stringtranslate.com

Экологические последствия орошения

Первым экологическим эффектом является увеличение роста сельскохозяйственных культур, как, например, в садах Рубакса в Эфиопии.
Ирригация, при которой выращиваются сельскохозяйственные культуры, особенно в засушливых странах, также может привести к обложению водоносных горизонтов сверх их возможностей. Истощение подземных вод является неотъемлемой частью международной торговли продовольствием: страны экспортируют урожай, выращенный из чрезмерно эксплуатируемых водоносных горизонтов, и создают потенциальные будущие продовольственные кризисы, если водоносные горизонты иссякнут.

Экологические последствия орошения связаны с изменением количества и качества почвы и воды в результате орошения и последующим воздействием на природные и социальные условия в речных бассейнах и ниже по течению от оросительной системы . Эффекты обусловлены изменением гидрологических условий , вызванным установкой и эксплуатацией ирригационной системы.

Среди некоторых из этих проблем – истощение подземных водоносных горизонтов из-за превышения кредита . Почва может подвергаться чрезмерному орошению из-за плохой равномерности распределения или из- за неправильного управления расходами воды и химикатов, что может привести к загрязнению воды . Чрезмерное орошение может вызвать глубокий дренаж из-за повышения уровня грунтовых вод, что может привести к проблемам с засоленностью ирригационных систем , требующим контроля уровня грунтовых вод с помощью какой-либо формы подземного дренажа . Однако, если почва недостаточно орошается, это приводит к плохому контролю за засолением почвы , что приводит к увеличению засоления почвы с последующим накоплением токсичных солей на поверхности почвы в районах с высоким испарением . Это требует либо выщелачивания для удаления этих солей, либо метода дренажа для удаления солей. Орошение соленой водой или водой с высоким содержанием натрия может повредить структуру почвы из-за образования щелочной почвы .

Прямые эффекты

Страны с самой высокой долей водозабора сельского хозяйства в общем водозаборе.

Схема орошения забирает воду из грунтовых вод, рек , озер или сухопутного стока и распределяет ее по определенной площади. Гидрологические или прямые последствия этого [1] включают уменьшение стока рек в нижнем течении, увеличение испарения на орошаемой площади, повышение уровня грунтовых вод по мере увеличения пополнения подземных вод на этой территории и увеличения стока на орошаемой площади. Аналогичным образом, орошение оказывает непосредственное влияние на обеспечение влаги в атмосфере, вызывая нестабильность атмосферы и увеличивая количество осадков с подветренной стороны [2] или, в других случаях, изменяет циркуляцию атмосферы, доставляя дождь в различные области с подветренной стороны. [3] Увеличение или уменьшение количества ирригации является ключевой областью, вызывающей обеспокоенность в исследованиях распределения осадков , которые изучают, как значительные изменения в доставке испарения в атмосферу могут изменить количество осадков с подветренной стороны. [4]

Косвенные эффекты

Косвенные эффекты – это последствия, развитие которых занимает больше времени, а также могут быть более продолжительными. Косвенные эффекты орошения включают следующее:

Косвенное воздействие переувлажнения и засоления почв проявляется непосредственно на орошаемых землях. Экологические и социально-экономические последствия могут проявиться дольше, но могут оказаться более далеко идущими .

В некоторых ирригационных схемах для орошения используются водяные скважины . В результате общий уровень воды снижается. Это может привести к добыче воды , проседанию земли/почвы и проникновению соленой воды вдоль побережья .

Площадь орошаемых земель во всем мире занимает около 16% от общей сельскохозяйственной площади, а урожайность орошаемых земель составляет примерно 40% от общей урожайности. [5] Другими словами, орошаемые земли дают в 2,5 раза больше продукции, чем неорошаемые.

Неблагоприятные воздействия

Уменьшение стока реки

Уменьшение стока реки в нижнем течении может привести к:

Повышенное питание подземных вод, заболачивание, засоление почв.

