Miljøeffekter af kunstvanding - Environmental effects of irrigation

Den første miljøeffekt er øget afgrødevækst som i Rubaksa -haverne i Etiopien
Vanding, der dyrker afgrøder, især i tørre lande, kan også være ansvarlig for beskatning af vandløbere ud over deres kapacitet. Tømning af grundvand er indlejret i den internationale fødevarehandel, hvor lande eksporterer afgrøder, der er dyrket fra overudnyttede akviferer og opretter potentielle fremtidige fødevarekriser, hvis akviferen løber tør.

Vandingens miljøvirkninger vedrører ændringer i mængde og kvalitet af jord og vand som følge af kunstvanding og de efterfølgende virkninger på naturlige og sociale forhold i vandløbsoplande og nedstrøms for en kunstvandingsordning . Virkningerne stammer fra de ændrede hydrologiske forhold forårsaget af installation og drift af kunstvandingsordningen.

Blandt nogle af disse problemer er udtømning af underjordiske akviferer gennem overtrækning . Jord kan overvandes på grund af dårlig fordeling ensartethed eller håndtering spilder vand, kemikalier og kan føre til vandforurening . Over-vanding kan forårsage dybe afvanding fra stigende grundvandsspejl, der kan føre til problemer med kunstvanding saltholdighed kræver watertable kontrol ved en form for undergrunden dræning . Men hvis jorden er under kunstvanding, giver den dårlig kontrol med saltholdigheden i jorden, hvilket fører til øget saltholdighed i jorden med den deraf følgende ophobning af giftige salte på jordoverfladen i områder med høj fordampning . Dette kræver enten udvaskning for at fjerne disse salte og en metode til dræning for at bære saltene væk. Vanding med saltvand eller salt med højt natriumindhold kan beskadige jordstrukturen på grund af dannelsen af alkalisk jord .

Direkte effekter

En kunstvandingsordning trækker vand fra grundvand, floder , søer eller overlandsstrømning og fordeler det over et bestemt område. Hydrologiske eller direkte virkninger af at gøre dette omfatter reduktion i nedstrøms flodstrømning, øget fordampning i det vandede område, øget niveau i vandspejlet, da grundvandsopladning i området øges, og strømning øges i det vandede område. På samme måde har kunstvanding øjeblikkelige virkninger på tilførsel af fugt til atmosfæren, forårsager ustabilitet i atmosfæren og øger nedbørsmængden, eller i andre tilfælde ændrer den atmosfæriske cirkulation og leverer regn til forskellige områder i modvind. Stigninger eller fald i kunstvanding er et centralt problemområde i nedbørsstudier , der undersøger, hvordan betydelige ændringer af fordampningstilførsel til atmosfæren kan ændre nedbørsmængden.

Indirekte effekter

Indirekte effekter er dem, der har konsekvenser, der tager længere tid at udvikle og også kan vare længere. De indirekte virkninger af kunstvanding omfatter følgende:

De indirekte virkninger af vandlogning og saltvand sker direkte på det vand, der vandes. De økologiske og socioøkonomiske konsekvenser tager længere tid at ske, men kan være mere vidtgående.

Nogle vandingsordninger bruger vandboringer til kunstvanding. Som et resultat falder det samlede vandniveau. Dette kan forårsage vand minedrift , jord/jord nedsynkning , og langs kysten, saltvand indtrængen .

Vandet areal på verdensplan fylder omkring 16% af det samlede landbrugsareal, og afgrødeudbyttet af kunstvandet jord udgør omtrent 40% af det samlede udbytte. Med andre ord producerer kunstvandet jord 2,5 gange mere produkt end ikke-kunstvandet jord. Denne artikel vil diskutere nogle af de miljømæssige og socioøkonomiske virkninger af kunstvanding.

