Miljöpåverkan av bevattning - Environmental effects of irrigation

Den första miljöpåverkan är ökad grödstillväxt som i Rubaksa -trädgårdarna i Etiopien
Bevattningen som odlar grödor, särskilt i torra länder, kan också vara ansvarig för beskattning av vattendrag utanför deras kapacitet. Tappning av grundvatten är inbäddad i den internationella livsmedelshandeln, med länder som exporterar grödor som odlats från överexploaterade akviferer och sätter upp potentiella framtida livsmedelskriser om akvifererna torkar.

De miljöeffekter bevattning hänför sig till förändringar i kvantitet och kvalitet på mark och vatten till följd av bevattning och efterföljande effekter på naturliga och sociala förhållandena i avrinningsområden och nedströms en bevattningssystemet . Effekterna härrör från de förändrade hydrologiska förhållanden som orsakas av installationen och driften av bevattningssystemet.

Bland några av dessa problem är utarmning av underjordiska akviferer genom överteckning . Marken kan överbevattnas på grund av dålig fördelningsenhet eller hantering slösar bort vatten, kemikalier och kan leda till vattenföroreningar . Över bevattning kan orsaka djupa dränering av stigande grundvattennivåer som kan leda till problem med bevattnings salthalt kräver vattennivån kontroll av någon form av ytan markavvattning . Men om jorden är under bevattning ger den dålig kontroll av markens salthalt, vilket leder till ökad salthalt i jorden med den därpå följande uppbyggnaden av giftiga salter på markytan i områden med hög avdunstning . Detta kräver antingen urlakning för att avlägsna dessa salter och en metod för dränering för att bära bort salterna. Bevattning med saltlösning eller högnatriumvatten kan skada markstrukturen på grund av bildandet av alkalisk jord .

Direkta effekter

Ett bevattningssystem drar vatten från grundvatten, floder , sjöar eller överlandsflöden och fördelar det över ett visst område. Hydrologiska eller direkta effekter av att göra detta inkluderar minskning av nedströms flodflöde, ökad avdunstning i det bevattnade området, ökad nivå i vattennivån när grundvattenladdning i området ökas och flödet ökas i det bevattnade området. På samma sätt har bevattning omedelbara effekter på tillförsel av fukt till atmosfären, inducerar atmosfärisk instabilitet och ökar nedfallet, eller i andra fall modifierar den atmosfäriska cirkulationen och levererar regn till olika områden i medvind. Ökningar eller minskningar av bevattning är ett viktigt problem i utfällningsstudier som undersöker hur betydande förändringar av avdunstning till atmosfären kan förändra nederbörd.

Indirekta effekter

Indirekta effekter är de som har konsekvenser som tar längre tid att utveckla och som också kan vara längre. De indirekta effekterna av bevattning inkluderar följande:

De indirekta effekterna av vattendragning och saltsaltning sker direkt på marken som bevattnas. De ekologiska och socioekonomiska konsekvenserna tar längre tid att hända men kan vara mer långtgående.

Vissa bevattningssystem använder vattenbrunnar för bevattning. Som ett resultat minskar den totala vattennivån. Detta kan orsaka vattengruvdrift , mark / jord sättningar , och längs kusten, saltvatteninträngning .

Bevattnat markområde i världen upptar cirka 16% av det totala jordbruksområdet och skördeutbytet för bevattnad mark är ungefär 40% av det totala avkastningen. Med andra ord producerar bevattnad mark 2,5 gånger mer produkt än mark som inte bevattnas. Denna artikel kommer att diskutera några av de miljömässiga och socioekonomiska effekterna av bevattning.

