زهکشی اراضی در کشاورزی

زهکشی اراضی که در لغت به معنی خارج کردن آب اضافی از زمین می باشد یکی از کارهایی است که از 200 سال قبل مرسوم بوده است. البته خارج شدن آب از زمین به طور طبیعی نیز صورت می گیرد، لذا زهکشی فقط این فرایند طبیعی را سرعت می بخشد. هر چند برخی از زارعین احتمالا از زمان های بسیار قدیم به فوائد زهکشی آگاه بودند و کاوش های باستان شناسی نیز آثاری از این عملیات را نشان می دهد، اما این فن به عنوان یک کار معمول در عملیات کشاورزی مرسوم نبوده است. در واقع زهکشی تا نیمه دوم قرن هیجدهم میلادی بسیار محدود و ناشناخته بود و تنها از آن زمان به بعد بود که همگام با توسعه کشاورزی توجه به عملیات زهکشی نیز جلب گردید.

اکثر زمین های کشاورزی در دوره محدودی از سال ممکن است دارای آب اضافی باشند که اگر این دوره کوتاه بوده و یا در زمانی رخ دهد که گیاه در مرحله بحرانی نباشد زیان چندانی به زراعت وارد نخواهد شد. به خصوص اینکه زمین ها غالبا خود دارای زهکش طبیعی بوده و آب اضافی را به تدریج خارج می کنند. اما اگر دوره مانداب طولانی بوده و مصادف با مرحله بحرانی گیاه گردد، خارج ساختن آب اضافی به صورت مصنوعی که همان زهکشی باشد امری مفید و حتی ضروری می باشد. زهکشی اراضی علی الاصول برای دو هدف اساسی ممکن است به کار گرفته شود که عبارتند از:

1. احیا آن دسته از اراضی ماندابی که تا به حال غیر قابل استفاده بوده اند و مهیا کردن آنها برای زراعت. این نوع زهکشی را زهکشی به منظور توسعه افقی گویند.
2. بهبود وضع زهکشی در اراضی کشاورزی موجود که در واقع زهکشی به منظور توسعه عمودی می باشد.

نیاز به زهکشی یک مسئله پویا و دینامیک است زیرا با گسترش کشاورزی خواه ناخواه برخی اراضی نیاز به زهکشی پیدا خواهند کرد. آمار موجود نشان می دهد که در مقیاس جهانی حدود دو-سوم اراضی دیم دارای زهکش طبیعی بوده و احتیاج به پیاده کردن طرح های زهکشی در آنها نیست ولی یک سوم این اراضی به طور مفرط نیاز به زهکشی دارند. به عبارت دیگر 400 میلیون هکتار از اراضی دیم جهان نیاز به زهکشی دارند در حالی که هم اینک فقط 150- 100 میلیون هکتار آنها زهکشی می شوند. در اراضی آبی نسبت به زمین هایی که نیاز به زهکشی دارند در مقایسه با اراضی دیم به مراتب بیشتر است. زیرا فقط 50- 25 میلیون هکتار یعنی 10 تا 20 درصد کل اراضی آبی زهکشی می شوند که این مقدار بسیار کمتر از حد نیاز است.

امروزه زهکشی نقش بسیار گسترده تری پیدا کرده است، به طوریکه هدف آن فقط خارج ساختن آب اضافی از زمین نیست بلکه مسائلی مانند احیاء یا شیرین کردن اراضی، مدیریت آب، مسائل مربوط به حفاظت محیط زیست و یا کیفیت آب نیز از جمله وظایفی است که در اجرای طرح های زهکشی مدنظر قرار می گیرند. علاوه بر این امروزه زهکشی فقط برای این انجام نمی شود که محصول افزایش یابد بلکه پایین آوردن هزینه تولید، فراهم آوردن شرایط برای تولید محصولات متنوع، بهبود وضعیت اقتصادی، اجتماعی و بهداشتی زارعین و یا امثال آن نیز می­تواند از اهداف زهکش باشد.

