بندهای خاکی عمدتا با هدف مهار و کنترل سیلاب و تغذیه مصنوعی آبخوان‌ها احداث می شوند. این سازه‌ها با مهار جریان‌های سیلابی و از طریق کند کردن جریان و جمع‌آوری موقت رواناب، موجب افزایش نفوذ آب به لایه‌های زیرین زمین و تغذیه سفره‌های زیرزمینی می‌شوند. در این خصوص بند های خاکی با مکانیسم‌های زیر به افزایش نفوذ آب به لایه‌های زیرزمینی کمک می‌کنند:

1- کاهش سرعت جریان سطحی و افزایش زمان تماس آب با خاک: بندهای خاکی جریان سیلابی یا رواناب‌های فصلی را مسدود یا کند می‌کنند. این کاهش سرعت، زمان ماندگاری آب در بالادست بند را افزایش می‌دهد و فرصت بیشتری برای نفوذ آب به خاک فراهم می‌کند.

2- ایجاد حوضچه‌های نفوذ (پخش سیلاب): آب جمع شده در پشت بند، حوضچه‌های کم عمق موقت تشکیل می‌دهد. این حوضچه‌ها سطح تماس آب با زمین را گسترش داده و فشار هیدروستاتیک ایجاد می‌کنند که نفوذ عمقی آب را تسریع می‌کند.

3- هدایت آب به لایه‌های آبدار: در مناطق با خاک نفوذپذیر، آب نفوذی از طریق لایه‌های خاک و سنگ‌های غیراشباع به سفره‌های زیرزمینی می‌رسد. بندها با تمرکز جریان در مسیرهای خاص، نفوذ موضعی را افزایش می‌دهند.

4- جلوگیری از هدررفت رواناب‌های فصلی: در مناطق خشک، رواناب‌های کوتاه مدت پس از باران‌ها بدون بندهای خاکی به سرعت هدر می‌روند. این سازه‌ها با ذخیره‌سازی موقت، این آب را به منابع زیرزمینی تبدیل می‌کنند.

5- کاهش فرسایش و حفظ خاک: با کنترل جریان‌های سطحی، از شسته شدن خاک‌های حاصلخیز جلوگیری می‌شود. خاک حفظ‌ شده نیز ظرفیت نفوذپذیری خود را بهتر نگه می‌دارد.

ملاحظات و تأثیر شاخص‌های فنی و مدیریتی بر میزان تغذیه مصنوعی

1. ابعاد هندسی: ارتفاع و حجم مخزن بند تأثیر زیادی بر نیروی هیدرواستاتیک و زمان ماندآب دارند. با افزایش ارتفاع، فشار هیدرولیکی وارد بر سازه به طور متناسب افزون می‌شود و امکان نفوذ بیشتر فراهم می‌آید؛ اما این کار همچنین نیاز به پایداری شیب بدنه را تشدید می‌کند. طول تاج و مساحت مخزن نیز تعیین‌کننده حجم آب ذخیره شده است. هرچه مخزن بزرگ‌تر باشد، علاوه بر ذخیره آب سیلابی بیشتر، زمان نفوذ طولانی‌تر می‌شود؛ ولی تبخیر سطحی و رسوب‌گذاری در مخزن نیز افزایش می‌یابد که از حجم موثر آب قابل نفوذ می‌کاهد.
2. ضریب نفوذپذیری: ویژگی‌های دانه‌بندی و ساختار زمین زیر و اطراف بند اثر مستقیم بر نفوذ آب دارد. اگر لایه‌های زیرین بند خیلی متراکم یا رسی باشند، نفوذ محدود می‌شود ولی در آبرفت‌های درشت‌دانه نفوذپذیر، حجم بزرگی از رواناب می‌تواند مستقیماً به سفره برسد.
3. محل احداث (توپوگرافی و زمین‌شناسی): بسته به شیب و شکل دره، محل قرارگیری بند تعیین می‌شود. دره‌های شیب‌دار و تنگ معمولاً هجوم آب زیاد و نفوذ سریع را دارند، اما امکان ته‌نشینی رسوب نیز بالاست. توپوگرافی کم شیب‌تر، زمان ماند آب را افزایش می‌دهد. زمین‌شناسی اطراف بند (سنگ‌های سازند یا آبرفت‌ها) نیز تعیین‌کننده نرخ نفوذ است. از این رو، در هر پروژه ضمن بررسی توپوگرافی باید مطالعات ژئوتکنیک انجام شود تا مشخص گردد آب پشت بند در چه مسیرهایی (مثلاً در شکاف‌های سنگی یا لایه‌های شنی) به سفره وارد می‌شود.
4. نگهداری و بهره‌برداری: حجم و سرعت نفوذ وابسته به شرایط نگهداری بند است. رسوب‌گذاری باعث کاهش نفوذپذیری مخزن می‌شوند و در رسوب‌گذاری شدید نیز باعث می‌شود تقریباً تمام ظرفیت نفوذ از بین برود و بندها کارایی خود را از دست بدهند؛ به همین دلیل لایروبی و خالی کردن رسوبات ضروری است. علاوه بر این، کنترل تراز آب با دریچه یا سرریز مناسب موجب بهره‌برداری بهینه می‌گردد. غفلت از تعمیرات و نگهداری نامناسب بند، هم به نفوذ محدود می‌انجامد و هم خطر شکست سازه را افزایش می‌دهد.

نتیجه‌گیری: مطالعات علمی و تجربیات عملی نشان می‌دهند که بندهای خاکی به عنوان سازه‌هایی ساده و سازگار با محیط زیست جهت ذخیره موقت سیلاب و افزایش نفوذ، می‌توانند خصوصا در مناطق خشک نقشی مؤثر در تغذیه مصنوعی آبخوان‌ها ایفا کنند. کارایی و تأثیرگذاری این روش در گرو طراحی صحیح بوده و به ویژگی‌های فنی سازه و شرایط مکان‌یابی و احداث آن وابسته است. انتخاب خاک و مصالح مناسب، طراحی دقیق مهندسی، ارزیابی نفوذپذیری و موقعیت توپوگرافی و زمین‌شناسی مناسب و همچنین مدیریت مستمر و برنامه‌ریزی نگهداری منظم، تماماً در افزایش کارایی تغذیه مصنوعی تعیین‌کننده می‌باشند. در صورت رعایت این اصول، بندهای خاکی می‌توانند به کمبود منابع آب زیرزمینی در مناطق خشک غلبه کرده و پایداری منابع آب زیرزمینی را ارتقا دهند.

محمدعلی شرافت  

کارشناس بهره برداری و نگهداری از شبکه های آبیاری