبارتی گرم شدن زمین در حوضه مذکور، ضمن کاهش حداکثر ۸ درصدی کل آورد سالانه، موجب افزایش احتمال وقوع سیلابهای ناگهانی و مخرب خواهد شد که از این زاویه نیز پدیده تغییراقلیم و افزایش گرمای زمین، ضرورت ساخت سد به منظور مهارسیلابها و کاهش خسارات و همچنین بهره برداری بهینه و برنامه ریزی شده از آب ذخیره شده را دوچندان می نماید.

ب) تاثیر گرمایش زمین بر مصارف آب:
نتایج بررسی تاثیر دما و همچنین رشد سالانه جمعیت بر میزان مصرف آب در شهر تهران حاکی از اینست که با فرض افزایش دما در حدود ۲ درجه و رشد جمعیت تا سال ۲۰۲۰، میزان نیاز آبی سالانه این کلان شهر به ۷۸/۱ میلیارد مترمکعب، یعنی حدود دو برابر میزان فعلی خواهد رسید.
همچنین بالارفتن درجه حرارت منجر به افزایش تقاضا برای آب کشاورزی می گردد چرا که افزایش دما موجب افزایش تبخیر و در نتیجه سبب کاهش رطوبت خاک و افزایش نیاز آبی گیاهان می گردد. بررسیها نشان میدهد افزایش دو درجه ای دما باعثافزایش ۳۰ درصدی نیاز آبی جهت آبیاری اراضی تحت کشت خواهد شد.

ج) تاثیر گرمایش زمین بر حوزه انرژی:
تقاضای بیشتر برای انرژی، قیمت های بالاتر
با توجه به روند افزایش گرمای زمین در دهه های گذشته تقاضای جهانی برای گرمایش کاهش یافته و در مقابل، تقاضا برای سرمایش افزایش یافته است. افزایش دما از یک سو و رشدجمعیت از سوی دیگر به بالاتر رفتن میزان تقاضا برای انرژی منجر شده و در آینده نیز با افزایش گرمای زمین، این روند همچنان ادامه یافته و تشدید خواهد شد. مضافاً اینکه افزایش تقاضا منجر به افزایش تولید انرژی ودر نتیجه گسترش نرخ انتشار گازهای گلخانه ای و به تبع آن تشدید روزافزون گرمایش زمین خواهد شد.

از سوی دیگر در اثر گرم شدن زمین، راندمان تولید برق نیروگاهها کاهش خواهد یافت چراکه افزایش دمای آب باعثکاهش بازدهی فرآیند چگالش در نیروگاههای بخار می شود. همچنین طراحی نیروگاههای گازی بر پایه متوسط دمای هوای ۳۰ درجه سانتیگراد می باشد که با افزایش دمای هوای محیط، بازدهی آن نیز کاهش خواهد یافت. براساس مطالعات انجام شده در نیروگاههای بخار، با افزایش دمای آبِ سیستم تبرید به میزان یک درجه سانتیگراد، مقدار افت راندمان ۷/۲ درصد خواهد بود.

تغییر اقلیم و سدهای برقابی:
بر اساس گزارشات منتشر شده توسط دفتر تغییرات آب و هوایی سازمان حفاظت محیط زیست ایران، حدود ۷۸ درصد از کل انتشار گازهای گلخانه ای در کشور(که اصلیترین عامل گرمایش زمین محسوب می گردد)، مربوط به بخش انرژی است که نیمی از این میزان ناشی از عملکرد نیروگاههای حرارتی میباشد. در نتیجه همانگونه که در مستندات مذکور نیز تاکید شده، یکی از مهمترین اقدامات اجرایی و برنامه های عملی جهت تطبیق و مقابله با پدیده گرمایش، توسعه استفاده از انرژیهای تجدیدپذیر، ازجمله افزایش سهم انرژیهای برقابی می باشد(مهار عامل).

نکته بسیار مهمی که می بایست مدنظر قرار گیرد اینست که بر اساس بررسی بعمل آمده توسط هدایتی دزفولی و همکاران در خصوص " اثر تغییر اقلیم بر پتانسیل تولید برقابی در سد برقابی دز " اینگونه نتیجه گیری شد که میانگین تولید انرژی در دوره های خشک، نسبت به تولید انرژی در دوره های ترسالی حدود پنج درصد کاهش را نشان میدهد. این در حالی است که با فرض افزایش دما به میزان ۲.۲ درجه سانتیگراد تا سال ۲۰۴۰، کاهش راندمانی حدود ۶ درصد برای نیروگاههای بخار نیز قابل پیش بینی است.

