Účinky zavlažování na životní prostředí - Environmental effects of irrigation

Prvním vlivem na životní prostředí je zvýšený růst plodin, například v zahradách Rubaksa v Etiopii
Zavlažování, které pěstuje plodiny, zejména v suchých zemích, může být také zodpovědné za zdanění zvodněných vrstev nad rámec jejich schopností. Vyčerpávání podzemních vod je zakotveno v mezinárodním obchodu s potravinami, přičemž země vyvážejí plodiny pěstované z nadměrně využívaných zvodněných vrstev a vytvářejí potenciální budoucí potravinové krize, pokud vodonosné vrstvy vyschnou.

Tyto účinky na životní prostředí zavlažování souvisejí se změnami v množství a kvalitě půdy a vody v důsledku zavlažování a následných dopadů na přírodních a společenských poměrů v povodích a downstream z programu zavlažování . Účinky vyplývají ze změněných hydrologických podmínek způsobených instalací a provozem zavlažovacího schématu.

Mezi některé z těchto problémů je vyčerpání podzemních zvodní přes overdrafting . Půda může být nadměrně zavlažována kvůli špatné rovnoměrnosti distribuce nebo při nakládání s odpady se znečišťuje vodou, chemikáliemi a může dojít ke znečištění vody . Nadměrné zavlažování může způsobit hluboké odvodnění ze stoupajících hladin podzemní vody, což může vést k problémům se slaností zavlažování, která vyžaduje ovládání zavlažovatelné pomocí nějaké formy podpovrchové drenáže půdy . Pokud je však půda zavlažována, poskytuje špatnou kontrolu slanosti půdy, což vede ke zvýšené slanosti půdy s následným nahromaděním toxických solí na povrchu půdy v oblastech s vysokým odpařováním . To vyžaduje buď vyluhování, aby se tyto soli odstranily, a způsob drenáže, který soli odnese pryč. Zavlažování fyziologickým roztokem nebo vodou s vysokým obsahem sodíku může poškodit strukturu půdy v důsledku tvorby zásadité půdy .

Přímé efekty

Systém zavlažování čerpá vodu z podzemních vod, řek , jezer nebo po souši průtoku a distribuuje ji na určité oblasti. Hydrologické nebo přímé efekty toho zahrnují snížení toku po proudu řeky, zvýšené odpařování v zavlažované oblasti, zvýšenou hladinu v podzemní vodě, protože se zvyšuje dobíjení podzemní vody v oblasti a proudění se zvyšuje v zavlažované oblasti. Podobně má zavlažování okamžité účinky na poskytování vlhkosti atmosféře, vyvolává atmosférické nestability a zvyšuje srážky po větru, nebo v jiných případech upravuje atmosférickou cirkulaci a dodává déšť do různých oblastí po větru. Zvýšení nebo snížení zavlažování je klíčovou oblastí obav ve studiích srážek , které zkoumají, jak významné změny v dodávce odpařování do atmosféry mohou změnit dešťové srážky.

Nepřímé efekty

Nepřímé účinky jsou ty, jejichž důsledky se vyvíjejí déle a mohou také trvat déle. Mezi nepřímé účinky zavlažování patří následující:

Nepřímé účinky podmáčení a zasolení půdy se vyskytují přímo na zavlažované půdě. Tyto ekologické a socioekonomické důsledky trvat déle, než se stalo, ale může být dalekosáhlé.

Některá zavlažovací schémata používají k zavlažování vodní studny . V důsledku toho klesá celková hladina vody. To může způsobit těžbu vody , pokles půdy/půdy a podél pobřeží vniknutí slané vody .

Rozloha zavlažované půdy celosvětově zaujímá asi 16% celkové zemědělské plochy a výnos plodin zavlažované půdy je zhruba 40% celkového výnosu. Jinými slovy, zavlažovaná půda produkuje 2,5krát více produktů než nezavlažovaná půda. Tento článek bude diskutovat o některých environmentálních a socioekonomických dopadech zavlažování.