Глядя через плечо перуанского фермера в дельте реки Уармей на заболоченные и засоленные орошаемые земли с плохим урожаем.
Это иллюстрирует воздействие на окружающую среду ирригационных сооружений в верхнем течении, вызывающее увеличение притока грунтовых вод в эту низменную область, что приводит к неблагоприятным условиям.
В течение длительного периода истощения подземных вод в Центральной долине Калифорнии короткие периоды восстановления были в основном вызваны экстремальными погодными явлениями, которые обычно вызывали наводнения и имели негативные социальные, экологические и экономические последствия. [8]

Увеличение пополнения подземных вод происходит из-за неизбежных глубоких потерь при просачивании, происходящих в ирригационной схеме. Чем ниже эффективность орошения, тем выше потери. Хотя довольно высокая эффективность орошения, составляющая 70% или более (т.е. потери 30% или менее), может быть достигнута при использовании сложных методов, таких как спринклерное орошение и капельное орошение , или при хорошо организованном поверхностном орошении , на практике потери обычно составляют порядка 40% до 60%. Это может вызвать следующие проблемы:

Снижение качества воды в нижнем течении реки

Из-за дренажа поверхностных и подземных вод на территории проекта, которые могут быть засолены и загрязнены сельскохозяйственными химикатами, такими как биоциды и удобрения , качество речной воды ниже территории проекта может ухудшиться, что делает ее менее пригодной для промышленных, муниципальных и бытовое использование. Это может привести к ухудшению здоровья населения.
Загрязненные речные воды, попадающие в море, могут отрицательно повлиять на экологию побережья (см. Асуанская плотина ).

Естественный вклад отложений можно устранить путем задержания отложений за плотинами, что имеет решающее значение для отвода поверхностных вод для орошения. Отложение осадков является важной частью экосистемы, которая требует естественного течения речного стока. Этот естественный цикл рассеивания наносов восполняет запасы питательных веществ в почве, что, в свою очередь, определяет жизнедеятельность растений и животных, которые зависят от наносов, переносимых вниз по течению. Преимущества тяжелых отложений наносов можно увидеть в крупных реках, таких как Нил. Отложения дельты во время паводков образовывают гигантский водоносный горизонт и удерживают воду в водно-болотных угодьях. Водно-болотные угодья, созданные и поддерживаемые за счет наносов в бассейне реки, являются средой обитания для многих видов птиц. [11] Однако сильные отложения могут ухудшить качество воды в нижнем течении реки и усугубить наводнения в верхнем течении. Известно, что это произошло в водохранилище Саньмэнься в Китае. Водохранилище Саньмэнься является частью более крупного искусственного проекта плотин гидроэлектростанций под названием «Проект «Три ущелья» [12]. В 1998 году неточные расчеты и тяжелые отложения сильно повлияли на способность водохранилища должным образом выполнять свою функцию по борьбе с наводнениями [13]. Это также снижает Качество воды в нижнем течении реки. Переход к массовому орошению для удовлетворения большего количества социально-экономических потребностей противоречит естественному балансу природы, и используйте воду прагматично – используйте ее там, где она есть [14].

Затронутые водопользователи, расположенные ниже по течению

Вода становится нехваткой для кочевых скотоводов в Белуджистане из-за новых ирригационных проектов

Водопользователи нижнего течения часто не имеют законных прав на воду и могут стать жертвами развития ирригации.

Скотоводы и кочевые племена могут обнаружить, что их земельные и водные ресурсы заблокированы новыми ирригационными сооружениями, не имея возможности обратиться в суд.

Посевы во время паводков могут серьезно пострадать из-за перехвата речной воды в верховьях для ирригационных целей.

Озеро Манантали площадью 477 км 2 привело к перемещению 12 000 человек.

Упущенные возможности землепользования

Ирригационные проекты могут сократить возможности рыболовства коренного населения и возможности выпаса скота. Давление скота на оставшиеся земли может значительно возрасти, поскольку вытесненным традиционным скотоводческим племенам придется искать средства к существованию и существованию в других местах, может усилиться чрезмерный выпас скота , за которым последует серьезная эрозия почвы и потеря природных ресурсов . [17]
Водохранилище Манатали , образованное плотиной Манантали в Мали, пересекает пути миграции кочевых скотоводов и уничтожило 43 000 га саванны , что, вероятно, привело к чрезмерному выпасу скота и эрозии в других местах. Далее водохранилище уничтожило 120 км 2 леса . Истощение водоносных горизонтов подземных вод, вызванное подавлением цикла сезонных паводков, наносит ущерб лесам ниже по течению от плотины. [18] [19]

Добыча подземных вод скважинами, проседание земель

Наводнение как следствие оседания земель

Когда из колодцев выкачивается больше грунтовых вод, чем пополняется, запасы воды в водоносном горизонте истощаются, и использование этой воды больше не является устойчивым. По мере снижения уровня становится труднее добывать воду, и насосам будет трудно поддерживать расчетный расход, и они могут потреблять больше энергии на единицу воды. В конце концов, добыча грунтовых вод может стать настолько сложной, что фермеры будут вынуждены отказаться от орошаемого земледелия.
Некоторые известные примеры включают в себя:

Моделирование и прогнозирование

Влияние орошения на уровень грунтовых вод, засоление почвы и засоление дренажных и грунтовых вод, а также последствия смягчающих мер можно смоделировать и спрогнозировать с использованием агро-гидро-засоленных моделей, таких как SaltMod и SahysMod [24].