Negativa effekter

Minskat flodflöde

Det minskade nedströms flodflödet kan orsaka:

  • minskad översvämning nedströms
  • försvinnandet av ekologiskt och ekonomiskt viktiga våtmarker eller översvämningsskogar
  • minskad tillgänglighet för industri-, kommun-, hushålls- och dricksvatten
  • minskade sjöfartsvägar. Vattenuttag utgör ett allvarligt hot mot Ganges . I Indien kontrollerar barrages alla bifloder till Ganges och avleder ungefär 60 procent av flodflödet till bevattning
  • minskade fiskemöjligheter. Den Indus River i Pakistan ansikten brist på grund av den över extraktion av vatten för jordbruk. Indus bebos av 25 amfibier och 147 fiskarter varav 22 finns ingen annanstans i världen. Den har den hotade Indusfloddelfinen , ett av världens sällsynta däggdjur. Fiskpopulationer, den viktigaste proteinkällan och övergripande livsstödssystem för många samhällen, hotas också
  • minskad utsläpp till havet, vilket kan ha olika konsekvenser som kusterosion (t.ex. i Ghana ) och intrång i saltvatten i delta och flodmynningar (t.ex. i Egypten , se Aswan -dammen ). Nuvarande vattenuttag från floden Nilen för bevattning är så högt att trots torrhet når floden inte havet. Den Aralsjön har drabbats av en "miljökatastrof" på grund av avlyssning av flodvatten för bevattning.

Ökad grundvattentillförsel, vattentäppning, salthalt i marken

Tittar över axeln på en peruansk bonde i Huarmey -deltaet på vattendränkt och saltat bevattnat land med en dålig odlingsställning.
Detta illustrerar en miljöpåverkan av uppströms bevattningsutvecklingar som orsakar ett ökat flöde av grundvatten till detta lägre område, vilket leder till ogynnsamma förhållanden.

Ökad grundvattenpåfyllning härrör från de oundvikliga djupa perkoleringsförluster som uppstår i bevattningssystemet. Ju lägre bevattningseffektivitet, desto högre förluster. Även om ganska höga bevattningseffektiviteter på 70% eller mer (dvs. förluster på 30% eller mindre) kan uppstå med sofistikerade tekniker som sprinklerbevattning och droppbevattning , eller genom välskött ytbevattning , är förlusterna i praktiken vanligtvis i storleksordningen 40% till 60%. Detta kan orsaka följande problem:

  • stigande vattennivåer
  • ökad lagring av grundvatten som kan användas för bevattning, kommunalt, hushålls- och dricksvatten genom pumpning från brunnar
  • vattentätning och dräneringsproblem i byar, jordbruksmarker och längs vägar - med mestadels negativa konsekvenser. Den högre vattennivån kan leda till minskad jordbruksproduktion.
  • grunda vattentabeller - ett tecken på att vattendragaren inte klarar av grundvattenpåfyllningen som härrör från de djupa perkoleringsförlusterna
  • där vattentabellerna är grunda, minskar bevattningstillämpningarna. Som ett resultat av detta lakas inte jorden ut och problem med salthalten utvecklas
  • stillastående vattentabeller vid markytan är kända för att öka förekomsten av vattenburna sjukdomar som malaria , filariasis , gul feber , dengue och schistosomiasis (Bilharzia) på många områden. Hälsokostnader, bedömningar av hälsoeffekter och mildrande åtgärder är sällan en del av bevattningsprojekt, om alls.
  • att mildra de negativa effekterna av grunt vatten tabeller och jord försaltning, någon form av vattennivån kontroll , jord salthalt kontroll , dränering och dräneringssystem behövs
  • när dräneringsvatten rör sig genom markprofilen kan det lösa upp näringsämnen (antingen gödningsmedelsbaserade eller naturligt förekommande), såsom nitrater, vilket leder till en uppbyggnad av dessa näringsämnen i grundvattenakvifer. Höga nitratnivåer i dricksvatten kan vara skadliga för människor, särskilt spädbarn under 6 månader, där det är kopplat till "blue-baby syndrom" (se Methemoglobinemia ).