اهداف زهکشی

·        کنترل و جلوگیری از ماندابی شدن

·        کنترل و جلوگیری از شور شدن اراضی

·        کنترل فرسایش

·        کنترل سیل

·        حفاظت محیط زیست

·        سلامت عمومی و بهداشت

·        حفاظت از ابنیه ها و تأسیسات عمومی

·        توسعه روستایی و امنیت غذایی

سیستم های زهکشی

یک سیستم زهکشی کشاورزی از سه جزء اساسی تشکیل شده است که عبارتند از: سیستم مزرعه (field system)، سیستم اصلی (main system) و سیستم خروجی (output).

سیستم مزرعه: این سیستم شامل شبکه ای از زهکش­ها و تمهیداتی است که در سطح مزرعه احداث شده تا آب اضافی جمع آوری و به سیستم اصلی هدایت گردد. سیستم مزرعه بستگی به خصوصیات زهکشی خاک داشته و اصولا شامل دو نوع است. سیستم زهکش های زیرسطحی و سیستم زهکش­های سطحی.

سیستم زهکش­های زیرسطحی: این سیستم در خاک­هایی استفاده می­شود که آب اضافی بتواند در زمین نفوذ کرده و به سطح ایستابی برسد. با احداث زهکش­ های زیرسطحی آب زیرزمینی به طرف این زهکش­ها حرکت کرده و در جهت شیب از زمین خارج می­شود.

سیستم زهکش­های سطحی: این سیستم در مواردی احداث می­شود که نفوذپذیری خاک کم و آب نتواند به سرعت در آن نفوذ کند. در این شرایط آب روی سطح خاک یا بالای لایه غیر قابل نفوذ تجمع پیدا کرده و سپس به صورت سطحی یا زیربستری به طرف زهکش­های کم عمق سطحی حرکت و از آنجا از طریق سیستم اصلی به خارج از زمین هدایت می­شود.

سیستم اصلی: این سیستم آب را از سیستم­های مزرعه دریافت کرده و به طرف خروجی­ها هدایت می­کند. سیستم اصلی مرکب از نهرها و کانال­هایی از رده­های مختلف است (درجه 1، درجه 2 و درجه 3) کانال­های درجه 3 که به نام نهرهای جمع کننده نیز نامیده می­شوند معمولا در حاشیه یا در امتداد مرزهای زمین کشیده می­شود و جریان آب زهکش­ها به طرف آن می­باشند. کانال­های درجه 3 به کانال­های درجه 2 پیوسته و سپس به کانال­های اصلی وصل می­شوند.

خروجی: نقطه نهایی یا ترمینال یک سیستم زهکشی را خروجی گویند که زه آب­ها را وارد رودخانه، دریاچه­ها، دریا و یا کویر می­کند.سطح آب در نقطه خروجی را رقوم مبنای زهکشی نامند. اختلاف ارتفاع این نقطه نسبت به رقوم هر نقطه از زمین بار هیدرولیکی لازم برای جریان آب در زهکش­ها را تشکیل می­دهد. این اختلاف مشخص می­کند که سطح ایستابی را تا چه اندازه می­توان با زهکشی پایین آورد. همچنین تعیین می­کند که آیا زهکشی می­تواند با نیروی ثقل انجام شود و یا آنکه باید از پمپ استفاده شود.

به طور کلی خاک و شرایط اقلیمی به همراه سیستم زراعی عوامل اصلی در ارزیابی نیازهای یک زمین به احداث سیستم زهکشی می­باشند. در بسیاری از خاک­ها و به خصوص اراضی رسی امکان اینکه بتوان تمام آب اضافی را با زهکشی کنترل و از زمین خارج کرد وجود ندارد. در چنین شرایطی باید ترکیبی از زهکشی و تمهیدات زراعی مانند تغییر نوع زراعت و انتخاب الگوی مناسب کشت بکار گرفته شود.

به طور خلاصه آنچه در مورد طرح­های زهکشی باید در نظر گرفته شود آن است که در ابتدا لازم است ظرفیت­ سازی شده و شرایط اجرای این گونه طرح­ها را فراهم ساخت و سپس اقدام به سرمایه گذاری اولیه نموده و به تدریج آن را توسعه داد. انجام طرح­های زهکشی بدون توجه به توسعه سایر روش­های زراعی مقرون به صرفه نخواهد بود. به عبارت دیگر طرخ زهکشی هنگامی سودآور خواهد بود که سایر اقدامات برای یک زراعت مکانیزه و مدرن نیز انجام شده باشد.