Тематические исследования

  1. Сообщается, что в Индии 2,19 миллиона га земли страдают от заболачивания участков оросительных каналов. Кроме того, сообщается, что 3,47 миллиона га серьезно пострадали от засоления, [25] [26]
  2. На равнинах Инда в Пакистане более 2 миллионов гектаров земли заболочены. [27] Было обследовано 13,6 миллиона гектаров почвы в пределах Главного командного района, в ходе которого выяснилось, что 3,1 миллиона гектаров (23%) были засоленными. 23% из них пришлось на Синд и 13% на Пенджаб . [27] Более 3 млн га заболоченных земель были оборудованы трубчатыми колодцами и дренажами стоимостью в миллиарды рупий, но цели рекультивации были достигнуты лишь частично. [28] Азиатский банк развития (АБР) заявляет, что 38% орошаемых площадей в настоящее время заболочены, а 14% поверхности слишком засолены для использования [29]
  3. В дельте Нила в Египте дренажные системы устанавливаются на миллионах гектаров для борьбы с заболачиванием, вызванным введением массового многолетнего орошения после завершения строительства Высокой плотины в Асуане [30].
  4. В Мексике 15% из 3 млн га орошаемых земель засолены, а 10% заболочены [31]
  5. В Перу около 0,3 миллиона га из 1,05 миллиона га орошаемых земель страдают от деградации (см. «Ирригация в Перу» ).
  6. По оценкам, примерно одна треть орошаемых земель в странах с крупнейшими ирригационными системами уже сильно пострадала от засоления или, как ожидается, это произойдет в ближайшем будущем. Текущие оценки Израиля составляют 13% орошаемых земель, Австралии 20%, Китая 15%, Ирака 50%, Египта 30%. Засоление, вызванное ирригацией, происходит как в больших, так и в малых ирригационных системах [32].
  7. По оценкам ФАО, к 1990 году около 52 миллионов га орошаемых земель должны будут быть оборудованы улучшенными дренажными системами, большая часть которых будет подземным дренажем для контроля засоления [33]

Снижение дренажа вниз по течению и качества грунтовых вод.

Смягчение побочных эффектов

Орошение может иметь различные негативные последствия для экологии и социальной экономики , которые можно смягчить различными способами. К ним относится размещение ирригационного проекта в месте, которое сводит к минимуму негативное воздействие. [34] Вместо создания нового ирригационного проекта можно повысить эффективность существующих проектов и улучшить существующие деградированные пахотные земли. [34] Развитие небольших ирригационных систем, находящихся в индивидуальной собственности, в качестве альтернативы крупномасштабным схемам, принадлежащим и управляемым государством . [34] Использование систем спринклерного орошения и микроорошения снижает риск заболачивания и эрозии . [34] Там, где это практически осуществимо, использование очищенных сточных вод делает больше воды доступной для других пользователей. [34] Поддержание паводковых потоков ниже по течению от плотин может гарантировать, что соответствующая территория будет затоплена каждый год, поддерживая, помимо других целей, рыболовную деятельность. [34]

Отсроченное воздействие на окружающую среду

Часто требуется время, чтобы точно предсказать влияние, которое новые ирригационные схемы окажут на экологию и социальную экономику региона. К тому времени, когда эти прогнозы станут доступны, значительное количество времени и ресурсов, возможно, уже будет потрачено на реализацию этого проекта . В этом случае менеджеры проекта часто будут менять проект только в том случае, если воздействие будет значительно большим, чем они первоначально ожидали. [35]

Тематическое исследование в Малави

Часто ирригационные схемы рассматриваются как крайне необходимые для социально-экономического благополучия, особенно в развивающихся странах . Одним из примеров этого может служить предложение по ирригационной схеме в Малави . Здесь было показано, что потенциальные положительные эффекты предлагаемого ирригационного проекта «перевешивают потенциальные отрицательные последствия». Было заявлено, что воздействия в основном будут «локализованными, минимальными, краткосрочными и возникнут на этапах строительства и эксплуатации Проекта». Чтобы смягчить и предотвратить серьезное воздействие на окружающую среду, они будут использовать методы, которые сводят к минимуму потенциальное негативное воздействие. Что касается социально-экономического благосостояния региона, «перемещения и/или переселения, предусмотренного в ходе реализации проектной деятельности», не будет. Первоначальные основные цели ирригационного проекта заключались в сокращении бедности, повышении продовольственной безопасности, создании местных рабочих мест, увеличении доходов домохозяйств и повышении устойчивости землепользования. [36]

Благодаря тщательному планированию этот проект оказался успешным как в плане улучшения социально-экономических условий в регионе, так и в обеспечении устойчивости земель и воды в будущем.

