איבוד מים באוופוטרנספירציה והמלחה של קולחים עירוניים המטופלים במערכת אגנים ירוקים בתנאי אקלים ים-תיכוני, מישור החוף, ישראל

במצב משק המים בישראל מוצע להשתמש בקולחים לצורך שיקום נחלים. בשל רגישות מאכלסי המים איכות הקולחים הנדרשת לשיקום נחלים היא גבוהה ביחס לשימושים אחרים ולכן הם נדרשים לעבור טיפול מתקדם.

המחקר הנוכחי בוחן את היבט איבוד המים בשיטת האגנים הירוקים (Constructed wetlands) המאפשרת ליטוש קולחים באופן ידידותי לסביבה. בשיטת זו מוזרמים הקולחים המטופלים דרך בריכות עם מצע אבני בהם שתולים צמחי מים. תוך המעבר בבריכות חלים תהליכים פיסיקלים, כימיים וביולוגים המרחיקים מזהמים מהקולחים. התהליך מלווה באיבוד מים באוופוטרנספירציה הכולל איבוד מפני שטח הבריכות (התאדות) וע"י הצמחים בתהליך דיות. בתנאי אקלים ים תיכוני, בהם מים מהווים גורם מגביל, כדוגמת ישראל, יש חשיבות להערכה של שיעור איבוד המים ע"י הצמחייה באגנים הירוקים. מאחר והקולחים מיועדים לשימוש חוזר כולל בחקלאות יש חשיבות לבחון האם מלווה תהליך האוופוטרנספירציה בעליה משמעותית במליחות הקולחים. עד כה עניין זה לא נבחן בישראל והמידע בעולם מוגבל ביותר.

הניסויים בוצעו באביב ובקיץ באתר השפד"ן בו שוררים תנאים אופייניים של מישור החוף המרכזי. נבחן שיעור איבוד המים באוופוטרנספירציה במיני צמחים שונים המשמשים באגנים ירוקים וכן נבחן שעור איבוד המים אל מול תנאי מזג אוויר בחודשי הקיץ.  ממצאי המחקר הנוכחי תואמים את הידוע ממחקרים נוספים שאיבוד המים באוופוטרנספירציה מושפע באופן מובהק מתנאי מזג האוויר. מרכיבי מזג האוויר שנמצאו דומיננטיים בהשפעתם על שיעור איבוד המים היו קרינה, טמפרטורה, לחות יחסית ועוצמת הרוח, המסבירים כ 70- 74% מהשינוי באיבוד המים. בתנאי צל שיעור איבוד המים פחת באופן משמעותי בהשוואה לתנאים טבעיים. לא נמצאה הפחתה משמעותית באיבוד המים בתנאי הגנה מרוח, ככל הנראה עקב עליית הטמפרטורה. 

המידע בעולם על איבוד מים באגנים ירוקים מלאכותיים מוגבל ביותר. בחינת איבוד המים באגנים ירוקים במיכלים אפשרה לבחון את הדינמיקה היממית של איבוד המים. איבוד המים בנוכחות ובהעדר צמחיה במערכת המיכלים בזרימה מראה דינאמיקה יממית מובהקת. במחקר הנוכחי ובמחקרים אחרים נמצא איבוד מים שלילי בשעות הלילה והבוקר המוקדמות, ככל הנראה כתוצאה מתוספת מים מהתהוות טל. הממצאים מצביעים על הבדל בשיעור איבוד המים בין הצמחים השונים שנבדקו. איבוד המים הגבוה ביותר נמצא באגמון הכדורים, קאנה הודית, גומא מזן הספן וקנה מצוי, לעומת ייחורי אשל הפרקים, מלוח רגלני וסמר מחוייץ. בצמח נתון הפחתת הביומאסה (ע"י קצירה) מקטינה את שיעור איבוד המים. לנוכח הממצאים, איבוד המים באוופוטרנספירציה באגנים ירוקים מלאכותיים בזרימה תת-קרקעית נמוך יחסית ואינו אמור להוות גורם מגביל בהחלטה לשימוש בשיטה זו לטיפול בקולחים בתנאי מישור החוף בישראל. מעבר לכך, על פי ממצאי המחקר אנו מציעים לראשונה הצללה של בריכות האגנים, שיכולה להפחית את שיעור איבוד המים עד כדי מחצית. 

נושא נוסף בעל חשיבות לניצול החוזר של הקולחים, בעיקר לצרכי חקלאות, הוא המלחת הקולחים באגנים ירוקים כתוצאה מאוופוטרנספירציה. הממצאים מראים כי בדומה לאיבוד המים גם מליחות הקולחים היוצאים משתנה בדינאמיקה יממית. המליחות עולה במהלך היום, עם שיא בשעות אחר הצהריים ויורדת חזרה בלילה. על פי נתוני המחקר הנוכחי בשפד"ן ליטוש קולחים באגנים ירוקים מעלה את המליחות במידה מוגבלת. מליחות זו לא אמורה לשנות באופן משמעותי את הגידולים שיושקו בקולחים אלו. מאידך, אין להתעלם מהעובדה שקצב המלחת הקרקע המושקית בקולחי אגנים ירוקים יגדל בהתאם. בהתחשב בגידול חלקם של מים מותפלים במשק המים בישראל, שיקול המליחות צפוי לפחות בעתיד.

לסיכום, על פי מחקר זה, איבוד המים באוופוטרנספירציה והמלחתם במערכות אגנים ירוקים במישור החוף בישראל אינם אמורים להוות גורם מגביל לשימוש בשיטה זו לטיפול בקולחים. במידה ויש צורך לצמצם את איבוד המים, ניתן לתכנן מערכת ללא צמחים או לחילופין להצל על המערכת. ראוי לבחון איבוד מים והמלחתם במערכות אגנים ירוקים גם בתנאי אקלים נוספים בישראל (למשל, אזורים ארידים בערבה), בהם איבוד המים והמלחתם צפויים להיות מוגברים.