Minskad nedströms vattenkvalitet

På grund av dränering av yt- och grundvatten i projektområdet, vilka vatten kan saltas och förorenas av jordbrukskemikalier som biocider och gödningsmedel , kan kvaliteten på flodvattnet under projektområdet försämras, vilket gör det mindre lämpligt för industriella, kommunala och hushållsbruk. Det kan leda till minskad folkhälsa.
Förorenat flodvatten som kommer in i havet kan påverka ekologin längs havsstranden negativt (se Aswan -dammen ).

Det naturliga bidraget från sediment kan elimineras genom att kvarhålla sediment bakom dammarna som är avgörande för omvandling av ytvatten. Sedimentation är en väsentlig del av ekosystemet som kräver flodets naturliga flöde. Denna naturliga cykel av sedimentdispersion fyller på näringsämnena i jorden, vilket i sin tur kommer att avgöra försörjningen för de växter och djur som förlitar sig på sedimenten som transporteras nedströms. Fördelarna med stora sedimentationsavlagringar kan ses i stora floder som Nilen. Sedimentet från deltaet har byggts upp för att bilda en jätte akvifer under översvämningssäsongen och behåller vatten i våtmarkerna. De våtmarker som skapas och upprätthålls på grund av uppbyggt sediment vid flodens bassäng är en livsmiljö för många fågelarter. Tung sedimentation kan dock minska nedströms flodvattenkvalitet och kan förvärra översvämningar uppströms. Detta har varit känt för att hända i Sanmenxia -reservoaren i Kina. Sanmenxia-reservoaren är en del av ett större konstgjorda projekt med vattenkraftsdammar som kallas Three Gorge-projektet 1998. Osäkra beräkningar och tunga sediment påverkade kraftigt reservoarens förmåga att korrekt uppfylla sin översvämningsfunktion. Att flytta mer mot massbevattningsavbetalningar för att möta fler socioekonomiska krav går emot naturens naturliga balans, och använd vatten pragmatiskt- använd det där det finns

Berörda nedströms vattenanvändare

Vatten blir knappt för nomadisk pastoralist i Baluchistan på grund av nya bevattningsutvecklingar

Nedströms vattenanvändare har ofta inga lagliga vattenrättigheter och kan bli offer för utvecklingen av bevattning.

Pastoralister och nomadiska stammar kan hitta sina mark- och vattentillgångar blockerade av nya bevattningsutvecklingar utan att ha rättsliga åtgärder.

Översvämning av lågkonjunktur kan allvarligt påverkas av uppströms avlyssning av flodvatten för bevattningsändamål.

  • I Baluchistan , Pakistan , utarmade utvecklingen av nya småskaliga bevattningsprojekt vattentillgångarna för nomadstammar som årligen reser mellan Baluchistan och Gujarat eller Rajasthan , Indien
  • Efter stängningen av Kainji- dammen i Nigeria förlorades 50 till 70 procent av nedströms området för översvämning i recession.
Lake Manantali, 477 km 2 , förflyttade 12 000 människor.

Förlorade möjligheter till markanvändning

Bevattningsprojekt kan minska fiskemöjligheterna för den ursprungliga befolkningen och betemöjligheterna för nötkreatur. Den boskap trycket på de återstående mark kan öka avsevärt, eftersom ousted traditionella herdestammar måste hitta sin uppehälle och existens på andra håll, överbetning kan öka, följt av allvarlig jorderosion och förlust av naturresurser .
Den Manatali reservoaren som bildas av Manantali dammen i Mali skär flyttningsvägar för nomadiska herdar och förstörde 43000 hektar savann , förmodligen leder till överbetning och erosion på annat håll. Vidare reservoaren förstörde 120 km 2 av skog . Tömningen av grundvattentankar, som orsakas av undertryckandet av säsongens översvämningscykel, skadar skogen nedströms dammen.

