استحصال آب‌های ژرف؛ امیدی برای سیستان و بلوچستان + فیلم

به گزارش گروه علم و آموزش مجله خبری انرژی و نفت، بحران تغییر اقلیم و وجود بیش از ۶۱ درصد مساحت کشور ایران در منطقه بیابانی و نیمه‌بیابانی موجب بروز بحران آب در بسیاری از مناطق کشور شده و یکی از این مناطق، استان سیستان و بلوچستان است که با بحران آب به عنوان معضلی زیست محیطی مواجه است.

برای رفع این بحران، آب های ژرف به عنوان منبع آب پنهانی مطرح است که منابع آبی را در سازندهای سنگی دارد و سفره های آب زیرزمینی را تشکیل می دهد که می تواند تجدیدپذیر باشد.

آب های ژرف که به آب های فسیلی نیز معروف هستند، در طول میلیون‌ها سال در اعماق زمین محبوس شده اند و به‌ دلیل عدم تجدیدپذیری مجدد بسیار ارزشمند هستند و از آنها به‌ عنوان منابع آبی استراتژیک نیز یاد می ‌شود اما در شرایط فعلی عده ای این منابع آبی را راه نجات و برون رفت از بحران کنونی آبی کشور می ‌دانند ولی در مقابل عده ای هم مخالف برداشت آن هستند و آن را متعلق به آیندگان می دانند، بر اساس اطلاعات زمین شناسی آب های ژرف نیز به لحاظ کیفیت آب متفاوت و به چند دسته تقسیم می شوند.

آب های ژرف فسیلی؛ این نوع آب‌ها طی هزاران تا ده‌ها هزار سال و بیشتر بین دوره های پلیستوسن و میوسن در زمین و درحین رسوب‌گذاری درون اعماق زمین نفوذ کرده و محبوس شده اند. خود این منابع دارای منشاء متفاوت هستند. مهمترین ویژگی این آب ها تجدیدناپذیری آنهاست و اینکه در چرخه هیدرولوژیکی وارد نمی شوند. در بعضی نقاط جهان مانند کشور لیبی در شمال آفریقا منابع غنی از آب‌های فسیلی ژرف کشف شدند. در سال ۱۹۵۳ میلادی و به گونه ای تصادفی و در زمان حفاری های نفتی این مخزن کشف شد و تخمین های اولیه مقدار این ذخائر را تا ۱۵۰هزار کیلومتر مکعب برآورد شد.

از سال ۱۹۸۰ و در زمان حکومت معمر قذافی جهت برداشت شبانه روز حدود ۶/۵ میلیون مترمکعب از ۱۳۰۰حلقه چاه فسیلی و انتقال آن به سرتاسر لیبی حدود ۳۰ میلیارد دلار هزینه پیش بینی شده بود. این پروژه با سرنگونی قذافی به وقوع نپیوست. قابل ذکر است که آبدهی این چاه‌ها با نوسان و تغییر روبرو بوده و از میزان آن کاسته شده است.

در مرز اردن و عربستان نیز یک آبخوان بزرگ فسیلی بنام Disi وجود دارد که قرار بود ۹۹ میلیون مترمکعب آب را به امان پایتخت اردن انتقال بدهد که به دلیل وجود آلاینده های رادیواکتیو این پروژه متوقف شد. باید حتما دقت شود که در بیشتر منابع آب ژرف فسیلی آثاری از آلاینده های رادیواکتیو وجود دارد که البته می توان با بکارگیری سختی‌گیر این مشکل را حل کرد. این تکنولوژی در تعداد کمی از کشورها وجود دارد. به تازگی کشور عربستان نیز به دنبال استفاده از این نوع منابع است. تعدادی از منابع آب فسیلی با ذوب یخ‌های پس از آخرین بیشینه یخچالی بوجود آمده اند. بسیاری از کارشناسان صرف نظر از نداشتن توجیه اقتصادی برداشت آنها را به دلیل شوری و تبعات محیط زیستی نمی پذیرند.  

منابع آب با ساختارهای نفتی؛ این آبها معمولا دارای کیفیت بسیار پایینی هستند که درحین حفاری‌های عمیق نفتی می توان به آنها رسید. 

منابع آب ژرف Geothrmal و معدنی؛ که املاح فراوان دارند و غیرقابل استفاده هستند اما از این نوع منابع می توان جهت گردشگری و آب درمانی استفاده کرد.