Uønskede virkninger

Reduceret flodstrømning

Den reducerede nedstrøms flodstrøm kan forårsage:

  • reduceret oversvømmelse nedstrøms
  • forsvinden af ​​økologisk og økonomisk vigtige vådområder eller oversvømmelsesskove
  • reduceret tilgængelighed af industrielt, kommunalt, husholdnings- og drikkevand
  • reducerede ruter. Vandudtag udgør en alvorlig trussel mod Ganges . I Indien kontrollerer spærringer alle bifloder til Ganges og afleder cirka 60 procent af flodstrømmen til kunstvanding
  • reducerede fiskemuligheder. Den Indus -floden i Pakistan står over for knaphed på grund af den over-udvinding af vand til landbruget. Indus er beboet af 25 padder og 147 fiskearter, hvoraf 22 ikke findes andre steder i verden. Det rummer den truede Indus -floddelfin , et af verdens sjældneste pattedyr. Fiskebestande, den vigtigste kilde til protein og overordnede livsstøttesystemer for mange samfund, trues også
  • reduceret udledning til havet, hvilket kan have forskellige konsekvenser som f.eks. kysterosion (f.eks. i Ghana ) og indtrængen af ​​saltvand i deltaer og flodmundinger (f.eks. i Egypten , se Aswan -dæmningen ). Nuværende vandudtagning fra floden Nilen til kunstvanding er så høj, at på trods af sin størrelse når floden ikke i havet i tørre perioder. Den Aralsøen har modtaget "miljøkatastrofe" på grund af aflytning af flodvand til kunstvanding.

Øget grundvandsopladning, vandlogning, saltholdighed i jorden

Kigger over skulderen af en peruviansk landmand i Huarmey delta på vandlidende og salinised vandede arealer med en dårlig afgrøde stativ.
Dette illustrerer en miljøpåvirkning af opstrøms kunstvandingsudviklinger, der forårsager en øget strøm af grundvand til dette lavere område, hvilket fører til ugunstige forhold.

Øget grundvandsopladning stammer fra de uundgåelige dybe perkolationstab, der forekommer i vandingsordningen. Jo lavere vandingseffektivitet, jo højere tab. Selvom temmelig høje vandingseffektiviteter på 70% eller mere (dvs. tab på 30% eller mindre) kan forekomme med sofistikerede teknikker som sprinklervanding og drypvanding , eller ved velstyret overfladevanding , er tabene i praksis normalt i størrelsesordenen 40% til 60%. Dette kan forårsage følgende problemer:

  • stigende vandborde
  • øget lagring af grundvand, der kan bruges til kunstvanding, kommunalt, husholdnings- og drikkevand ved pumpning fra brønde
  • vandlogning og dræningsproblemer i landsbyer, landbrugsjord og langs veje - med for det meste negative konsekvenser. Det øgede niveau af vandspejlet kan føre til reduceret landbrugsproduktion.
  • lavvandede borde - et tegn på, at akvifer ikke er i stand til at klare grundvandsopladningen som følge af de dybe perkolationstab
  • hvor vandspejlet er lavt, reduceres vandingsanvendelserne. Som følge heraf udvaskes jorden ikke længere, og der opstår problemer med jordens saltholdighed
  • stillestående vandborde ved jordoverfladen er kendt for at øge forekomsten af ​​vandbårne sygdomme som malaria , filariasis , gul feber , dengue og schistosomiasis (Bilharzia) på mange områder. Sundhedsomkostninger, vurderinger af sundhedsmæssige konsekvenser og afbødende foranstaltninger er sjældent en del af kunstvandingsprojekter, hvis overhovedet.
  • at afbøde de negative virkninger af lavt vand tabeller og jord tilsaltning, eller anden form for watertable kontrol , jord saltholdighed kontrol , dræning og afløbssystem er behov
  • når dræningsvand bevæger sig gennem jordprofilen, kan det opløse næringsstoffer (enten gødningsbaseret eller naturligt forekommende) såsom nitrater, hvilket fører til en ophobning af disse næringsstoffer i grundvandets akvifer. Høje nitratniveauer i drikkevand kan være skadelige for mennesker, især spædbørn under 6 måneder, hvor det er forbundet med "blå-baby-syndrom" (se Methemoglobinemia ).