Grundvattenbrytning med brunnar, marknedgång

Översvämning till följd av marknedgång

När mer grundvatten pumpas från brunnar än fyllas, lagring av vatten i akvifären är minerade och användningen av att vatten är inte längre hållbar. När nivåerna misslyckas blir det svårare att utvinna vatten och pumpar kommer att kämpa för att bibehålla designflödet och kan förbruka mer energi per vattenenhet. Så småningom kan det bli så svårt att utvinna grundvatten att bönder kan tvingas överge bevattnat jordbruk.
Några anmärkningsvärda exempel inkluderar:

  • De hundratals tubhål som installerats i delstaten Uttar Pradesh , Indien, med finansiering från Världsbanken har driftstider på 1,4 till 4,7 timmar/dag, medan de var utformade för att fungera 16 timmar/dag
  • I Baluchistan , Pakistan , utveckling av tubewell bevattningsprojekt var på bekostnad av den traditionella Qanat eller Karez användare
  • grundvattenrelaterad nedsänkning av marken på grund av gruvdrift av grundvatten inträffade i USA med en hastighet av 1m för varje 13m som vattennivån sänktes
  • Hus vid Greens Bayou nära Houston , Texas , där 5 till 7 fot sjunkning har inträffat, översvämmades under en storm i juni 1989 som visas på bilden

Simulering och förutsägelse

Bevattningens effekter på vattennivån, salthalten i jorden och salthalten i dränering och grundvatten och effekterna av mildrande åtgärder kan simuleras och förutses med hjälp av agrohydro-salthaltiga modeller som SaltMod och SahysMod

Fallstudier

  1. I Indien har 2,19 miljoner rapporterats drabbas av vattentäppning i bevattningskanalens kommandon. Det rapporterades också att 3,47 miljoner ha var allvarligt saltpåverkade,
  2. På Indus Plains i Pakistan är mer än 2 miljoner hektar mark vattentät. Marken på 13,6 miljoner hektar inom bruttokommandoområdet undersöktes, vilket visade att 3,1 miljoner hektar (23%) var saltlösning. 23% av detta var i Sindh och 13% i Punjab . Mer än 3 miljoner hektar vattenloggade marker har försetts med rörbrunnar och avlopp till en kostnad av miljarder rupier, men återvinningsmålen uppnåddes endast delvis. Den Asian Development Bank (ADB) uppger att 38% av den bevattnade området nu är vattenfylld och 14% av ytan är alltför salt för användning
  3. I Nildeltat i Egypten installeras dränering i miljoner hektar för att bekämpa vattenskogningen som resulterar från införandet av massiv flerårig bevattning efter fullbordandet av den höga dammen vid Assuan
  4. I Mexiko saltas 15% av de 3 miljoner ha bevattningsbar mark och 10% är vattentät
  5. I Peru lider cirka 0,3 miljoner ha av 1,05 miljoner ha bevattningsbar mark av nedbrytning (se Bevattning i Peru ).
  6. Uppskattningar tyder på att ungefär en tredjedel av de bevattnade markerna i de stora bevattningsländerna redan är hårt drabbade av salthalt eller förväntas bli det inom en snar framtid. Nuvarande uppskattningar för Israel är 13%av det bevattnade landet, Australien 20%, Kina 15%, Irak 50%, Egypten 30%. Bevattningsinducerad salthalt förekommer i stora och små bevattningssystem
  7. FAO har uppskattat att omkring 1990 miljoner hektar bevattnad mark kommer att behöva ha förbättrade dräneringssystem installerade, mycket av det under ytan för att kontrollera salthalten

Minskad nedströms dränering och grundvattenkvalitet

  • Nedströms dräneringsvattenkvalitet kan försämras på grund av urlakning av salter, näringsämnen , herbicider och bekämpningsmedel med hög salthalt och alkalinitet. Det finns ett hot om att jordar omvandlas till salt- eller alkaljord . Detta kan påverka hälsan hos befolkningen negativt vid avrinningsändets slut och nedströms bevattningssystemet, liksom den ekologiska balansen. Den Aralsjön , till exempel, är allvarligt förorenat av dräneringsvatten.
  • Grundvattnets nedströms kvalitet kan försämras på samma sätt som nedströms dräneringsvatten och få liknande konsekvenser