Смотрите также

дальнейшее чтение

Внешние ссылки

Рекомендации

  1. ^ Розенбург, Дэвид; Патрик Маккалли; Кэтрин Прингл (2000). «Глобальные экологические последствия гидрологических изменений: Введение» (PDF) . Бионаука . Сентябрь 2000 г. (9): 746–751. doi : 10.1641/0006-3568(2000)050[0746:GSEEOH]2.0.CO;2 . hdl : 1993/33953.
  2. ^ М. Х. Ло и Дж. С. Фамильетти, Орошение в центральной долине Калифорнии усиливает водный цикл на юго-западе США, Письма о геофизических исследованиях, том 40, выпуск 2, страницы 301–306, 28 января 2013 г. 2 [1]
  3. ^ О.А. Туйненбург и др., Судьба испарившейся воды из бассейна Ганга, Журнал геофизических исследований: Атмосфера, том 117, выпуск D1, 16 января 2012 г. [2]
  4. ^ PW Keys et al., Анализ осадков для понимания уязвимости регионов, зависящих от осадков, Biogeosciences, 9, 733–746, 2012 PDF.
  5. ^ Брюс Сандквист, 2007. Глава 1. Обзор ирригации . В: Несущая способность Земли, Некоторые обзоры и анализ по теме. В сети: «Глава 1 – Обзор ирригации». Архивировано из оригинала 17 февраля 2012 г. Проверено 17 февраля 2012 г.
  6. ^ abcd Всемирный фонд дикой природы, WWF назвал 10 крупнейших рек мира, подвергающихся наибольшему риску , онлайн: http://www.ens-newswire.com/ens/mar2007/2007-03-21-01.asp
  7. ^ Тимберлейк, Л. 1985. Африка в кризисе - причины и способы лечения экологического банкротства . Earthscan в мягкой обложке, IIED, Лондон
  8. ^ Лю, Пан-Вэй; Фамильетти, Джеймс С.; Перди, Адам Дж.; Адамс, Кира Х.; и другие. (19 декабря 2022 г.). «Во время мегазасухи истощение грунтовых вод в Центральной долине Калифорнии ускоряется». Природные коммуникации . 13 (7825): 7825. Бибкод : 2022NatCo..13.7825L. дои : 10.1038/s41467-022-35582-x . ПМЦ 9763392 . ПМИД  36535940. (Архив самой диаграммы)
  9. ^ Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ), 1983. Оценка воздействия орошаемого земледелия на здоровье окружающей среды . Женева, Швейцария.
  10. ^ Химаншу Таккар. Оценка ирригации в Индии . Всемирная комиссия по плотинам. В сети: http://www.dams.org/docs/kbase/contrib/opt161.pdf. Архивировано 24 августа 2009 г. в Wayback Machine.
  11. ^ <r/r Эллен Воль, «Нил: линия жизни в пустыне», Мир рек, с. 98f>
  12. ^ </Аллен Воль, «Чан Цзян: Обуздание дракона», Мир рек, стр. 275, стр. 283. Трудно оценить, сколько наносов будет перенесено вниз по течению к водохранилищу Саньмэнься.
  13. ^ <Эллен Воль, «Чан Цзян: Обуздание дракона», Мир рек, стр. 284
  14. ^ </Дональд Ворстер, «Думая как река», в книге «Богатство природы: история окружающей среды и экологическое воображение» (Нью-Йорк: Oxford University Press, (1993), стр. 133ef>
  15. ^ ab Современные вмешательства в традиционные водные ресурсы в Белуджистане . В: Годовой отчет за 1982 год, стр. 23–34. ILRI, Вагенинген, Нидерланды. Перепечатано в Water International 9 (1984), стр. 106–111. Elsevier Sequoia, Амстердам. Также перепечатано в журнале Water Research Journal (1983), 139, стр. 53–60. Скачать с: [3], под номером. 10 или напрямую в формате PDF: [4]
  16. ^ К. А. Дрейвер и М. Маршан, 1985. Укрощение наводнений. Экологические аспекты развития пойм Африки . Центр экологических исследований Лейденского университета, Нидерланды.
  17. ^ Ecosystems Ltd., 1983. Исследование экологического воздействия дельты Таны. Найроби, Кения .
  18. ^ А. де Жорж и Б. К. Рейли, 2006. Плотины и крупномасштабное орошение на реке Сенегал: воздействие на человека и окружающую среду . Отчет ПРООН о человеческом развитии. Онлайн: http://hdr.undp.org/en/reports/global/hdr2006/papers/DeGeorges%20Andre.pdf.
