מליחות המים בכנרת

בתקופה בה יורדת חשיבותה המרכזית של הכנרת כמקור מים, אולי הגיעה העת לשנות חלק מהתפיסות המקובלות לגבי גובה המפלס ורמת המליחות שלה. משה גופן מציג כאן גישה אחרת הדוגלת בהורדת מפלס כדי להוריד את כמות המלחים במים

מוצא הירדן מהכנרת, ליד אתר הירדנית

אפתח בשלושה ציטוטים:
..."אם אתם רוצים להסביר איזה רעיון, תמיד עליכם להחליט שתפרסמו את התוצאות, ואין זה משנה איך הן ייצאו" (חתן פרס נובל לפיסיקה, ריצארד פיינמן, לתלמידיו. מתוך: "אתה בטח מתלוצץ מיסטר פיינמן").
..."ראיית הנולד מפירה את הסיבתיות - חוק הסיבה והתוצאה. תוצאות מתרחשות לאחר הסיבה, לא להיפך". (מתוך "הפיסיקה של הבלתי אפשרי", מאת: מיצ'ו קאקו).
..."המדע מבוסס על מתמטיקה. המתמטיקה לא יכולה לגלות את כל האמיתות. לכן, המדע לא יכול לגלות את כל האמיתות". (ג'ון ברואו, מתוך: "הבלתי-אפשרי").

רקע

התכונות הכימיות של מי הכנרת שונות מאד מאלו של המים הנכנסים אליה ממקורות שונים. מקור המים העיקרי של הכנרת הוא נהר הירדן המספק לאגם כ-65% מכלל כמות המים הנכנסים אליו. מי הירדן מלוחים בערך פי עשרה פחות ממי האגם (בירדן 20 מגכ״ל ובכנרת 250 עד מעל 300 מגכ״ל).
השוני הזה מקורו במלחים הרבים שמזרימים אל האגם המעיינות התת-מימיים השופעים בזרימה מוגדרת או בחלחול מתוך פני שטח נרחבים של הקרקעית.
המיקום של חלק מהנביעות התת-מימות העוצמתיות של מים מלוחים מרוכז באתרים צפופים שמקומם ידוע, כמו ליד טבחה, מעינות ה"ברבוטים", או ליד טבריה ו"חמי טבריה" או ליד מנזר הרוסים ליד גן אפרת.
חלק נכבד ביותר (כ-30%) של כמויות המלחים ששפעו אל האגם בעבר מקורו היה במעיינות "עין נור" בחוף טבחה בצפון מערב הכנרת.
המים המלוחים של מעיינות עין נור נובעים מעומק של מאות מטרים ומגיעים אל פני השטח ובעבר זרמו כמה עשרות מטרים על פני השטח אל האגם. עם הפעלת "מוביל המים הארצי" במטרה להמתיק את המים שיישאבו מהכנרת כדי להתאימם להשקיית גידולים חקלאיים, היטו את המים המלוחים של מעיינות עין נור אל תוך ה"מוביל המלוח" ושפכו אותם אל הירדן לאחר יציאתו מהכנרת. כך סילקו מהכנרת כ-40000 טון מלח בכל שנה.
בכל התקופה שעברה מאז הופעל ה"מוביל הארצי" ב-10.6.1964 ועד לאחרונה, כשמערכות התפלה הוסיפו למשק המים הישראלי כ-650 מיליוני מ"ק מים מתוקים לשתייה (אספקה ביתית), היתה חשיבות עליונה לשמירה על מליחות נמוכה של מי הכנרת כדי שיתאימו להשקיית גידולים חקלאיים.

מי הכנרת שהועברו מהאגם באמצעות ה"מוביל הארצי" הוציאו יחד איתם מהאגם כמויות גדולות מאד של מלחים שונים, שפוזרו על פני כל הארץ ישירות כמי השקיה או כקולחים מטופלים שמוצאם משפכים ביתים

כיום עדיין יש חשיבות לשמירה על כך שמליחות מי הכנרת לא תעלה יותר מדי, בעיקר על רקע ההתחממות הגלובאלית והפחתה בכמות המשקעים שיכולים להאיץ אותה. בפועל, מעט מהמים שממשיכים לשאוב מהכנרת מיועדים לשימוש ביתי ולהשקיה חקלאית של ישובים סמוכים לאגם ושל רמת הגולן. לכן נושא מליחות מי האגם אינו כל כך קריטי כפי שהיה לפני עידן ההתפלה.
המדד למליחות המים בכנרת ישמש במאמר הזה (כמו בכל הספרות הרלוונטית) ריכוז הכלוריד שהוא האניון אשר יחד עם הקטיון החד-ערכי של הנתרן יוצרים מולקולה של מלח בישול.
לפני שנות החמישים של המאה הקודמת, השימוש במי הכנרת להשקיה חקלאית נעשה רק על ידי היישובים הסמוכים לאגם.
המליחות של המים האלו היתה אז גבוהה (איור 1) וחקלאי האזור למדו כיצד להתמודד איתה וקיימו חקלאות מוצלחת מבחינה כלכלית שהתבססה על גפן, תמר, הדרים וירקות.