Nepříznivé dopady

Snížený tok řeky

Snížený tok po proudu řeky může způsobit:

  • snížené záplavy po proudu
  • mizení ekologicky a ekonomicky významných mokřadů nebo záplavových lesů
  • snížená dostupnost průmyslové, komunální, domácí a pitné vody
  • snížené přepravní trasy. Odběr vody představuje vážnou hrozbu pro Gangu . V Indii přehrady ovládají všechny přítoky Gangy a odvádějí zhruba 60 procent toku řeky na zavlažování
  • omezené možnosti rybolovu. Řeka Indus v Pákistánu čelí nedostatku kvůli nadměrné těžbě vody pro zemědělství. Indus je obýván 25 druhy obojživelníků a 147 druhy ryb, z nichž 22 se nenachází nikde jinde na světě. Skrývá v sobě ohroženého delfína říčního Induse , jednoho z nejvzácnějších savců na světě. Ohroženy jsou také populace ryb, hlavní zdroj bílkovin a celkový systém podpory života mnoha komunit
  • snížené vypouštění do moře, což může mít různé důsledky, jako je pobřežní eroze (např. v Ghaně ) a vniknutí slané vody do delt a ústí řek (např. v Egyptě , viz Asuánská přehrada ). Současný odběr vody z řeky Nil pro zavlažování je tak vysoký, že navzdory své velikosti se řeka v suchých obdobích nedostane k moři. Aralské moře utrpěl „ekologické katastrofě“ vzhledem k odposlechu říční vody pro účely zavlažování.

Zvýšené dobíjení podzemní vody, podmáčení, slanost půdy

Při pohledu přes rameno peruánské zemědělce v Huarmey delta při podmáčená a salinised zavlažované půdy se špatným stojanem plodin.
To ilustruje dopady zavlažování proti proudu na životní prostředí, což způsobuje zvýšený tok podzemní vody do této níže položené oblasti, což vede k nepříznivým podmínkám.

Zvýšené dobíjení podzemních vod pramení z nevyhnutelných hlubokých ztrát perkolace, ke kterým dochází v zavlažovacím schématu. Čím nižší je účinnost zavlažování, tím vyšší jsou ztráty. Přestože u sofistikovaných technik, jako je zavlažování postřikovačem a kapkové zavlažování nebo dobře řízené povrchové zavlažování , může dojít k poměrně vysoké účinnosti zavlažování 70% a více (tj. Ztráty 30% nebo méně) , v praxi jsou ztráty běžně řádově 40% na 60%. To může způsobit následující problémy:

  • stoupající hladiny vody
  • zvýšené skladování podzemní vody, která může být použita k zavlažování, komunální, domácí a pitné vody čerpáním ze studní
  • problémy s podmáčením a odvodňováním ve vesnicích, zemědělské půdě a podél silnic - většinou s negativními důsledky. Zvýšená hladina podzemní vody může vést ke snížení zemědělské produkce.
  • mělké vodní toky - známka toho, že se vodonosná vrstva nedokáže vyrovnat s doplňováním podzemní vody pramenícím z hlubokých ztrát perkolace
  • tam, kde jsou mělké vodní hladiny, jsou zavlažovací aplikace omezeny. V důsledku toho se půda již nevyluhuje a vyvíjejí se problémy se slaností půdy
  • Je známo, že hladiny stagnující vody na povrchu půdy v mnoha oblastech zvyšují výskyt nemocí přenášených vodou, jako je malárie , filariáza , žlutá zimnice , dengue a schistosomóza (Bilharzia). Náklady na zdraví, hodnocení dopadů na zdraví a zmírňující opatření jsou zřídka součástí projektů zavlažování, pokud vůbec.
  • ke zmírnění nežádoucích účinků mělkých vodních hladin a zasolení půdy je zapotřebí určitá forma regulace zavlažování, regulace salinity půdy , odvodnění a drenážní systém
  • Jak se drenážní voda pohybuje půdním profilem, může rozpouštět živiny (buď na bázi hnojiv, nebo přirozeně se vyskytující), jako jsou dusičnany, což vede k hromadění těchto živin ve vodonosné vrstvě podzemní vody. Vysoká hladina dusičnanů v pitné vodě může být škodlivá pro člověka, zejména pro kojence mladší 6 měsíců, kde je spojena se „syndromem modrého dítěte“ (viz Methemoglobinémie ).