  19. ^ Питер Босхард. Практический пример проекта строительства плотины Манантали (Мали, Мавритания, Сенегал) , Erklärung von Bern /internationalrivers: [5]
  20. ^ Центр исследований развития (CDS), 1988. Исследование распределения и управления водой в общественных трубчатых колодцах новой конструкции в восточном Уттар-Прадеше . Лакхнау, ЮП, Индия
  21. ^ Антропогенное проседание
  22. ^ Д.К. Тодд, 1980. Гидрология подземных вод . 2-е издание. Джон Уайли и сыновья, Нью-Йорк
  23. ^ Геологическая служба США, Проседание земель в Соединенных Штатах . онлайн: http://water.usgs.gov/ogw/pubs/fs00165/
  24. ^ SaltMod: Инструмент для объединения ирригации и дренажа для контроля солености . В: В. Б. Снеллен (ред.), На пути к интеграции управления ирригацией и дренажем . Специальный отчет ILRI, стр. 41-43. Бесплатная загрузка по адресу: [6], под номером. 8: Соленое приложение или непосредственно в формате PDF: [7]
  25. ^ Н.К. Тьяги, 1996. Управление соленостью: опыт CSSRI и программа будущих исследований . В: В. Б. Снеллен (ред.), На пути к интеграции управления ирригацией и дренажем. ILRI, Вагенинген, Нидерланды, 1997, стр. 17–27.
  26. ^ NT Singh, 2005. Орошение и засоленность почвы на Индийском субконтиненте: прошлое и настоящее . Издательство Университета Лихай. ISBN 0-934223-78-5 , ISBN 978-0-934223-78-2 , 404 стр.  
  27. ^ ab Ассоциация зеленой жизни Пакистана, Проблемы окружающей среды .
  28. ^ А. К. Бхатти, 1987. Обзор стратегий планирования проектов по контролю за засолением и рекультивации в Пакистане . В: Дж. Вос (ред.) Материалы, 25-й международный курс симпозиума по дренажу земель. ИЛРИ изд. 42. Международный институт мелиорации и улучшения земель, Вагенинген, Нидерланды.
  29. ^ Азиатский банк развития (АБР), Вода в 21 веке: императивы разумного управления водными ресурсами, от общественного блага к дорогому товару .
  30. ^ М. С. Абдель-Дайем, 1987. Развитие дренажа земель в Египте . В: Дж. Вос (ред.) Материалы, 25-й международный курс симпозиума по дренажу земель. ИЛРИ изд. 42. Международный институт мелиорации и улучшения земель, Вагенинген, Нидерланды.
  31. ^ Л. Пулидо Мадригал, 1994. (на испанском языке) Anexo Tecnico: Estudiogeneral de salinidad analizada . CNA-IMTA, Куэрнавака, Мексика. Данные можно увидеть в Интернете в статье: «Дренаж земель и засоление почвы: опыт Мексики». В: Годовой отчет за 1995 год, Международный институт мелиорации и улучшения земель (ILRI), Вагенинген, Нидерланды, стр. 44-52, [8]
  32. ^ Клаудио О. Стокл. Воздействие орошения на окружающую среду: обзор . Центр водных исследований штата Вашингтон, Университет штата Вашингтон. В сети: «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 13 августа 2007 г. Проверено 4 апреля 2008 г.{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка )
  33. ^ Организация Объединенных Наций, 1977. Вода для сельского хозяйства . В: Развитие и управление водными ресурсами, Материалы Конференции ООН по водным ресурсам, Часть 3. Мар-дель-Плата, Аргентина.
  34. ^ abcdef «Ирригационный потенциал в Африке: бассейновый подход». Департамент управления природными ресурсами и окружающей среды . Проверено 13 марта 2014 г.
  35. ^ Догерти, ТК «Документ ФАО по ирригации и дренажу 53» (PDF) . Оценка воздействия на окружающую среду ирригационных и дренажных проектов . Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций. Архивировано из оригинала (PDF) 18 мая 2017 г. Проверено 13 марта 2014 г.
  36. ^ «Проект мелкомасштабной ирригации и создания добавленной стоимости (SIVAP)» (PDF) . Проверено 13 марта 2014 г.