 מאוחר יותר, עם הפעלת ה"מוביל הארצי", נעשה שימוש נרחב בכל חלקי הארץ במי הכנרת להשקיית גידולי שדה ומטעים. אז הפך גורם המליחות לגורם קריטי והיה צורך לכן לספק מים מהכנרת במליחות נמוכה יותר מהרמה הטבעית שהיתה בה.
לצורך זה סילקו את המים המלוחים של מעינות עין נור דרך ה"מוביל המלוח" והוסיפו וערבבו בתוך מי הכנרת את המים המתוקים של מעיינות הירקון.
הגורם להקמת מפעלי ההתפלה והכניסה לעידן ההתפלה היה המחסור במים לצריכה הביתית הגוברת, בשעה שהשימוש החקלאי היה תלוי ברמה מתאימה של מליחות.
שלושה שינויים משמעותיים מעשה ידי אדם נעשו במערכת הכנרת-אגם ואגן ההיקוות (איור 1): ב-1933 הוקם סכר דגניה שנתן ביד אדם את השליטה על גובה המפלס וקצב חילוף המים (זמן שהייה); בשנת 1964 הופעל ה"מוביל הארצי" שהוציא עד לתחילת עידן ההתפלה כמיליון מ"ק מים מהשכבות העליונות של האגם בכל יום; ובסוף שנת 1967 הופעל ה"מוביל המלוח" המסלק מהכנרת כ-20 מלמ"ק/שנה של מים המכילים כ-2000 מגכ"ל כלוריד (מיליגרם כלוריד לליטר; חל"מ – חלקים למיליון).
כאן המקום לציין שמי הכנרת שהועברו מהאגם באמצעות ה"מוביל הארצי" הוציאו יחד איתם מהאגם כמויות גדולות מאד של מלחים שונים, שפוזרו על פני כל הארץ ישירות כמי השקיה או כקולחים מטופלים שמוצאם משפכים ביתים.
חשבון זהיר הראה שבמשך 43 שנות הפעלת המוביל הוצאו מהאגם כ-12 מיליארד מ"ק מים ובתוכם כ-11 מיליון טונות של מלחים שונים שנכנסו והמליחו את קרקעות ישראל, בעיקר בדרום הארץ.

היסטוריה של שינויי המליחות בכנרת

האנליזה הכימית המדויקת הראשונה של מי הכנרת נעשתה בשנת 1912 על דגימת מים שנאספה על ידי חוקר צרפתי בשם אננדל ותועדה בשנת 1913 על ידי חוקר אחר בשם קריסטי. התוצאה שפירסם קריסטי היתה 239 מגכ"ל.
חוקרי החקלאות הראשונים בעמק הירדן ובראשם שמואל סטולר ממייסדי קבוצת כנרת יחד עם שניידמסטר, מדדו בשנים 1950-1952 מליחות של 285-287 ובבדיקה נוספת 345-346.3 מגכ"ל במי כנרת ששימשו להשקיית בננות.
חוקר אחר בשם טאוסיג מדד מליחות של 331 מגכ"ל. עד 1968 מדידת המליחות נעשתה על ידי חברת תה"ל ואחר כך האחריות הוטלה על חברת "מקורות" וה"מעבדה לחקר הכנרת" של החברה לחקר ימים ואגמים.
הטיית המעיינות המלוחים של עין נור (1967) יחד עם השיטפונות הכבדים של חורף 1968-1969, כאשר תוך חודשיים שפעו אל הכנרת כמיליארד מ"ק מים נושאי מליחות נמוכה מאד מהירדן ומנחלים אחרים למול סכר פתוח והחלפה של כרבע ממי האגם, הביאו לירידת המליחות עד ל-230 מגכ"ל בשנות השבעים ואחר כך עד ל-210 מגכ"ל בשנות השמונים (איור 2).
עליות וירידות של מליחות שבאו לאחר מכן הושפעו מכמה גורמים שיתוארו בהמשך. 