Reduceret vandstrømskvalitet nedstrøms

På grund af dræning af overflade og grundvand i projektområdet, hvilke farvande kan saltes og forurenes af landbrugskemikalier som biocider og gødning , kan kvaliteten af ​​flodvandet under projektområdet forringes, hvilket gør det mindre egnet til industrielle, kommunale og husholdningsbrug. Det kan føre til nedsat folkesundhed.
Forurenet flodvand, der kommer ind i havet, kan påvirke økologien langs kysten negativt (se Aswan -dæmningen ).

Det naturlige bidrag fra sedimenter kan elimineres ved tilbageholdelse af sedimenter bag dæmningerne, der er kritiske for afvanding af overfladevand. Sedimentation er en væsentlig del af økosystemet, der kræver flodens naturlige strømning. Denne naturlige cyklus af sedimentspredning genopfylder næringsstofferne i jorden, hvilket igen vil bestemme levebrødet for de planter og dyr, der er afhængige af sedimenterne, der transporteres nedstrøms. Fordelene ved tunge aflejringer af sedimentation kan ses i store floder som Nilen. Sedimentet fra deltaet har opbygget sig til at danne en kæmpe akvifer i oversvømmelsessæsonen og bevarer vand i vådområderne. De vådområder, der skabes og opretholdes på grund af opbygget sediment ved flodens bassin, er et levested for mange fuglearter. Tung sedimentering kan imidlertid reducere vandkvaliteten i nedstrøms flod og kan forværre oversvømmelser opstrøms. Dette har været kendt for at ske i Sanmenxia -reservoiret i Kina. Sanmenxia-reservoiret er en del af et større menneskeskabt projekt af vandkraftdæmninger kaldet Three Gorge Project I 1998 påvirkede usikre beregninger og tungt sediment stærkt reservoirets evne til korrekt at opfylde sin oversvømmelsesbekæmpelsesfunktion. Dette reducerer også vandkvaliteten nedstrøms. At skifte mere mod massevandingsanlæg for at imødekomme flere socioøkonomiske krav går imod naturens naturlige balance, og brug vand pragmatisk- brug det, hvor det findes

Berørte nedstrøms vandbrugere

Vand bliver knap for nomadisk pastoralist i Baluchistan på grund af nye vandingsudviklinger

Nedstrøms vandbrugere har ofte ingen lovlige vandrettigheder og kan blive offer for udviklingen af ​​kunstvanding.

Pastoralister og nomadestammer kan finde deres jord- og vandressourcer blokeret af nye kunstvandingsudviklinger uden at have juridisk mulighed.

Oversvømmelse i recession kan blive alvorligt påvirket af opstrøms aflytning af flodvand til kunstvandingsformål.

  • I Baluchistan , Pakistan , udtømte udviklingen af ​​nye små vandingsprojekter vandressourcerne for nomadestammer, der årligt rejser mellem Baluchistan og Gujarat eller Rajasthan , Indien
  • Efter lukningen af Kainji- dæmningen, Nigeria , mistede 50 til 70 procent af nedstrøms område med oversvømmelse af recessioner
Lake Manantali, 477 km 2 , fordrev 12.000 mennesker.

Tabte muligheder for arealanvendelse

Vandingsprojekter kan reducere fiskerimulighederne for den oprindelige befolkning og græsmulighederne for kvæg. Den husdyr pres på de resterende arealer kan stige betydeligt, fordi de afsatte traditionelle hyrdesamfundene stammer bliver nødt til at finde deres underhold og eksistens andre steder, overgræsning kan stige, efterfulgt af alvorlig jorderosion og tab af naturressourcer .
Den Manatali reservoir dannet af Manantali dæmning i Mali skærer trækruterne for nomadiske kvægavlere og ødelagde 43000 ha savanne , sandsynligvis fører til overgræsning og erosion andetsteds. Endvidere reservoiret ødelagde 120 km 2 af skov . Udtømningen af ​​grundvandsmagasiner, som skyldes undertrykkelsen af ​​den sæsonmæssige oversvømmelsescyklus, skader skovene nedstrøms dæmningen.

