التدفق البيئي

تصف التدفقات البيئية كمية وتوقيت ونوعية تدفقات المياه اللازمة للحفاظ على النظم البيئية للمياه العذبة والمصبات ، وعلى سبل عيش الإنسان ورفاهيته التي تعتمد على هذه النظم. وفي السياق الهندي، تكتسب تدفقات الأنهار اللازمة للاحتياجات الثقافية والروحية أهمية بالغة. ^{[ 1 ]} ويسعى مديرو المياه، من خلال تطبيق التدفقات البيئية، إلى تحقيق نظام تدفق، أو نمط، يلبي الاحتياجات البشرية ويحافظ على العمليات الأساسية اللازمة لدعم النظم البيئية النهرية الصحية . ولا تتطلب التدفقات البيئية بالضرورة استعادة أنماط التدفق الطبيعية الأصلية التي كانت ستحدث لولا التنمية البشرية والاستخدام والتحويل، بل تهدف بدلاً من ذلك إلى تحقيق مجموعة أوسع من القيم والفوائد من الأنهار مقارنةً بالإدارة التي تركز فقط على إمدادات المياه أو الطاقة أو الترفيه أو مكافحة الفيضانات .

تُعدّ الأنهار جزءًا من أنظمة متكاملة تشمل السهول الفيضية والممرات النهرية . وتُوفّر هذه الأنظمة مجتمعةً مجموعةً واسعةً من الفوائد. مع ذلك، تتعرّض أنهار العالم لتغييرات متزايدة نتيجةً لبناء السدود وتحويل مساراتها وإنشاء الجسور . أكثر من نصف الأنهار الكبيرة في العالم مُغطّاة بالسدود، ^{[ 2 ]} وهو رقمٌ في ازديادٍ مستمر. يُخطّط لبناء ما يقرب من 1000 سدٍّ أو هي قيد الإنشاء في أمريكا الجنوبية، كما يُخطّط لبناء 50 سدًّا جديدًا على نهر اليانغتسي في الصين وحده. ^{[ 3 ]} تُغيّر السدود وغيرها من المنشآت النهرية أنماط التدفق في المصب، وبالتالي تُؤثّر على جودة المياه ودرجة حرارتها وحركة الرواسب وترسبها، وعلى الأسماك والحياة البرية، وعلى سُبل عيش السكان الذين يعتمدون على النظم البيئية النهرية السليمة. ^{[ 4 ]} تسعى التدفقات البيئية إلى الحفاظ على وظائف الأنهار هذه مع توفير الفوائد التقليدية خارج مجرى النهر في الوقت نفسه.

منذ مطلع القرن العشرين وحتى ستينياته، ركزت إدارة المياه في الدول المتقدمة بشكل كبير على تعظيم الحماية من الفيضانات ، وإمدادات المياه ، وتوليد الطاقة الكهرومائية . خلال سبعينيات القرن العشرين، دفعت الآثار البيئية والاقتصادية لهذه المشاريع العلماء إلى البحث عن سبل لتعديل عمليات السدود للحفاظ على أنواع معينة من الأسماك. ^{[ 5 ]} انصب التركيز الأولي على تحديد الحد الأدنى من التدفق اللازم للحفاظ على نوع معين، مثل سمك السلمون المرقط ، في النهر. تطورت التدفقات البيئية من مفهوم "الحد الأدنى من التدفقات"، ولاحقًا، من مفهوم "التدفقات داخل المجرى"، الذي أكد على ضرورة الحفاظ على المياه داخل المجاري المائية.

بحلول تسعينيات القرن الماضي، أدرك العلماء أن الأنظمة البيولوجية والاجتماعية التي تدعمها الأنهار بالغة التعقيد بحيث لا يمكن تلخيصها في متطلب واحد للحد الأدنى من التدفق. ^{[ 6 ] [ 7 ]} ومنذ ذلك الحين، حظي استعادة التدفقات البيئية الشاملة والحفاظ عليها بدعم متزايد، كما تعززت قدرة العلماء والمهندسين على تحديد هذه التدفقات للحفاظ على كامل نطاق الأنواع والعمليات والخدمات النهرية. علاوة على ذلك، تطور التنفيذ من إعادة تشغيل السدود ^{[ 7 ]} إلى دمج جميع جوانب إدارة المياه، ^{[ 8 ]} بما في ذلك تحويلات المياه الجوفية والسطحية وتدفقات العودة، فضلاً عن استخدام الأراضي وإدارة مياه الأمطار. كما شهد العلم الداعم لتحديد التدفقات البيئية وإدارتها على المستوى الإقليمي تقدماً مماثلاً. ^{[ 9 ]}