שינויי מליחות עונתיים ושנתיים

שלושה גורמים חשובים גורמים לכך שמי הכנרת מלוחים (טווח של 210-396 מגכ"ל - איור 2) כמעט פי עשרה ואף יותר ממי הירדן (בממוצע - 20 מגכ"ל) הנכנסים לתוכה: 1) המליחות הגבוהה של הנביעות התת-מימיות; 2) ההתאדות הגבוהה (262 מלמ"ק/שנה); 3) משטר חילוף המים או אורך זמן השהייה (הזמן הדרוש לכך שכל מי האגם יתחלפו על פי קצב כניסת המים לתוכו ובהתחשב בנפחו).
מכיוון שהכנרת ממוקמת באיזור אקלימי סוב-טרופי, היא נתונה לתנאי אקלים טבעיים של חורף קצר, גשום וקר וקיץ ארוך, חם ויבש. בחורף יורד גשם, בנחלים זורמים מים מתוקים וכשהם נכנסים אל האגם הם מוהלים אותם וגורמים לירידת מליחות עונתית ואילו בקיץ ההתאדות חזקה (היא קיימת גם בחורף אבל בקצב מתון יותר), הספיקה בנחלים המזרימים מים מתוקים נמוכה יותר ואם מתאדים מים יותר מאלה שנכנסים - ריכוז המלחים עולה.
יתר על כן, אם כמות מי האגם, שמכילים כידוע מלחים בריכוז גבוה, שיוצאת דרך הסכר או בשאיבה,היא גבוהה, ובמקומם נכנסים מים מתוקים מהנחלים, זמן השהייה מתקצר והמליחות יורדת במידה רבה יותר בהשוואה ליציאה מתונה יותר וזמן שהייה ארוך יותר.
דוגמה אוטנטית לכך קיבלנו בכנרת בהשוואה של שתי עונות (1968-1969, ו-1991-1992) עם גשם כבד: בשתי העונות נכנסו אל האגם במשך ארבעת חודשי החורף כמיליארד מ"ק מי נחלים.
בחורף של 68-69 הסכר היה פתוח לרווחה כל החורף ובעונת 91-92 הוא היה סגור במשך כל החורף.
זמן השהייה היה לכן קצר מאד (כרבע ממי האגם התחלפו) בחורף הראשון וארוך מאד בשני. בטבלה 1 מוצגים הנתונים הממחישים את ההבדל בין שתי העונות: בטבלה מוצגים נתוני המליחות (מגכ"ל) החודשיים הממוצעים לאגם בחורף 1968-69 ובחורף 1991-92.

 במשך ארבעת חודשי החורף (4-11) ירדה המליחות של האגם בחורף הראשון: 300-236=64 מגכ"ל ובחורף השני: 250-211=39 מגכ"ל. ההבדל נובע מכך שבחורף הראשון הסכר היה פתוח ורבע ממי האגם התחלפו כשיצאו מים מלוחים יותר ונשארו מתוקים יותר. בחורף השני הסכר היה סגור ומים עתירי מלח נשארו באגם שהיה לכן מלוח יותר. 

חילופי מים אינטנסיביים יותר וזמן חילופין קצר יותר על ידי הוצאת מים מלוחים דרך סכר דגניה הפתוח הם אמצעים להורדת מליחות הקשורים גם עם ירידה מסוימת של המפלס

רישום שעשה חוקר בשם C. Minck שסייר בישראל בשנת 1884 וחקר את אזור הכנרת ופרסם את ממצאיו בספר שיצא לאור בדרזדן, גרמניה, בשנת 1897. ברישום רואים את אזור טבחה, השטח עליו נמצא היום אתר ספיר והתאנה הנראית בו חיה וקיימת עד היום

