מאגרים עם מנגנון הגלשה מואצת – פתרון הנדסי ישים מיידית לצמצום נזקי הזרמות קולחים

נייר עמדה:
מאגרים עם מנגנון הגלשה מואצת – פתרון הנדסי ישים מיידית לצימצום נזקי הזרמות קולחים
[עדכון מאי 2022]
ד"ר תום טופז, טל שדה, מרב גלבוע, הדר צדקה, ד"ר יאיר סוארי ופרופ' גיתי יהל
המרכז הישראלי לחקר אסטוארים

תקציר
הזרמה מתמשכת של קולחים, גם כאשר הם עומדים בתקן ענבר להזרמה לנחלים, גורמת למחסור חמצן כרוני בעמודת המים ולפגיעה בתפקוד הנחלים כמערכות אקולוגיות וכאתרי נופש ופנאי. כאשר הקולחים הם באיכות טיפול נמוכה, הזרמות כאלה גורמות גם למטרדים סביבתיים קשים ולסכנה לבריאות הציבור. בכדי לאפשר את שיקום הנחלים נדרש שינוי תפיסתי. עד כה, ההצעה היחידה שתאפשר את השינוי הנדרש הינה הקמה של מאגרים ייעודיים שיאפשרו שחרור מהיר של עודפי קולחים לנחלים בפרקי זמן של ימים בודדים וזאת רק במקרים בהם לא ימצא כל מענה חלופי לשימוש או טיפול במים. יודגש כי פתרון זה ניתן ליישום כמעט מידי ובהשקעה יחסית נמוכה עבור רוב נחלי החוף.

הבעיה
חשיבות הנחלים לסביבה הטבעית וכאתרי נופש ופנאי לחברה האנושית ידועה ומוכרת. למרות זאת, רוב נחלי החוף אינם מממשים את הפוטנציאל הסביבתי הגלום בהם מאחר ורוב הנחלים בישראל סובלים מזיהום שעיקרו הזרמות של קולחים כתוצאה מהצטברות עודפים ו\או תקלות שונות. תחזיות מראות שבעתיד יצטברו עודפי קולחים גדולים אף יותר, בין אם בעקבות עלייה בהיקף ההתפלה או כתוצאה משינוי בתקני המים להשקיה.
על אף שריכוזי הנוטריינטים והחומר האורגני המסיס בקולחים בישראל עומדים לרוב בתקנים ובתקנות, הזרמתם בנחלי החוף הישראלים הופכת את המערכות הללו למתות ונטולות חמצן גם כאשר הקולחים עומדים בתקן ענבר לנחלים (איור 1). מרבית נחלי החוף מסתיימים במקטע בו זרימת המים איטית ומי הים והנחל נפגשים (אסטואר). אזורים אלו משתרעים לאורך קילומטרים רבים ומשמשים לפעילות פנאי אינטנסיבית כגון פארקים וגנים לאומיים. המחקרים האחרונים מראים שזמני שהיית המים באסטואר ארוכים באופן יחסי ועל כן מקטעי נחל אלו רגישים אף יותר לעומס נוטריינטים וחומר אורגני הגורמים למחסור בחמצן וליצירת אזורים מתים (dead-zones). בנוסף, המחקרים האחרונים מראים שהקולחים הזורמים לים נשארים בקרבת החוף וחושפים את המתרחצים לפתוגנים וסיכונים בריאותיים נוספים למשך פרקי זמן ארוכים (איור 2).
הנחלים באקלים ים תיכוני הינם מערכות דינמיות מאוד מטבען, ויכולת השיקום העצמי שלהם גבוהה מאוד. לכן, הזרמות קולחים מואצות ומנוהלות היטב יכולות להפוך את הזיהום ועקת הקולחים מכרונית למצומצמת בזמן וכך להקטין משמעותית את הפגיעה בנחלים, ואת הסיכונים הבריאותיים הכרוכים בזיהום.