في دراسة استقصائية عالمية أجريت عام 2003 على متخصصين في مجال المياه لقياس تصوراتهم عن التدفق البيئي، أقرّ 88% من المشاركين البالغ عددهم 272 مشاركًا بأن هذا المفهوم أساسي لإدارة موارد المياه بشكل مستدام وتلبية الاحتياجات طويلة الأجل للبشر. ^{[ 10 ]} وفي عام 2007، حظي إعلان بريسبان بشأن التدفقات البيئية بتأييد أكثر من 750 ممارسًا من أكثر من 50 دولة. ^{[ 11 ]} وقد أعلن الإعلان تعهدًا رسميًا بالعمل المشترك لحماية أنهار وبحيرات العالم وإعادة تأهيلها. وبحلول عام 2010، تبنت العديد من دول العالم سياسات خاصة بالتدفق البيئي، على الرغم من أن تطبيقها لا يزال يمثل تحديًا. ^{[ 12 ]}

من بين الجهود المبذولة حاليًا لاستعادة التدفقات البيئية مشروع الأنهار المستدامة، وهو مشروع تعاوني بين منظمة حماية الطبيعة (TNC) وفيلق المهندسين بالجيش الأمريكي (USACE)، أكبر جهة لإدارة المياه في الولايات المتحدة. ^{[ 13 ]} منذ عام 2002، تعمل منظمة حماية الطبيعة وفيلق المهندسين بالجيش الأمريكي على تحديد وتنفيذ التدفقات البيئية من خلال تعديل عمليات تشغيل سدود فيلق المهندسين بالجيش الأمريكي في 8 أنهار عبر 12 ولاية. ^{[ 14 ]} وقد أدى إعادة تشغيل السدود لإطلاق التدفقات البيئية، بالإضافة إلى استعادة السهول الفيضية، في بعض الحالات إلى زيادة المياه المتاحة لإنتاج الطاقة الكهرومائية مع تقليل مخاطر الفيضانات.

يُعدّ نهر بيل ويليامز في ولاية أريزونا ، المتدفق أسفل سد ألامو ، أحد الأنهار التي يُسلّط عليها مشروع الأنهار المستدامة الضوء. بعد مناقشاتٍ حول تعديل عمليات تشغيل السد منذ أوائل التسعينيات، بدأ أصحاب المصلحة المحليون العمل مع منظمة الحفاظ على الطبيعة (TNC) وفيلق المهندسين بالجيش الأمريكي (USACE) في عام 2005 لتحديد استراتيجيات مُحددة لتحسين الصحة البيئية والتنوع البيولوجي لحوض النهر أسفل السد. جمع العلماء أفضل المعلومات المُتاحة وعملوا معًا لتحديد التدفقات البيئية لنهر بيل ويليامز . ^{[ 15 ]} ورغم أنه لم يكن بالإمكان تطبيق جميع مكونات التدفق البيئي المُوصى بها على الفور، فقد عدّل فيلق المهندسين بالجيش الأمريكي عمليات تشغيل سد ألامو لدمج المزيد من التدفقات المنخفضة الطبيعية والفيضانات المُتحكّم بها. ويرصد الرصد المُستمر الاستجابات البيئية الناتجة، مثل تجديد غابات الصفصاف والحور المحلية، وقمع أشجار الأثل الغازية وغير المحلية، واستعادة الكثافة الطبيعية لسدود القنادس والموائل المائية الجارية والراكدة المرتبطة بها، والتغيرات في أعداد الحشرات المائية، وتعزيز تغذية المياه الجوفية . يواصل مهندسو فيلق المهندسين بالجيش الأمريكي التشاور مع العلماء بشكل منتظم ويستخدمون نتائج المراقبة لتحسين عمليات تشغيل السد بشكل أكبر. ^{[ 16 ]}

