بخشی از مقاله
بررسي روشهاي کاهش تبخير از منابع و مخازن آب
چکيده
مديريت منابع آب و حفظ کميت اين منابع ارزشمند، در ايران که کشوري با آب و هواي خشک و کوهستاني بوده و هر چند سال يکبار با وقوع خشکسالي هاي گسترده ، بخش عظيمي از منابع آبي خود را از دست مي دهد، از اهميت خاصي برخورداراست . مقاله حاضر بيان آماري وضعيت تبخير در ايستگاههاي پنج گانه تبخيرسنجي استان آذربايجان شرقي و مروري بر روشهاي مختلفي است که در جهان براي کاهش تبخير از منابع آبي اجرا شده اند، اين روشها شامل روشهاي فيزيکي (پوشش هاي شناور، ساختارهاي سايباني و اشياي شناور)، روشهاي شيميايي (کاربرد الکلهاي چرب زنجيره بلند) و روشهاي بيولوژيکي (استفاده از عدسک آبي ) است .
هدف از بيان اين روشها آشنايي با روشهاي مختلف کاهش تبخير و بيان مزايا و معايب هر روش جهت انتخاب استراتژي مناسب براي آبهاي سطحي ايران ، با تأکيد بر يافتن روشي کاربردي براي کنترل تبخير در درياچه اروميه مي باشد.
کليد واژه ها: تبخير، کنترل فيزيکي و شيميايي ، آبهاي سطحي ، درياچه اروميه
۱- مقدمه
آب مايه حيات و وجود آن مايه سرسبزي و زيبايي ، سلامتي و فراواني نعمت در شهرها و روستاهاست .
مديريت منابع آب و حفظ کمّيت اين منابع ارزشمند، شايد به اندازه حفظ يا بهبود کيفيت آنها حائز اهميت باشد.
اين امر بويژه در ايران که کشوري با آب و هواي خشک و کوهستاني بوده و از طرفي هر چند سال يکبار با وقوع خشکسالي هاي گسترده بخش عظيمي از منابع آبي خود را از دست مي دهد، از اهميت خاصي برخورداراست .
همچنين با عنايت به اين مسأله که پديده خشکسالي بطور مستقيم يا غيرمستقيم بر زندگي ، بهداشت ، سطح درآمد و حجم محصولات کشاورزي و دامي تأثير گذاشته و ازطرفي محيط زيست و اکوسيستمهاي طبيعي را دچار مخاطره مي نمايد، بررسي و يافتن راههاي عملي و علمي جهت کنترل يا کاهش تبخير از منابع آبهاي سطحي ، مخازن ذخيره آب وکانالهاي آبياري مزارع ، اهميت خود را نشان مي دهد.
مقاله حاضر بيان آماري وضعيت تبخير در ايستگاههاي پنج گانه تبخيرسنجي استان آذربايجان شرقي و مروري بر روشهاي مختلفي است که در جهان براي کاهش تبخير از منابع آبي اجرا شده اند، هدف از بيان اين روشها آشنايي با روشهاي مختلف کاهش تبخير، بيان مزايا و معايب هر روش و پيشنهاد روشهاي مختلف جهت انتخاب استراتژي مناسب براي منابع آبهاي سطحي ايران ، با تأکيد بر يافتن روشي کاربردي براي کنترل تبخير در درياچه اروميه مي باشد.
٢- مواد و روشها
ايستگاههاي پنج گانه تبخيرسنجي استان آذربايجان شرقي، شامل ايستگاههاي جزيره اسلامي ، آذرشهر، ليقوان ، سهلان و شرفخانه است . آبهاي سطحي تحت پوشش ايستگاههاي ذکرشده ، رودخانه هاي آق گنبد، آذرشهرچاي ، ليقوان چاي، سنيخ چاي و نيز درياچه اروميه (ايستگاه جزيره اسلامي ) مي باشد.
شکلهاي ١ تا ٥ نمايانگر آخرين آمار از وضعيت تبخير در اين ايستگاهها در محدوده سالهاي ٧٧ تا ٨٤ است که توسط نرم افزار Excel مورد آناليز و تحليل قرار گرفته است .
همانگونه که ملاحظه مي گردد، ميزان تبخير در ايستگاههاي جزيره اسلامي و ليقوان ، در طول سالهاي ٧٧ تا ٨٤ رو به افز يش گذارده و در ايستگاه جزيره اسلامي در سال ٨٤، از مرز ٢٠٠٠ ميليمتر در سال فراتر رفته است ، اين مسئله خصوصاً در مورد درياچه اروميه ، به سبب ويژگيهاي خاص طبيعي از جمله درجه بالاي شوري آب و نيز اکوسيستم جانوري منحصر به فرد آن، بيشتر جلب توجه مي نمايد. از اين رو لازم است که با بررسي روشهاي مختلفي که در سطح جهان براي کنترل و کاهش تبخير مورد استفاده قرار گرفته اند، روشي مناسب چه از نظر محيطي و چه از نظر اقتصادي براي استفاده در سطح اين درياچه ، مورد آزمايش و کاربرد قرار گيرد، باشد که روند تبخير و خشک شدن اين درياچه زيبا و استثنايي کند يا حتي متوقف گردد.
استراتژيهاي کاهش تبخير در منابع آب
روشها و استراتژيهاي کاهش تبخير از منابع آبهاي سطحي ، مخازن ذخيره آب وکانالهاي آبياري (در روستاها) شامل روشهاي فيزيکي، شيميايي ، و ساير روشها (شامل طراحي ويژه مخازن و روشهاي بيولوژيکي ) است که هر يک بسته به شرايط محيطي و تکنولوژيها و تجهيزات موجود در محل مي توانند مورد کاربرد قرار بگيرند.