جمع بندی:
در برنامه ریزی بلندمدت منابع ایران و تدوین سیاستهای اجرایی جهت مهار و تطبیق با پدیده تغییرات آب و هوایی، توجه به این نکته حائز اهمیت است که قرار گرفتن نواحی مختلف ایران ذیل یک مرز مشترک سیاسی و جغرافیایی، به معنای برخورداری از اقلیم یکسان نخواهد بود و با توجه به گستردگی جغرافیایی کشور و شرایط اقلیمی، توپوگرافی و نفوذپذیری متفاوت در هر حوضه، شدت تاثیرپذیری نواحی مختلف از پدیده تغییر اقلیم، متفاوت خواهد بود. قابل توجه است که تنوع آب و هوایی در ایران بگونه ای است که دمای هوا از‌ کمتر از ۳۰ -(اردبیل) تا بیشتر از ۶۰ درجه سانتیگراد(برخی مناطق جنوبی ایران) متغیر است و باران متوسط سالانه آن از کمتر از ۵۰ میلیمتر تا نزدیک به ۲۰۰۰ میلیمتر تغییرپذیر است. لذا نمی توان یک فرمول یکسان را برای کشوری به پهناوری ایران پیچید.

مساله ای در خصوص تغییرات اقلیمی که مورد توافق اغلب پژوهشگران است، اینست که افزایش سیلابها و خشکسالیها، افزایش تقاضا برای آب و انرژی و همچنین بر هم خوردن توازن زمانی و مکانی توزیع آب، از نتایج غیرقابل تردید پدیده تغییر اقلیم در ایران خواهند بود. لذا نیاز است که اولاً تدابیر لازم به منظور مهار عامل اصلیِ انسانی ایجاد این پدیده، یعنی انتشارگازهای گلخانه ای صورت گرفته و درثانی با لحاظ راهکارهایی، آثار و تبعات آن، یعنی خسارات ناشی از سیلابها، خشکسالیها و کمبود منابع آبی، مهار و کاهش یابد.

به نظر می رسد احداثسد و نیروگاههای برقابی که تاسیساتی چندمنظوره با اهدافِ تولید انرژی پاک(جهت مهار عامل اصلی گرمایش زمین)، ذخیره سازی آب(جهت کاهش پیامدهای خشکسالی)، ومهار سیلابها(کاهش خسارت) می باشند، یکی از کارامدترین ابزارها جهت کاهش روند تغییرات اقلیمی و همچنین تطبیق و مهار پیامدهای مترتب برآن خواهند بود.

منابع:
۱. دفتر تغییرات آب و هوایی سازمان حفاظت محیط زیست ایران، ۱۳۸۱، " اولین گزارش ملی تغییرات آب و هوا "
۲. دفتر تغییرات آب و هوایی سازمان حفاظت محیط زیست ایران، ۱۳۸۹، " دومین گزارش ملی تغییرات آب و هوا "
۳. لاله سیاه. م، فتاحی. ا، مهسافر. ح، ۱۳۹۱ " تاثیر تغییرات اقلیمی بر بارش و رواناب حوزه رودخانه کارون " اولین همایش ملی بیابان، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران
۴. دکتر قربانی زاده. ح، دزفول نژاد. م، صارمی. ع، صارمی. ا، ۱۳۸۸ " پیش بینی توزیع زمانی حجم جریان آب در حوضه کارون " همایش ملی علوم آب، خاک و گیاه دانشگاه آزاد دزفول
۵. بهشتی منفرد. مریم، ثقفیان. ب، رفیعی نسب. آرزو، ۱۳۹۰ " اثرات تغییر اقلیم بر روی بهره برداری از نیروگاه برقابی کارون۳ "، دانشگاه امیر کبیر، چهارمین کنفرانس مدیریت منابع آب ایران
۶. ابریشم چی. احمد، تجریشی. م، سید قاسمی. س، ۱۳۸۵ " ارزیابی تغییرات جریان رودخانه زاینده رود بر اثر تغییر اقلیم "، دانشگاه صنعتی اصفهان، دومین کنفرانس مدیریت منابع آب