من الأمثلة الأخرى التي ساهم فيها أصحاب المصلحة في وضع توصيات بشأن التدفقات البيئية مشروع باتوكا 3 للطاقة الكهرومائية في هندوراس . ^{[ 17 ]} لطالما دعم نهر باتوكا، ثاني أطول أنهار أمريكا الوسطى، الثروة السمكية، وغذّى المحاصيل، ومكّن العديد من المجتمعات الأصلية، بما في ذلك قبائل تاواكا وبيتش وميسكيتو، من الملاحة على مدى مئات السنين. ولحماية الصحة البيئية لأكبر غابة مطيرة بكر شمال الأمازون وسكانها، اتفقت منظمة الحفاظ على الطبيعة (TNC) والشركة الوطنية للطاقة الكهربائية (ENEE، الوكالة المسؤولة عن المشروع) على دراسة وتحديد التدفقات اللازمة للحفاظ على صحة المجتمعات البشرية والطبيعية على طول النهر. ^{[ 17 ]} ونظرًا لمحدودية البيانات المتاحة، طُوّرت مناهج مبتكرة لتقدير احتياجات التدفق بناءً على خبرات وملاحظات السكان المحليين الذين يعتمدون على هذا الجزء من النهر الذي يكاد يكون بكرًا. ^{[ 18 ]}

تُستخدم أكثر من 200 طريقة حول العالم لتحديد تدفقات الأنهار اللازمة للحفاظ على صحة الأنهار. مع ذلك، فإن القليل منها فقط شامل ومتكامل، بحيث يأخذ في الحسبان التغيرات الموسمية والسنوية في التدفق اللازمة لدعم كامل نطاق خدمات النظام البيئي التي توفرها الأنهار الصحية. ^{[ 19 ]} تشمل هذه المناهج الشاملة: DRIFT (استجابة المصب لتحويل التدفق المفروض)، ^{[ 20 ]} وBBM (منهجية الوحدات البنائية)، ^{[ 21 ]} و"عملية السافانا" ^{[ 22 ]} لتقييم التدفق البيئي الخاص بالموقع، وELOHA (الحدود البيئية للتغيرات الهيدرولوجية) لتخطيط وإدارة موارد المياه على المستوى الإقليمي. ^{[ 23 ]}

تعتمد الطريقة "الأفضل"، أو بالأحرى الطرق، المناسبة لحالة معينة على كمية الموارد والبيانات المتاحة، وأهم القضايا، ومستوى اليقين المطلوب. ^{[ 24 ]} ولتسهيل تحديد متطلبات التدفق البيئي، طورت جهات مثل مركز الهندسة الهيدرولوجية التابع لهيئة المهندسين بالجيش الأمريكي عددًا من النماذج والأدوات الحاسوبية ^{[ 25 ]} لتحديد متطلبات التدفق المحددة في ورشة عمل (مثل HEC-RPT ^{[ 26 ]} ) أو لتقييم آثار تطبيق التدفق البيئي (مثل HEC - ResSim ، و HEC - RAS ، و HEC-EFM ) .

بالإضافة إلى ذلك، تم تطوير نموذج ثنائي الأبعاد من نموذج اضطراب ثلاثي الأبعاد قائم على إغلاق الدوامات الكبيرة لسماغورينسكي، وذلك لنمذجة التدفقات البيئية واسعة النطاق بشكل أكثر ملاءمة. ^{[ 27 ]} يعتمد هذا النموذج على مشعب بطيء لإغلاق الدوامات الكبيرة المضطربة لسماغورينسكي بدلاً من معادلات التدفق التقليدية التي تعتمد على متوسط ​​العمق.

وتشمل طرق تقييم التدفق البيئي الأخرى المجربة والمختبرة DRIFT، ^{[ 20 ]} والتي تم استخدامها مؤخرًا في نزاع محطة كيشنغانجا الكهرومائية بين باكستان والهند في محكمة التحكيم الدولية.

في الهند ، برزت الحاجة إلى إدارة التدفقات البيئية نتيجةً لمئات السدود الضخمة المخطط لها على أنهار الهيمالايا لتوليد الطاقة الكهرومائية. فعلى سبيل المثال، ستؤدي سلسلة السدود المخطط لها عبر نهر لوهيت ، ونهر ديبانغ في نهر براهمابوترا ، ونهر ألاكناندا ونهر بهاجيراتي في حوض نهر الغانج ، ونهر تيستا في سيكيم ، إلى تدفق المياه في الأنهار عبر الأنفاق وقنوات الري بدلاً من مجاريها الطبيعية.

صدرت بعض التوصيات من جهات مختلفة (المحاكم، والهيئات القضائية، ولجنة تقييم الخبراء التابعة لوزارة البيئة والغابات في الهند ) بشأن إطلاق التدفقات الإلكترونية من السدود. ومع ذلك، لم تُدعم هذه التوصيات بأهداف واضحة تُبين سبب الحاجة إلى إطلاق تدفقات إلكترونية محددة. ^{[ 28 ]}

• تدفق المياه العذبة
• ندرة المياه