Snížená kvalita vody po proudu řeky

V důsledku odtoku povrchové a podzemní vody v oblasti projektu, jejíž vody mohou být zasoleny a znečištěny zemědělskými chemikáliemi, jako jsou biocidy a hnojiva , se může kvalita říční vody pod oblastí projektu zhoršit, což ji činí méně vhodnou pro průmyslové, komunální a použití v domácnosti. Může to vést ke snížení veřejného zdraví.
Znečištěná říční voda vstupující do moře může nepříznivě ovlivnit ekologii podél pobřeží (viz Asuánská přehrada ).

Přirozený přínos sedimentů lze eliminovat zadržováním sedimentů za přehradami kritickými pro odklony povrchových vodních závlah. Sedimentace je nezbytnou součástí ekosystému, který vyžaduje přirozený tok toku řeky. Tento přirozený cyklus disperze sedimentů doplňuje živiny v půdě, což následně určí živobytí rostlin a živočichů, kteří se spoléhají na usazeniny nesené po proudu. Výhody těžkých sedimentů lze pozorovat u velkých řek, jako je řeka Nil. Sediment z delty se během povodňové sezóny vytvořil a vytvořil obrovskou zvodně a zadržuje vodu v mokřadech. Mokřady, které jsou vytvářeny a udržovány v důsledku nahromaděného sedimentu v povodí řeky, jsou stanovištěm mnoha druhů ptáků. Silná sedimentace však může snížit kvalitu vody po proudu řeky a může zhoršit záplavy proti proudu. Je známo, že se to děje v nádrži Sanmenxia v Číně. Přehrada Sanmenxia je součástí rozsáhlejšího umělého projektu vodních přehrad nazvaného Projekt Tři soutěsky. V roce 1998 nejisté výpočty a těžký sediment výrazně ovlivnily schopnost nádrže řádně plnit svoji protipovodňovou funkci. To také snižuje kvalitu vody po proudu řeky. Přesun směrem k hromadným zavlažovacím splátkám za účelem splnění více socioekonomických požadavků jde proti přirozené rovnováze přírody a vodu používejte pragmaticky- používejte ji tam, kde se nachází

Postižení následní uživatelé vody

Kvůli novému vývoji zavlažování je voda pro nomádské pastevce v Balúčistánu vzácná

Následní uživatelé vody často nemají žádná zákonná práva na vodu a mohou se stát obětí vývoje zavlažování.

Pastevcům a kočovným kmenům může dojít k zablokování půdy a vodních zdrojů novým vývojem zavlažování, aniž by měli právní pomoc.

Oříznutí povodně-recese může být vážně ovlivněno odtokem říční vody proti proudu pro účely zavlažování.

Jezero Manantali, 477 km 2 , vysídlilo 12 000 lidí.

Ztracené možnosti využití půdy

Zavlažovací projekty mohou omezit možnosti rybolovu původní populace a možnosti pastvy skotu. Tlak hospodářských zvířat na zbývající země se může značně zvýšit, protože svržené tradiční pastevecké kmeny budou muset najít své živobytí a existenci jinde, může dojít k nárůstu nadměrného spásání , po němž bude následovat vážná eroze půdy a ztráta přírodních zdrojů . Manatali nádrž tvořená Manantali hráze v Mali protíná migračních tras kočovných pastoralists a zničil 43000 ha savany , pravděpodobně vede k overgrazing a eroze na jiném místě. Dále nádrž zničila 120 km 2 z lesa . Úbytek podzemních vodonosných vrstev, který je způsoben potlačením sezónního povodňového cyklu, poškozuje lesy za hrází.