 המסקנה הפשוטה הנובעת מכך היא, שחילופי מים אינטנסיביים יותר וזמן חילופין קצר יותר על ידי הוצאת מים מלוחים דרך סכר פתוח הם אמצעים להורדת מליחות הקשורים גם עם ירידה מסוימת של המפלס. כאן דרושה בחירה בין שתי אפשרויות: הורדת מליחות עם מפלס נמוך יותר או עליית מליחות עם מפלס גבוה יותר. יש לתופעה זו דוגמה נוספת אשר מתייחסת לתקופות זמן ארוכות יותר. את סכר דגניה בנו בשנים 1932-1933 ומיד עם סיומו הושלמה גם בניית התחנה ההידרואלקטרית בנהריים ונכנסה מיד לעבודה. במשך השנים 1933-1948 התחנה פעלה וסיפקה חשמל, כאשר פתיחה וסגירה של הסכר הותאמו לאספקת זרם מים רצוף שיבטיח את עבודת הטורבינות ליצירת חשמל. עם פרוץ הקרבות של מלחמת העצמאות, בשנת 1948, התחנה ההידרואלקטרית בנהריים הושבתה כי הירדנים, שכבשו את המקום ולקחו בשבי את אותם עובדי התחנה שלא הספיקו להתפנות, הפסיקו כליל את עבודת התחנה ומאז לא פעלה יותר.
במשך 20 שנה, 1948-1968 תופעל סכר דגניה תוך שיתוף פעולה דיסקרטי עם הירדנים כאשר האחראי לכך היה נוסבאום ז"ל ממושבת כנרת.
אם מסתכלים על שינויי מפלס הכנרת בתקופה זו (איור 1) רואים בבירור שבמשך כ-20 שנה עלה המפלס בהתמדה משנה לשנה. קל מאד לנחש מה הייתה הסיבה לכך: התפעול של פתיחה וסגירה של הסכר נוהל כך שכל שנה לא יצאו כל המים שנכנסו לאגם וחלק מהם נשאר (עם כל החומרים המומסים בהם) בכנרת וגרם לעליית מפלס. יחד עם עליית המפלס הרצופה עלתה גם המליחות של מי האגם (איורים 3 ו- 4) והגיעה בסוף שנות השישים לרמה גבוהה שכמוה לא נמדדה מעולם, כ-400 מגכ"ל.

 

 ההסבר לכך הוא פשוט: מכיוון שלא יצאו כל שנה כל המים עם כל המלחים שיכולים היו לצאת איתם, היתה הצטברות מלח במים והמליחות עלתה.
או במילים אחרות: חילופי המים באגם, שיכולים להתרחש על ידי פתיחת הסכר, לא הספיקו כדי לשמור על רמת מליחות יציבה והיא עלתה. איורים 3, 4 מראים את הקשר שיש בין עליית מפלס ועליית המליחות בכל עמוד המים ובמיוחד בשכבות העליונות של האפילימניון.
יש להוסיף, שבתקופה 1958-1963 היה רצף של שנות בצורת שתרמו גם הן לעליית המליחות.
המסקנה המתבקשת משתי הדוגמאות שהוצגו היא, שכדי לשמור על איכות המים באגם מן הראוי לאפשר חילוף מים שמשמעותו: לאגור מים נקיים נכנסים ולהוציא מים עתירי מזהמים כמה שיותר, מה שיכול במידת מה לאפשר רמת מליחות יציבה וזה נכון גם לגבי נוטריאנטים ומזהמים אחרים.
אין זה סוד שבמציאות הקיימת של יובשנות נוכחית גבוהה וצפי להתגברותה, קיומו של משטר תפעולי כמו זה המוצע כאן יגרום יחד עם שמירה על איכות המים גם לירידת מפלס.

ושוב חוזרת השאלה: האם ירידת מפלס גורמת לירידה קצרה או ארוכת טווח ברמת המליחות ומה עדיף? איכות מים טובה עם מפלס נמוך או איכות מים פחות טובה עם מפלס גבוה?
גורמים נוספים המשפיעים על עלייה או ירידה של מליחות המים בכנרת:

  1. סילוק מלחים אנטרופוגני (מלאכותי, מעשה ידי אדם): יש נביעות תת-מימיות של מים מלוחים לכנרת שמקומן ידוע וניתן תוך השקעת משאבים רבים לתפוש אותן לפחות בחלקן הגדול ולהטות אותן אל מחוץ לאגם. ריכוז כזה של נביעות קיים ליד "המנזר הרוסי" ("גן אפרת"), בחוף המערבי סמוך לטבריה. טיפול בהטייה זו התחיל לא מכבר והוא בשלבים מתקדמים וקיימת הערכה זהירה שניתן יהיה לסלק מהאגם בצורה זו כ-20,000 טון מלחים בכל שנה.
  2. מאזני מים של "נכנס/יוצא" בהם יורד חלקו של ה"נכנס" בגלל יובשנות (התחממות גלובאלית) מתקדמת ובתמיכה נוספת של עלייה בקצב ההתאדות.
  3. מנגנון הסעת המלח על ידי המים הזורמים באקוויפרים תת-קרקעיים שמקורם מי גשם: מחקרים הראו שככל שיורד יותר גשם והזרימה באקוויפרים הדרום-מערביים של אזור הכנרת (כלנית-צלמון) מתגברת, המסה של מלח ו"הטענתו" בתוך הזרימות האלה מתגברת והכנרת מקבלת כתוצאה מכך יותר מלח לתוכה. המלח הזה מצוי בעומק כגושי מלח או כתמלחות מרוכזות בעומק מאות מטרים וככל שעוברים במגע איתם יותר מים שמקורם בגשמים, מוסעת כמות גדולה יותר של מלח אל האגם.