הפתרון המוצע
הפתרון לשיקום וניהול נחלי החוף, ונחלים בכלל, מותנה בבסיסו בהפסקת הזרמות קולחים לנחלים. לצורך כך נדרש מנגנון תפעול שימנע הזרמה מתמשכת של קולחים לנחלים כתוצאה מתקלות או הצטברות עודפי קולחים בחורף. כיום, מערכת ניהול הקולחים אינה ערוכה לתרחישים אלה והאמצעי היחיד הוא שחרור הקולחים בהזרמה מתמשכת לנחלים. על כן מוצע כי יוקמו או יוקצו מאגרים תפעוליים גדולים בעלי אפשרות לשחרור חרום של הנפח האגור תוך ימים ספורים (הזרמה מואצת). המאגר יאפשר יכולת ניהול, מיהול, אגירה לטווח ארוך, והולכת קולחים ממתקני הטיפול השונים במערכת, ויקבל את המים בעלי האיכות הנמוכה ביותר במערכת. מנגנון ההזרמה המואצת יאפשר את ריקון המאגר אל הנחל בזרימה בספיקות גבוהות בעיתוי המתאים ביותר (למשל לפני שטפון או סערת חורף) ובתיאום מול כלל הגורמים במערכת. הזרמה זו מאפשרת את צמצום הנזק הסביבתי תוך גמישות ניהולית גבוהה אשר כולל התראה מוקדמת לציבור הרחב על מצב הנחל והים.

תרחיש לדוגמא בנחל אלכסנדר
הזרמות מצידו הפלסטיני של אגן ההיקוות של האלכסנדר מהוות מקור שפכים מורכב, דינמי, ובלתי צפוי. בניה או הקצאה של מאגר תפעולי בעל יכולת הגלשה מואצת תספק מענה למורכבות הטיפול בשפכי הרשות הפלסטינאית. כך, במקרים של הצטברות עודפי קולחים או במקרים בהם לא ניתן יהיה לטפל בשפכים הם יועברו ישירות למאגר התפעולי. הזרמה מואצת של מי המאגר לנחל בפרק זמן של 24-72 שעות שתעשה רק במידה ולא ניתן יהיה לנצל אותם ולאחר יידוע מוקדם של כלל גורמי הניהול באגן, תאפשר את שחרור הקולחים וריקון המאגר מבלי לגרום לפגיעה ארוכת טווח לנחל אלכסנדר ולאסטואר.
לדוגמא, אחד האתרים האפשריים למאגר התפעולי המוצע נמצא בסמוך לנחל בחן בו נמדדה ספיקת שיא של 48 מטר קוב שניה בזרימה שיטפונית. בהנחה שהאוגר המרוקן מהמאגר התפעולי יהיה 1-3 מיליון מטר קוב, ניתן לבצע הזרמה שיטפונית בקצב 10-20 מטר קוב לשנייה ולרוקן את המאגר תוך פחות משלושה ימים. בתרחיש של הזרמה מבוקרת במהלך הקיץ, במקביל לסערת קיץ, הסביבה הימית צפויה להתאושש בטווח של מספר ימים בודדים עם צפי לפתיחת חוף בית ינאי עד שבוע ימים לאחר ההזרמה. האסטואר צפוי להתאושש ברמה האקולוגית בטווח של שבועות בודדים. הזרמה חורפית, (בספיקה ידועה ובערוצים מותאמים) שהינה התרחיש המועדף, צריכה להתבצע בהתאם לתחזית ימים ספורים לפני זרימה שיטפונית צפויה, אך לא במקביל לשיטפון מחשש להצפה באפיק בחן. בתרחיש כזה הצפי להתאוששות המערכת הינו כמעט מידי.

לקריאה נוספת:
סוארי, י., שיש, ל., גפני, ש., עמית, ט., גלבוע, מ., ברוקוביץ’, ע., יהל, ג., 2017. עקות חמצן מתמשכות באסטואר של נחל אלכסנדר. אקולוגיה וסביבה 8, 44–52.
אסטרחן, פ., כהן, פ., פייקין, ס., רובין-בלום, מ., 2021 ,. הימצאות חיידקים פתוגניים רבי יציבות בשפכי נחלים בשרון. אקולוגיה וסביבה 12(2),
Suari, Y. et al. A long term physical and biogeochemical database of a hyper-eutrophicated Mediterranean micro-estuary. Data Brief 27, 104809 (2019)
Suari, Y. et al. Sandbar breaches control of the biogeochemistry of a micro-estuary. Frontiers in Marine Science 6, 224 (2019)