Table of Contents
:: إن الأراضي المزروعة مصممة على نظم إيكولوجية تخفف من عمليات الأراضي الرطبة الطبيعية لمعالجة المياه المستعملة، وتحسن نوعية المياه، وتوفر الموائل، وقد تم على مدى العقود القليلة الماضية اعتمادها على نطاق واسع في مجال معالجة النفايات السائلة في المناطق التي تشكل فيها النظم الميكانيكية التقليدية خطراً على المياه السطحية أو غير عملية، إلا أن عدداً متزايداً من هذه النظم يجري بناؤها أو تغييرها في المناطق الساحلية الناشئة
التهديد المتزايد باقتحام مياه السالطح
إن تطفل المياه ليس مشكلة بعيدة؛ بل إنه يؤثر بالفعل على المجتمعات الساحلية في جميع أنحاء العالم ، وبالتالي فإن ارتفاع مستويات المياه، إلى جانب ارتفاع المياه الجوفية المفرطة وهبوط الأراضي، قد يؤدي إلى تطاير الجبهات المالحة في الأراضي، وفي أماكن مثل دلتا نهر المسيسبي، ودلتا النيل، فإن موارد المياه العذبة تتحول تدريجيا إلى تضخيم
Unique Challenges in Constructed Wetland Design for Saltwater Intrusion Zones
إن بناء أرض رطبة وظيفية في منطقة تطفل المياه المالحة يختلف اختلافاً جوهرياً عن تصميم أرض في بيئة مستقرة للمياه العذبة، وتمتد التحديات بين المجالات البيولوجية والكيميائية والفيزيائية، وكثيراً ما تكون مترابطة.
مصحة في النباتات
Atreshwater macrophytes — such as Phragmites australis) (common reed), Typha[Ffilt habitats:3] spp. (cattails), and Schoenoplectus
اختلال النشاطات الدقيقة
كما أن الكائنات الحية الدقيقة تدفع عمليات المعالجة الأساسية في الأراضي الرطبة: التحلل العضوي، والتنزيل، وتفشي الفسفور، وتحلل المادة العضوية، وتحلل المادة 50 من المادة، وتزيد نسبة الارتحال إلى المادة المميتة، وتزيد نسبة التلقيح العضوي (التراكمات العالية للملح) من حيث ارتفاع معدلات الإجهاد الناجم عن التراكم البيولوجي، وتتسبب في تدهور الخلايا(15)
المضاعفات الفيزيائية والهيدروليكية
Intwater intrusion does not only affect biology; it alters physical chemistry of the wetland water. Increased ionic strength changes the solubility of metals and nutrients. For instance, phosphate that is bound to iron or aluminum in sediments can be displaced by chloride ions, leading to phosphosphoulization and trophic
قضايا الاستدامة والإعالة الطويلة الأجل
إن تراكم الملح هو تحد طويل الأجل، وحتى إذا كان الملوحة ذات النفوذ معتدلا، فإن التهرب من الأملاح في المياه الرطبة والرواسب، فخلال سنوات عديدة، يمكن أن يتراكم الصوديوم والكلويد إلى مستويات تتجاوز مدى التسامح مع حتى النباتات الهلوفية، وفي غياب التذبذب المنتظم مع المياه العذبة، تصبح الأراضي الرطبة مغسلة للأملاح تتكيف في نهاية المطاف مع الملح.
الحلول الهندسية واستراتيجيات التصميم
وعلى الرغم من التحديات الهائلة، فإن ثروة من البحوث والخبرة العملية قد أسفرت عن حلول فعالة، وتعالج هذه الاستراتيجيات المشاكل البيولوجية والكيميائية والمادية في وقت واحد، وغالبا ما تدمج الهندسة الإيكولوجية مع الابتكارات الهندسية المدنية.
اختيار وإنشاء نباتات متسامحة للمرتبات
The most straightforward solution is to use halophytes -- plants that thrive in saline environments. Species such as Spartina alterniflora (smooth cordgras), Salicornia europaea[FcusLT:3]
تعديلات التصميم الهيدروليكي
ويمكن أن يؤدي التصميم الهدرائي الذكي إلى تخفيف تسرّب المياه المالحة من كل من المصادر السطحية والشبه السطحية، ويتمثل أحد النهجين في إنشاء جهاز استنشاق مياه مائية مزعومة يُرفع من المياه الجوفية، ويُستخدم في ذلك في إطار نظام مضخة مائي معالج يُستخدم في إطاره في المياه الجوفية، ويُستخدم هذا الجدار في شكل سداسي.