آب‌های ژرف آبرفتی؛ این نوع آب‌ها بسته به شرایط هیدرولوژیکی و تکتونیکی تجدیدپذیر هستند و در بسیاری از دشت های کشور ما ایران چاه های آبرفتی از این دست از عمق ۴۰۰ متر به بالا یافت می شوند. مسلما تعدا اینها و مقادیر آب هایی که دارند قابل مقایسه با چاه های آبرفتی معمولی نیست.

آب‌های ژرفی که تحت تاثیر گسل و حرکات گسلی در زیر زمین حرکت کرده و ممکن است از دسترس خارج بشوند ولی این از دسترس خارج شدن همواره به معنای بی ارتباط بودن با چرخه هیدرولوژیکی نیست.   

در کشور ما اولین مرتبه در زابل سیستان و بلوچستان و در ارتفاعات هزارمسجد خراسان مطالعات آب‌های ژرف صورت پذیرفت. اولین بار هنگامی که شرکت ملی فولاد ایران حفاری می کرد این موضوع مطرح شد. مقامات وزارت نیرو مدعی هستند که حدود ۲ میلیارد مترمکعب آب ژرف تجدیدپذیر (دقت شود آب‌های فسیلی که بحث این روزها است خارج از این طبقه بندی است) وجود دارد.

همچنین عمق این نوع منابع بسته به ویژگی های خاص هر منطقه و کشور متفاوت است. در کشورهای شمال آفریقا حدود ۷۰۰ تا ۱۶۵۰ متر در اردن حدود ۱۲۰۰ متر و در کشور ما ایران از ۴۰۰ متر به پائین را چاه ژرف تلقی می کنند. اگرچه در مناطقی مانند خراسان رضوی و خراسان جنوبی عملا چاه هایی با اعماق بیشتر از این داریم که چاه عمیق محسوب می شوند نه ژرف.

تیرماه سال ۱۳۹۵ بود که پیشنهاد طرح استفاده از آب‌های ژرف در مجلس شورای اسلامی ارائه شد تا بر اساس آن مطالعات برای بهره‌برداری و استفاده از ظرفیت آب‌های ژرف در سیستان و بلوچستان آغاز شود.

در این راستا پروژه استحصال آب های ژرف در معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری تعریف شد تا بر اساس آن تمام جوانب برداشت یا عدم برداشت از این منابع آبی مورد پژوهش و بررسی قرار گیرد. البته نظرات در استحصال یا عدم استحصال آب های ژرف متفاوت است، برخی معتقدند برداشت آن موجب بروز پدیده فرونشست زمین می شود اما برخی معتقدند تاثیری بر بروز این پدیده ندارد چون از اعماق بسیار زیاد زمین برداشت می شود.

کارشناسان بر این باورند که این آب ها بر خلاف سفره‌های معمول در بافت متخلخل قرار ندارند که برداشت آنها موجب تهی شدن بافت متخلخل از آب و فرونشست شود. این آب‌ها در زیر لایه‌های قطوری از سنگ حضور دارند. از سویی دیگر، امتداد این سفره‌ها در دریاها به بیرون می‌جوشد و این نشان می‌دهد که این منبع از جایی تغذیه و در جایی تخلیه می‌شود.

بنابراین برداشت انسانی از آب‌های ژرف جوان، خلأ و حفره‌ای ایجاد نمی‌کند. در صورت برداشت، از آنجایی که «جریان» آب وجود دارد، این فضای خالی پُرمی‌شود. از طرفی باید گفت که جنس این قسمت از زمین (بستر سنگی) به اندازه ای محکم است که در صورت خروج آب هم حالت خود را حفظ می کند، همانطور که بیش از ۱۰۰ سال استخراج نفت و گاز تاکنون موجب هیچ فرونشستی نشده است.

معرفی دانش شناسایی آب‌های اعماق زمین به همت متخصصان ایرانی 

بروز بحران آب در استان سیستان و بلوچستان به معضلی زیست محیطی تبدیل شده که زندگی مردم را تحت تاثیر قرار داده است. آب های ژرف به عنوان منبع آب پنهانی مطرح است که منابع آبی را در سازندهای سنگی دارد و سفره های آب زیرزمینی را تشکیل می دهد که می تواند تجدیدپذیر هم باشد.

با تلاش متخصصان ایرانی نخستین بار دانش و راهکار شناسایی آب تا اعماق زمین به دنیا معرفی شد. چاه اکتشافی شماره یک سیستان در ۳ فاز عملیاتی در عمق ۳ هزار متری به بهره برداری رسید که امکان تولید هزار و ۵۰۰ مترمکعب آب را در روز دارد، پروژه چاه شماره ۲ سیستان نیز به عنوان نخستین چاه ارزیابی نیز تمام شده و در حال حاضر اجرای چاه شماره ۳ سیستان و بلوچستان نیز در دست انجام است.