Grundvandsminedrift med brønde, nedsynkning af land

Oversvømmelse som en konsekvens af nedsynkning af jord

Når mere grundvand pumpes fra brønde end genopfyldes, opbevaring af vand i vandførende lag bliver udvundet , og anvendelsen af dette vand ikke længere holdbar. Efterhånden som niveauerne fejler, bliver det vanskeligere at udvinde vand, og pumper vil kæmpe for at opretholde designstrømningshastigheden og kan forbruge mere energi pr. Vandenhed. Til sidst kan det blive så svært at udvinde grundvand, at landmænd kan blive tvunget til at opgive kunstvandet landbrug.
Nogle bemærkelsesværdige eksempler omfatter:

  • De hundredvis af tubewells installeret i staten Uttar Pradesh , Indien, med finansiering fra Verdensbanken har driftstider på 1,4 til 4,7 timer/dag, hvorimod de var designet til at fungere 16 timer/dag
  • I Baluchistan , Pakistan , var udviklingen af tubewell -kunstvandingsprojekter på bekostning af de traditionelle qanat- eller karez -brugere
  • grundvandsrelateret nedsynkning af jorden på grund af minedrift af grundvand forekom i USA med en hastighed på 1m for hver 13m, at vandstanden blev sænket
  • Hjem i Greens Bayou nær Houston , Texas , hvor der er sket 5 til 7 fod nedsynkning, blev oversvømmet under en storm i juni 1989 som vist på billedet

Simulering og forudsigelse

Virkningen af ​​vanding på vandspejlet, jordens saltholdighed og saltholdighed i dræning og grundvand og virkningerne af afbødende foranstaltninger kan simuleres og forudsiges ved hjælp af agro-hydro-saltholdighedsmodeller som SaltMod og SahysMod

Casestudier

  1. I Indien er der rapporteret om 2,19 millioner, der lider af vandlogning i vandingskanalkommandoer. Også 3,47 millioner ha blev rapporteret at være alvorligt saltpåvirkede,
  2. På Indus -sletterne i Pakistan er mere end 2 millioner hektar jord vandtæt. Jorden på 13,6 millioner hektar inden for bruttokommandoområdet blev undersøgt, hvilket afslørede, at 3,1 millioner hektar (23%) var saltvand. 23% af dette var i Sindh og 13% i Punjab . Mere end 3 millioner ha vandlogede arealer er blevet forsynet med rørbrønde og afløb for en milliard af rupier, men genopretningsmålene blev kun delvist nået. Den asiatiske udviklingsbank (ADB) oplyser, at 38% af det kunstvandede område nu er vandtæt, og 14% af overfladen er for saltvand til brug
  3. I Nildeltaet i Egypten installeres dræning i millioner af hektar for at bekæmpe vandlogning som følge af indførelsen af ​​massiv flerårig kunstvanding efter afslutningen af ​​High Dam ved Assuan
  4. I Mexico saltes 15% af de 3 millioner ha vandingsbare arealer, og 10% er vandtætte
  5. I Peru lider cirka 0,3 millioner ha af de 1,05 millioner ha vandbare arealer under nedbrydning (se Vanding i Peru ).
  6. Estimater indikerer, at omtrent en tredjedel af det vandede land i de store kunstvandingslande allerede er hårdt ramt af saltindhold eller forventes at blive det i den nærmeste fremtid. Nuværende skøn for Israel er 13%af det kunstvandede land, Australien 20%, Kina 15%, Irak 50%, Egypten 30%. Vandingsinduceret saltholdighed forekommer i store og små kunstvandingssystemer
  7. FAO har anslået, at omkring 1990 millioner ha vandet jord skal have forbedrede dræningssystemer installeret i 1990, hvoraf en stor del af det er dræn under overfladen for at kontrollere saltindholdet

Reduceret nedstrøms dræning og grundvandskvalitet

  • Nedstrøms drænvandskvalitet kan forringes på grund af udvaskning af salte, næringsstoffer , herbicider og pesticider med høj saltholdighed og alkalinitet. Der er en trussel om, at jord omdannes til saltvand eller alkalisk jord . Dette kan have negativ indflydelse på befolkningens sundhed ved vandenden til halen og nedstrøms for kunstvandingsordningen samt den økologiske balance. Den Aralsøen , for eksempel, er alvorligt forurenet af drænvand.
  • Grundvandets kvalitet nedstrøms kan forringes på samme måde som nedstrøms drænvand og have lignende konsekvenser