Těžba podzemních vod se studnami, pokles půdy

Záplavy v důsledku poklesu půdy

Když je ze studní čerpáno více podzemní vody než doplňováno, dochází k těžbě skladování vody ve zvodně a její využívání již není udržitelné. Jelikož hladiny selhávají, získávání vody je stále obtížnější a čerpadla se budou snažit udržet návrhový průtok a mohou spotřebovat více energie na jednotku vody. Nakonec může být těžba podzemní vody tak obtížná, že zemědělci mohou být nuceni opustit zavlažované zemědělství. Mezi pozoruhodné příklady patří:

  • Stovky tubusů instalovaných ve státě Uttar Pradesh v Indii s financováním Světovou bankou mají provozní období 1,4 až 4,7 hodiny denně, zatímco byly navrženy tak, aby fungovaly 16 hodin denně.
  • V Balúčistánu , Pákistánu , byl vývoj projektů zavlažování tubusů na úkor tradičních uživatelů kanátu nebo karezu
  • pokles půdy související s podzemními vodami v důsledku těžby podzemních vod nastal ve Spojených státech rychlostí 1 m na každých 13 m, kdy byla snížena hladina podzemní vody
  • Domy v Greens Bayou poblíž Houstonu v Texasu , kde došlo k poklesu 5 až 7 stop, byly během bouře v červnu 1989 zaplaveny, jak ukazuje obrázek

Simulace a predikce

Účinky zavlažování na hladinu podzemní vody, slanost půdy a slanost drenáží a podzemních vod a účinky zmírňujících opatření lze simulovat a předpovídat pomocí modelů agro-hydro-salinity, jako jsou SaltMod a SahysMod

Případové studie

  1. V Indii bylo hlášeno 2,19 milionu, kteří trpí podmáčením při zavlažovacích kanálech. Rovněž bylo hlášeno, že 3,47 milionu ha je vážně zasaženo solí,
  2. V Indus Plains v Pákistánu je podmáčeno více než 2 miliony hektarů půdy. Byla zkoumána půda o rozloze 13,6 milionu hektarů v rámci Gross Command Area, která odhalila, že 3,1 milionu hektarů (23%) bylo fyziologického roztoku. 23% z toho bylo v Sindhu a 13% v Paňdžábu . Více než 3 miliony ha podmáčených pozemků bylo vybaveno studnami a stoky za cenu miliard rupií, ale cílů rekultivace bylo dosaženo jen částečně. Asijská rozvojová banka (ADB) uvádí, že 38% zavlažované plochy je nyní podmáčená a 14% povrchu je příliš fyziologický roztok pro použití
  3. V nilské delty z Egypta , kanalizace je instalován v milionech hektarů v boji proti zamokření vyplývající ze zavedení masivní celoroční zavlažování po absolvování Vysoké přehrady v Asuán
  4. V Mexiku je zasoleno 15% ze 3 milionů ha zavlažovatelné půdy a 10% je podmáčeno
  5. V Peru trpí degradací přibližně 0,3 milionu ha z 1,05 milionu ha zavlažovatelné půdy (viz Zavlažování v Peru ).
  6. Odhady naznačují, že zhruba jedna třetina zavlažované půdy ve velkých zavlažovacích zemích je již slaně zasažena nebo se očekává, že se tak stane v blízké budoucnosti. Současné odhady pro Izrael jsou 13%zavlažované půdy, Austrálie 20%, Čína 15%, Irák 50%, Egypt 30%. Salinita vyvolaná zavlažováním se vyskytuje ve velkých i malých zavlažovacích systémech
  7. FAO odhaduje, že do roku 1990 bude muset mít asi 52 milionů ha zavlažované půdy nainstalované vylepšené drenážní systémy, z nichž velká část bude mít podpovrchovou drenáž, aby bylo možné kontrolovat salinitu.