اجرای پروژه اکتشاف آب های ژرف در سیستان و بلوچستان به نتایج خوبی دست یافته است؛ ‌در ابتدای ماه جاری (شهریور ۱۴۰۱) آب ژرف چاه شماره ۳ وارد شبکه آب شهرستان نیمروز استان سیستان و بلوچستان شده است.

طی دهه گذشته با همکاری معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری و وزارت نیرو بر اساس تجربیات بین‌المللی به‌ خصوص در کشور استرالیا، مطالعاتی با مشارکت شرکت‌های دانش‌بنیان داخلی درباره منابع آب ژرف صورت گرفت که منتج به شناسایی منابع آب جدید در استان سیستان و بلوچستان شد.

پس از اکتشاف، با استفاده از تجارب شرکت‌های توانمند حوزه نفت، حفاری چاه‌های با عمق بیش از هزار متر برای دسترسی به این منابع در دستور کار قرار گرفت و تا برخی نقاط تا سه هزار متر نیز این حفاری ادامه پیدا کرد.

تاکنون سه چاه ژرف در منطقه سیستان به مرحله بهره‌برداری رسیده است که با هدف تأمین آب شرب مردم این منطقه، پس از آنالیز کیفی آب استحصال‌شده، فناوری بهینه برای تصفیه هر کدام از این منابع تعیین شد و با مشارکت شرکت‌های دانش‌بنیان، واحدهای نمک‌زدایی طراحی و ساخته شد که از جمله این سیستم‌ها، دستگاه نمک‌زدایی به روش الکترودیالیز معکوس در محل چاه شماره ۳ استان سیستان و بلوچستان به بهره‌برداری رسیده و وارد شبکه آب شرب شد.

این سامانه که اولین سامانه نمک‌زدایی بدون پساب آب‌­های ژرف در کشور است، به مناسبت هفته دولت امسال، توسط سورنا ستاری معاون علمی و فناوری رییس جمهور، به نمایندگی از هیات دولت افتتاح شد و در فاز اول این پروژه، روزانه هزار مترمکعب آب شرب در اختیار مردم سیستان قرار می‌گیرد و در ادامه نیز تا ۲۵۰۰ مترمکعب در شبانه‌روز ارتقا خواهد یافت …

به گفته نادرقلی ابراهیمی دبیر ستاد توسعه فناوری‌های آب، خشکسالی، فرسایش و محیط‌زیست معاونت علمی و فناوری، روش ترکیبی الکترودیالیز و اسمز معکوس، به‌ عنوان یک فرآیند مؤثر و اقتصادی پساب حداقلی (MLD) در دستور کار قرار گرفت.

در مرحله آخر فرآیند، به‌ منظور کاهش قابل‌ توجه انرژی مصرفی، فرآیند کریستالیزاسیون در دمای پایین به کار می‌رود. با این روش در واحدهای نمک‌زدایی از آب دریا و آب لب‌شور با مصرف بهینه برق، راندمان تصفیه آب تا ۹۰ درصد قابل‌ دستیابی است که این طرح خود یک دستاورد بزرگ برای تکمیل زنجیره مطالعه، طراحی، اکتشاف، فرازآوری، نمک‌زدایی و بهره‌برداری از آب‌های ژرف برای مردم استان سیستان و بلوچستان و افتخار علمی بزرگ دانشمندان کشور تلقی می‌شود.

به گفته سورنا ستاری معاون علمی و فناوری ریاست جمهوری در مراسم بهره برداری از آب ژرف چاه شماره ۳ و نخستین سامانه نمک‌زدایی بدون پساب به روش الکترودیالیز معکوس با حمایت ستاد توسعه فناوری‌­های آب، خشکسالی، فرسایش و محیط‌زیست معاونت علمی و فناوری در محل چاه اکتشافی شماره ۳ استان سیستان و بلوچستان، از چند سال پیش بحث توسعه آب ‌های ژرف در استان سیستان و بلوچستان مطرح و به نتایج قابل قبولی رسیده است.

وی گفته است: در حال حاضر این کار در حال توسعه است، در ۳۰ کیلومتری پایین زابل به زودی چند چاه جدید حفر خواهد شد. اجرای این پروژه ها یک پروژه پایلوت است برای اینکه بتوانیم از آب های ژرف در این منطقه ارزیابی مناسبی داشته باشیم. ‌در خصوص آب ژرف در منطقه سیستان و بلوچستان هنوز در مرحله اکتشاف هستیم ولی به زودی مقادیر قابل توجهی از آب شرب را برای مردم این منطقه تامین می کنیم.