Afbødning af negative virkninger

Vanding kan have en række negative virkninger på økologi og socioøkonomi , som kan afhjælpes på en række måder. Disse inkluderer at placere kunstvandingsprojektet på et sted, der minimerer negative påvirkninger. Effektiviteten af ​​eksisterende projekter kan forbedres, og eksisterende nedbrudte afgrøder kan forbedres frem for at etablere et nyt kunstvandingsprojekt Udvikling af små, individuelt ejede kunstvandingssystemer som et alternativ til store, offentligt ejede og forvaltede ordninger. Brug af sprinklervandings- og mikrovandingssystemer reducerer risikoen for vandlogning og erosion . Hvor det er praktisk muligt, gør brug af renset spildevand mere vand tilgængeligt for andre brugere Vedligeholdelse af oversvømmelsesstrømme nedstrøms dæmningerne kan sikre, at et tilstrækkeligt område oversvømmes hvert år, hvilket blandt andet understøtter fiskeriaktiviteter .

Forsinkede miljøpåvirkninger

Det tager ofte tid at præcist forudsige, hvilken indvirkning nye vandingsordninger vil få på en regions økologi og socioøkonomi . Når disse forudsigelser er tilgængelige, er der muligvis allerede brugt en betydelig mængde tid og ressourcer på implementeringen af ​​dette projekt . Når det er tilfældet, vil projektlederne ofte kun ændre projektet, hvis virkningen ville være betydeligt mere, end de oprindeligt havde forventet.

Casestudie i Malawi

Ofte betragtes vandingsordninger som yderst nødvendige for socioøkonomisk trivsel, især i udviklingslande . Et eksempel på dette kan demonstreres fra et forslag til en kunstvandingsordning i Malawi . Her blev det vist, at de potentielle positive effekter af kunstvandingsprojektet , der blev foreslået "opvejede de potentielle negative virkninger". Det blev anført, at virkningerne for det meste "ville være lokaliserede, minimale, på kort sigt under projektets konstruktions- og driftsfaser". For at hjælpe med at lindre og forhindre større miljøpåvirkninger ville de bruge teknikker, der minimerer de potentielle negative virkninger. Hvad angår regionens socioøkonomiske velbefindende, ville der ikke være tænkt "forskydning og/eller genbosættelse under gennemførelsen af ​​projektaktiviteterne". De oprindelige primære formål med vandingsprojektet var at reducere fattigdom, forbedre fødevaresikkerheden, skabe lokal beskæftigelse, øge husstandsindkomst og øge bæredygtigheden af ​​arealanvendelsen.

På grund af denne omhyggelige planlægning var dette projekt vellykket både med at forbedre de socioøkonomiske forhold i regionen og sikre, at jord og vand er bæredygtigt i fremtiden.

Se også

Yderligere læsning

  • TC Dougherty og AW Hall, 1995. Vurdering af miljøkonsekvenser af kunstvandings- og afvandingsprojekter. FAO Vandings- og afvandingspapir 53. ISBN  92-5-103731-0 . Online: http://www.fao.org/docrep/v8350e/v8350e00.htm
  • RE Tillman, 1981. Miljøretningslinjer for kunstvanding. New York Botanisk Have Cary Arboretum.
  • En komparativ undersøgelse af dæmning-induceret genbosætning i 50 tilfælde af Thayer Scudder og John Gray

eksterne links

  • Download af simulerings- og forudsigelsesmodel SaltMod fra: [9]
  • Download af simulerings- og forudsigelsesmodel SahysMod fra: [10]
  • "SaltMod: Et værktøj til sammenvævning af kunstvanding og dræning til saltindholdskontrol": [11]
  • "Moderne forstyrrelser med traditionel kunstvanding i Baluchistan": [12]

Referencer