روشهاي فيزيکي
الف . پوشش هاي شناور١ : اين پوشش ها يک مانع فيزيکي بين آب و اتمسفر براي پيشگيري از تبخير ايجاد مي کنند. تاکنون انواع مختلفي از مواد پوششي شامل فوم، موم پلي استايرن، ني و با مقادير مختلف کاهش تبخير و هزينه هاي متفاوت آزمايش شده اند. محصولي که اخيرًا توجه بيشتري را به خود معطوف داشته است ، يک غشاي پلي اتيلني چند لايه به ضخامت تقريبي mm ٠.٥ مي باشد که شامل سلولهاي شناوري است که بين لايه ها قرارداده شده اند [١] (شکل ٦).
لايه بالايي اين پوشش ها از پلي اتيلن سفيد رنگ است تا اشعه UV خورشيد را منعکس کرده و از تجزيه محصول در اثر تابش خورشيد کاسته شود، اما لايه زيرين سياه رنگ است تا با کاهش نفوذ نور خورشيد فعاليتهاي بيولوژيکي را در زير پوشش کاهش دهد [١]. استفاده از اين پوششها ممکن است منجر به کاهش انتقال اکسيژن به آب و ايجاد شرايط بي هوازي گردد. اثرات احتمالي شامل افزايش مقا ير آهن ، منگنز و آمونياک در آب- بواسطه ايجاد شرايط بيهوازي در منابع آبي - مي باشد، اين موضوع ممکن است نياز به پروسه هاي اضافي تصفيه آب را در پي داشته باشد. بسته به شدت کاهش انتقال اکسيژن ، ممکن است نياز به افزودن اکسيژن به منابع آبي از طريق هوادهي وجود داشته باشد که اين موضوع بر هزينه هاي عمليات موثر بوده و از طرف ديگر ممکن است منجر به افزايش تبخير گردد. بيشتر پوششها از پلي اتيلن با ضخامتهاي متفاوت ساخته مي شوند که نسبتاً پايدار بوده و مواد شيميايي را به داخل منابع آب نشت نمي دهند [١و٧]. نصب پوشش ها از ورود نور خورشيد نيز به منابع آبي جلوگيري مي نمايد که اين امر مي تواند منجر به کاهش زيستگاه هاي گياهي و جانوري شده و کل اکوسيستم را بهم بزند. در منابع با جريان بسته ، اين امر مي تواند از طريق حذف منابع غذايي اصلي از ته زنجيره غذايي، اکوسيستم را کاملاً تخريب کند، اما در منابع با جريان باز، بررسي در موارد متعدد مورد نياز است . يک اثر مثبت ناشي از پوشش ها، کاهش رشد جلبکي در اثر جلوگيري از نفوذ نور خورشيد به منبع است [٧]. بازده کاهش تبخير در مناطقي که کاملاً پوشيده شده اند، بدليل اينکه لبه هاي پوشش ها براي جلوگيري از حرکت در برابر باد کاملاً در داخل ديواره هاي منبع قرار داده مي شود، تا %١٠٠ گزارش شده است . اگر دسترسي مستقيم به آبهاي اطراف منبع مورد نياز باشد، مي توان با استفاده از اتصالات موجود در اطراف ، پوشش ها را کنار زده و از منبع آب استفاده نمود [١و٧]. بزرگترين منبعي که تا کنون به اين روش پوشش داده شده است ٤ هکتار مي باشد [١].
ب . اشياي شناور١ : کاهش تبخير از منابع آبي رو باز از طريق پوشش سطح آب با واحدهاي گنبدي (مدول هاي ) کوچک ، يک روش فيزيکي براي کاهش تبخير از اين منابع است (شکل ٧).
مزاياي ديگر اين روش شامل کاهش رشد جلبکي و کاهش فعاليت موجي در منبع آب مي باشد. هر مدول مستقل از مدولهاي ديگر است و گزارش شده است که مدولها در برابر بادهايي با سرعت حدود ٧٠ کيلومتر در ساعت پايدار هستند چرا که تا زير سطح آب گسترش پيدا مي کنند [٤]. با استفاده از مدولها مي توان سطح آب را تا بيش از ٩٠% کاهش داد، اگرچه حدود ٨٠% معمولتر است . وقتي که اين اجسام تقريباً ٨٠% سطح منبع را بپوشانند، در شرايط نرمال مي توانند تبخير را تا حدود ٧٠% کاهش دهند.
در مناطقي که تبخير زيادي صورت مي گيرد، اجراي اين روش بايد تا ٩٠% افزايش يابد [١]. از نظر مباحث محيطي مدولها نيز مانند پوشش هاي شناور پلي اتيلني ، از ورود اکسيژن و نفوذ نور خورشيد به سطح آب جلوگيري کرده و عمل امواج (و بنابراين انتقال اکس يژن) را کاهش مي دهند. البته به خاطر فضاهاي بين مدولها، اثرات آنها به اندازه پوششهاي يکپارچه که رشد جلبکي را کاهش مي دهند، نخواهد بود. از نظر ايمني اگر فردي در يک منبع پوشيده شده با مدولها سقوط نمايد مي تواند از فضاهاي ب ين آنها استفاده کرده و حتي به کمک آنها از آب خارج شود. تنها خطر محتمل اين است که مدولها در صورت مواجهه با بادهاي بسيار شديد به هوا بلند شوند و ايجاد خطر نمايند [١و٤]. در صورتيکه هرگونه تخريبي در ساختار مدول ها رخ دهد، بسادگي از منبع