Snížené odtoky po proudu a kvalita podzemních vod

  • Následná kvalita drenážní vody se může zhoršit v důsledku vyplavování solí, živin , herbicidů a pesticidů s vysokou slaností a zásaditostí. Hrozí přeměna půd na slané nebo zásadité půdy . To může negativně ovlivnit zdraví obyvatelstva na zadním konci povodí a po proudu od zavlažovacího systému, jakož i ekologickou rovnováhu. Například Aralské jezero je vážně znečištěno drenážní vodou.
  • Následná kvalita podzemních vod se může zhoršit podobným způsobem jako následná drenážní voda a mít podobné důsledky

Zmírnění nežádoucích účinků

Zavlažování může mít řadu negativních dopadů na ekologii a socioekonomiku , které lze zmírnit mnoha způsoby. Patří sem umístění projektu zavlažování na místo, které minimalizuje negativní dopady. Efektivitu stávajících projektů lze zlepšit a stávající degradované orné půdy lze zlepšit spíše než zřízením nového zavlažovacího projektu Rozvoj malých zavlažovacích systémů v individuálním vlastnictví jako alternativy k rozsáhlým, veřejně vlastněným a spravovaným systémům. Použití zavlažovacích a mikro zavlažovacích systémů snižuje riziko zamokření a eroze . Pokud je to proveditelné, používání vyčištěné odpadní vody zpřístupňuje více vody ostatním uživatelům. Udržování povodňových průtoků pod přehradami může zajistit každoroční zaplavení adekvátní oblasti, což mimo jiné podpoří rybolovné činnosti.

Zpožděné dopady na životní prostředí

Přesně předpovědět dopad, který budou mít nové zavlažovací systémy na ekologii a socioekonomiku regionu, často vyžaduje čas . V době, kdy budou tyto předpovědi k dispozici, již bylo při implementaci tohoto projektu vynaloženo značné množství času a zdrojů . V takovém případě projektoví manažeři často změní projekt pouze tehdy, pokud bude dopad podstatně větší, než původně očekávali.

Případová studie v Malawi

Zavlažovací schémata jsou často považována za extrémně nezbytná pro sociálně - ekonomický blahobyt, zejména v rozvojových zemích . Jeden příklad toho lze demonstrovat na návrhu systému zavlažování v Malawi . Zde se ukázalo, že potenciální pozitivní efekty navrhovaného zavlažovacího projektu „převažují nad potenciálními negativními dopady“. Bylo uvedeno, že dopady budou většinou „lokalizované, minimální, krátkodobé, ke kterým dojde během fáze výstavby a provozu projektu“. Aby pomohli zmírnit a zabránit velkým dopadům na životní prostředí, používali by techniky, které minimalizují potenciální negativní dopady. Pokud jde o sociálně-ekonomickou prosperitu regionu, při provádění aktivit projektu by se nepředpokládalo „vysídlení a/nebo přesídlení“. Původním primárním účelem zavlažovacího projektu bylo snížit chudobu, zlepšit zabezpečení potravin, vytvořit místní zaměstnanost, zvýšit příjem domácností a posílit udržitelnost využívání půdy.

Díky tomuto pečlivému plánování byl tento projekt úspěšný jak při zlepšování socioekonomických podmínek v regionu, tak při zajišťování udržitelnosti půdy a vody do budoucna.

Viz také

Další čtení

  • TC Dougherty a AW Hall, 1995. Hodnocení vlivu zavlažovacích a odvodňovacích projektů na životní prostředí. Papír pro zavlažování a drenáž FAO 53. ISBN  92-5-103731-0 . On -line: http://www.fao.org/docrep/v8350e/v8350e00.htm
  • RE Tillman, 1981. Environmentální směrnice pro zavlažování. Newyorská botanická zahrada Cary Arboretum.
  • Srovnávací průzkum přesídlení vyvolaného matkou v 50 případech od Thayera Scuddera a Johna Graye

externí odkazy

  • Stažení simulačního a predikčního modelu SaltMod z: [9]
  • Stažení simulačního a predikčního modelu SahysMod z: [10]
  • „SaltMod: Nástroj pro prolínání závlahy a drenáže pro regulaci salinity“: [11]
  • „Moderní zásahy do tradičního zavlažování v Balúčistánu“: [12]

Reference