Dämpning av negativa effekter

Bevattning kan ha en mängd negativa effekter på ekologi och socioekonomi , vilket kan mildras på ett antal sätt. Dessa inkluderar att placera bevattningsprojektet på en plats som minimerar negativa effekter. Effektiviteten hos befintliga projekt kan förbättras och befintliga försämrade odlingsmarker kan förbättras snarare än att etablera ett nytt bevattningsprojekt Utveckla småskaliga, individuellt ägda bevattningssystem som ett alternativ till storskaliga, offentligt ägda och förvaltade system. Användning av sprinklerbevattnings- och mikrobevattningssystem minskar risken för vattentätning och erosion . Om det är praktiskt möjligt gör användning av renat avloppsvatten mer vatten tillgängligt för andra användare. Att upprätthålla översvämningsströmmar nedströms dammarna kan säkerställa att ett tillräckligt område översvämmas varje år, vilket bland annat kan stödja fiskeriverksamhet .

Försenade miljöpåverkan

Det tar ofta tid att exakt förutse vilken inverkan nya bevattningssystem kommer att få på ekologin och socioekonomin i en region. När dessa förutsägelser är tillgängliga kan en betydande tid och resurser redan ha använts i genomförandet av det projektet . När så är fallet kommer projektledarna ofta bara att ändra projektet om effekten skulle bli betydligt större än de ursprungligen hade förväntat sig.

Fallstudie i Malawi

Ofta ses bevattningssystem som extremt nödvändiga för socioekonomiskt välbefinnande, särskilt i utvecklingsländer . Ett exempel på detta kan demonstreras från ett förslag till bevattningssystem i Malawi . Här visades det att de potentiella positiva effekterna av bevattningsprojektet som föreslogs "uppväger de potentiella negativa effekterna". Det uppgavs att effekterna mestadels skulle vara "lokaliserade, minimala, på kort sikt under projektets bygg- och driftsfaser". För att hjälpa till att lindra och förhindra större miljöpåverkan skulle de använda tekniker som minimerar de potentiella negativa effekterna. När det gäller regionens socioekonomiska välbefinnande skulle det inte finnas någon ”förskjutning och/eller vidarebosättning som tänkts under genomförandet av projektverksamheten”. De ursprungliga syftena med bevattningsprojektet var att minska fattigdomen, förbättra matsäkerheten, skapa lokal sysselsättning, öka hushållens inkomst och öka hållbarheten i markanvändningen.

På grund av denna noggranna planering lyckades detta projekt både med att förbättra de socioekonomiska förhållandena i regionen och se till att mark och vatten är hållbara i framtiden.

Se även

Vidare läsning

  • TC Dougherty och AW Hall, 1995. Miljökonsekvensbedömning av bevattnings- och dräneringsprojekt. FAO Bevattnings- och dräneringspapper 53. ISBN  92-5-103731-0 . På nätet: http://www.fao.org/docrep/v8350e/v8350e00.htm
  • RE Tillman, 1981. Miljöriktlinjer för bevattning. New York botaniska trädgård Cary Arboretum.
  • En jämförande undersökning av damminducerad vidarebosättning i 50 fall av Thayer Scudder och John Gray

externa länkar

  • Nedladdning av simulerings- och förutsägelsemodell SaltMod från: [9]
  • Nedladdning av simulerings- och förutsägelsemodellen SahysMod från: [10]
  • "SaltMod: Ett verktyg för sammanvävning av bevattning och dränering för salthaltskontroll": [11]
  • "Moderna störningar av traditionell bevattning i Baluchistan": [12]

Referenser