التعديلات على الاستراتيجية ووسائط الإعلام
أما الإضافة الفرعية - القبر أو الرمل أو التربة - فهي توفر الدعم المادي والاحتفاظ بالمواد الكيميائية، أما بالنسبة لمناطق توليد المياه المالحة، فينبغي اختيار وسائط الإعلام لتقليل [الاستيعاب الملحي] [الاستعمال التراكمي] في نهاية المطاف، كما أنها تسهل عملية الغسل الرئوي، حيث تخفض أيضاً كميات السائل المحتوية على سلفونات.
النظم الهجينة والمكثفة
وعندما تكون الاحتياجات من الأماكن محدودة أو العلاج مرتفعة، فإن النظام الهجين الذي يجمع بين الأراضي الرطبة المُنشَّدة والتكنولوجيات الأخرى يمكن أن يكون أكثر مرونة، فعلى سبيل المثال، فإن الأراضي الرطبة التي تُستخدم في إطارها الأرض المُنفصلة عن سطح الأرض، والتي تُستخدم فيها معادن أفقية للتدفقات، مع إزالة الصوديوم الوسيط عن طريق التحلل العكسي أو وحدة التحليل الكهروهيدي.
الرصد، ومراقبة التغذية، والإدارة التكيفية
ولا يوجد تصميم مثالي من اليوم الأول، بل إن القدرة على التكيف هي أكثر الحلول أهمية، وينبغي أن يشمل برنامج الرصد القوي أجهزة استشعار للتصريف قبل بدء التشغيل في الموقع، وفي نقاط داخلية مختلفة، وفي الخارج، يمكن لهذه أجهزة الاستشعار أن تحفز على وضع علامات أو تعديلات تلقائية: تحويل التدفق إلى حوض تخزين، أو زيادة معدل تناقص المياه العذبة، أو إغلاق خلية.
دراسات الحالة والتطبيقات العالمية الحقيقية
(ب) وهناك مشاريع عديدة في جميع أنحاء العالم تبين أن الأراضي الرطبة المشيدة يمكن أن تعمل في مناطق تطفل المياه المالحة عندما تكون مصممة بهذه المبادئ، ومن الأمثلة البارزة على ذلك أن التدفق المميت الذي يُبنى في منطقة ويكز باي الوطنية للبحوث في المياه العذبة [و]، حيث يختبر الباحثون نظاماً يعالج مياه الأمطار أثناء فترة التصريف العادية للماءات الملحية.
In the Netherlands, researchers have built pilot-scale floating wetlands) on brackish lakes created by saltwater intrusion, these use pre-vegetated mats of Schoenoplectus taberdranaemontani (great
الاتجاهات المستقبلية والاحتياجات البحثية
وفي حين أن الحلول القائمة فعالة، فإن سرعة وتيرة تغير المناخ تتطلب استمرار الابتكار، ومن المتوقع أن ترتفع مستويات البحر بمقدار 0.3 إلى 1.0 متر بحلول عام 2100، مما سيدفع بتدفق المياه المالحة إلى داخل الأراضي وتكثيف الضغط على الأراضي الرطبة الساحلية، وينبغي إجراء بحوث في عدة مجالات رئيسية.
ومن الحدود الواعدة الأخرى استخدام النظم الكهروكيميائية الكمائية ] التي تدمج في مجموعات فرعية منشأة من الأراضي الرطبة، ويمكن لهذه الأجهزة أن تجني الإلكترونات من أكسيد المواد العضوية، وأن تعزز معدلات المعالجة وتولد كميات صغيرة من الكهرباء، مع إظهار التسامح إزاء الملوحة المتوسطة، وأخيراً هناك حاجة إلى
خاتمة
ويمكن أن توفر الأراضي المزروعة حلاً قائماً على الطبيعة لمعالجة المياه يكون فعالاً من حيث التكلفة، ومجدياً من حيث الطاقة، ومفيداً من الناحية الإيكولوجية، غير أنه في المناطق الساحلية التي يكون فيها تسرّب المياه المالحة حقيقة، فإن تصميمات المياه العذبة التقليدية ستفشل، وتظل تحدّياتها، من التغذّي النباتي والتكديس الميكروبات إلى تراكم الملح والارتباط المادي، كبيرة ولكن غير قابلة للتكيّف.