גישה אחת פשוטה וכוללנית המשלבת את כל הגורמים שהוצגו כאן, במטרה לבנות מודל קונצפטואלי בעזרתו ניתן יהיה לצפות ברמת סבירות גבוהה שינויים במליחות האגם, למעשה טרם גובשה. לעומת זאת, נעשו ניסיונות רציניים לבנות מודל כזה הכולל משתני-יסוד חלקיים. אחד החסרונות של מודלים כאלה הוא חוסר נתונים של המשתנים השונים מהתקופה שלפני הקמת הסכר, כאשר המערכת פעלה באופן טבעי ללא התערבות יד אדם.
בתקופה זו שלפני הקמת הסכר, מליחות האגם היתה ככל הנראה גבוהה יותר מ-280 מגכ"ל.
עליית המליחות החדה בשנים 1948-1968 נגרמה קרוב לוודאי בעיקר בגלל צבירת מלחים רב-שנתית שהתרחשה בשל פתיחה חלקית של הסכר וגרמה להארכת זמן החילופין ולעלייה יחסית בכמות המים עתירי המלח באגם, ולא בגלל עלייה בכמות הגשם ויחד איתה זרימה מוגברת באקוויפרים המערביים-דרומיים, לא בגלל התחממות גלובאלית ויובשנות מתקדמת וקרוב לודאי שגם לא בגלל מאזני מים שליליים. אין כל הוכחה להשפעת כל הגורמים האלה פרט לסכר סגור חלקית והצטברות מלח ונוטריאנטים. לאחרונה הועלתה תחזית האומרת שתוך 25 שנה, אם כמות המים הנכנסת אל האגם תהיה 440 מלמק"ש והתאדות מהאגם תעמוד על 240 מלמק"ש, יהיו בכנרת רק 200 מלמק"ש מים זמינים והמליחות תעלה מ-280 עד למעלה מ-300 מגכ"ל.
זאת לעומת עלייה מ-275 ל-396 במשך 20 שנה בלבד, כשהגורם המשפיע היה רק סכר סגור באופן חלקי.
יתר על כן, בהתחשב במצב הנוכחי שבו אספקת מים ביתית במדינת ישראל מבוססת כולה על התפלה ומי הכנרת דרושים למעשה רק בסביבתה הקרובה וברמת הגולן, מליחות כזו היא נסבלת ומקובלת. לכן עדיפות עליונה בתפעול הכנרת יש לתת לחילופי מים מירביים גם במחיר של מפלס נמוך.

המעיינות המלוחים בעין נור

סיכום

המליחות הטבעית בכנרת לפני התערבות אנטרופוגנית היתה ככל הנראה 287-325 מגכ"ל כלוריד. הטיית מעיינות עין נור יחד עם שיטפונות 1969-1968 הביאו לירידה דרמטית של המליחות. נטייה מתמשכת של ירידה בכמות המשקעים (התחממות גלובאלית) ושמירה על גובה מפלס גרמו להארכת זמן השהייה ועליית המליחות. גורמים דומיננטיים הקובעים את מליחות המים בכנרת כוללים: מאזן המים של כניסות ויציאות, כולל התאדות, ואורך הזמן המחושב של חילופי המים באגם. ככל שהחילופים עוצמתיים יותר, זאת אומרת "זמן שהייה" מחושב קצר יותר, ההשפעה היא לכיוון של ירידת המליחות ולהיפך. שינויים בגובה המפלס הם תוצאה של מדיניות התפעול לקיצור "זמן השהייה". מפלס עולה הוא תוצאה של הצטברות מים ומלחים ואילו פתיחת סכר והוצאת מים גורמים לירידת מפלס וירידת מליחות.
זרימה מוגברת באקוויפרים הדרום-מערביים כתוצאה מריבוי משקעים מגבירה שפיעת מלח לאגם. שאיבת מים לאספקה מתוך האקוויפרים האלה עשויה להקטין שפיעת מלחים לאגם. אשר לתגבור הטיית נביעות מלוחות תת-ימיות, השיקול הוא כלכלי בעיקרו.

פרופ' משה גופן, מיג"ל-מכון למחקר מדעי בגליל | Gophen@migal.org.il