بخشی از مقاله
چکیده
با توجه به معضل کمبود آب و همچنین افزایش تقاضا برای آب به واسطهی ازدیاد جمعیت،×در اکثر کشورهای دنیا به خصوص کشورهای جهان سوم و از جمله کشور ما جبران کمبود آب از مهمترین برنامههای دولت میباشد. امروزه تخلیه آب های زیرزمینی و عدم جایگزین شدن آب این منابع یکی از بزرگترین مشکلات محسوب می شود. استفاده بی رویه از آبهای زیرزمینی توسط حفر چاه های متعدد باعث نزول شدید سطح ایستابی در بسیاری از شهرهای کشور ما شده است. خشک شدن تعداد زیادی از قناتها و چاهها که بخش زیادی از سرمایه گذاری های انجام شده از بین برود. یکی از سادهترین و موثرترین روشها برای افزایش منابع آب و رفع مشکل کم آبی استفاده از طرحهای تغذیهی مصنوعی در نقاط مختلف×،به خصوص در مناطق گرم و نیمه خشک میباشد؟
واژههای کلیدی: تغذیه مصنوعی، سفره آبدار، پخش سیلاب، چاه تغذیه.
مقدمه
تعریف تغذیه مصنوعی: تغذیه مصنوعی عبارت است از وارد کردن آب به یک سازند نفوذپذیر با هدف تغذیه سفره آب زیرزمینی و به منظور استفاده مجدد از آن با رژیم و کیفیتی متفاوت و به وسیله ایجاد تأسیسات اضافی یا تغییراتی در شرایط طبیعی منطقه تغذیه مصنوعی مفهومی جدید است و از زمانی که لزوم اداره کردن مجموعه منابع آب در چهارچوب حوضههای بزرگ طبیعی آشکار شد، این مفهوم نیز به وجود آمد. ولی با این وجود فکر تغذیه مصنوعی طبقات آبده زیرزمینی فکر جدیدی نیست، بلکه در قدیم با امکانات محدودی که داشتند.
اقداماتی بدین منظور انجام دادهاند. در ایران در اطراف شهرستان یزد، روستائیان با ایجاد بندهایی در مقابل سیلاب سعی میکردند، مسیر آن را تغییر داده و سیلابها را بر روی دشت هایی که قنوات منطقه در آن حفر شده بود، پخش نمایند و یا با استفاده از قنوات متروکه، سیلاب ها را به داخل آنها هدایت میکردند و بدین وسیله سعی مینمودند، سطح آب زیرزمینی منطقه را بالا بیاورند و در نتیجه آبدهی قنوات را زیادتر نمایند.
در ایران با استفاده روز افزون از طبقات آبده زیرزمینی، بایستی اقداماتی به منظور جبران آن نیز انجام داد، تا بتوان بدون ایجاد اشکال، بهرهبرداری بیشتری از منابع آب نمود و مخصوصا از سیلابهای زمستانی و بهاری استفاده کرد. چون ساختن مخازن سطحی به علت سرمایه گذاری هنگفت و همچنین پر شدن آن از گل و لای ممکن است در بعضی مناطق به صرفه نباشد، به کار بردن تغذیه مصنوعی راه حلی برای جبران قسمتی از کمبود آب در بعضی نواحی میباشد.
تاریخچه تغذیه مصنوعی در ایران
در ایران طرحهای تغذیه مصنوعی به شکل متداول امروزی، از سال 1348 مطالعه و درسال 1352 اولین طرح تغذیه مصنوعی در دشتهای قزوین، ورامین و گرمسار به صورت آزمایشی اجرا گردید. طرحهای جدید تغذیه مصنوعی نیز، از سال 1365 مطالعه و سپس احداث گردیده است .
تغذیه آبهای زیرزمینی به دو صورت طبیعی و مصنوعی امکانپذیر است. تغذیه طبیعی یک منطقه به صورت نفوذ آب حاصل از نزولات جوی به داخل زمین، نفوذ از طریق انهار و رودخانهها و یا از طریق جریانهای زیرزمینی صورت میگیرد. از آنجا که ذخیره آب عامل توسعه یک منطقه میباشد و ذخیره طبیعی نمیتواند جوابگوی نیازها باشد، لذا تغذیه مصنوعی رونق گرفته است.
اهداف تغذیه مصنوعی
بهطور کلی تغذیه مصنوعی در کشورهای مختلف بسته به شرایط طبیعی موجود به منظورهای مختلفی انجام میشود که اهم آنها عبارت است از جلوگیری از تخلیه کامل طبقه آبده
در خیلی از مناطق به علت بهرهبرداری بیرویه از منابع آبهای زیرزمینی، سطح آب در طبقه آبده مرتبا پایین میرود - این وضع در بعضی از مناطق ایران نیز ایجاد شده - و در نتیجه اگر طبقه آبده بزرگی وجود داشته باشد، بسیاری از چاههای منطقه غیر قابل استفاده میشوند که خود باعث اتلاف سرمایه میباشد و یا در محلهایی که طبقات آبده محدودی موجود است، به کلی از بین می روند.
ضمنا با پایین رفتن سطح آب، بسیاری از موتور پمپها غیر قابل استفاده شده و همچنین هزینه پمپاژ اضافه میگردد. میتوان با اضافه نمودن تغذیه طبقه آبده به طریق مصنوعی از منابع آب سطحی و یا سیلابها و غیره، سطح ایستابی آبهای زیرزمینی منطقه را در حد معقولی نگه داشت.
به کار بردن طبقه آبده به جای مخزن یکی از کوششهای بشر این بوده است که آبهایی که در فصل زمستان هدر میرود، ذخیره نموده و درمواقع احتیاج از آنها استفاده نماید. برای حصول به این هدف باید مخازنی در اختیار باشد. در پارهای نقاط به دلایل مختلف مانند شرایط توپوگرافی، زمینشناسی، زمین لرزه و غیره، احداث مخازن سطحی همراه با مشکلات فنی و مالی است، میتوان از طبقات زیرزمینی بدین منظور استفاده کرد. مخصوصا از این نظر که ظرفیت این مخازن در بعضی موارد خیلی بیشتر از مخازن سطحی موجود میباشد و ضمنا تبخیر و تلفات نیز در آنها کمتر است.
همچنین مخازن سطحی به وسیله مواد معلق در آبهای سطحی و فرسایش زمینهای اطراف - در اثر آب, باد و غیره - پر میشوند و به تدریج غیر قابل استفاده شده و از حجم مفید آنها کاسته میشود، ولی با استفاده از طبقات زیرزمینی و ایجاد تأسیساتی میتوان این اشکال را از بین برد. با توجه به اینکه تبخیر پتانسیل در مناطق خشک و نیمهخشک زیاد بوده، علاوه بر اتلاف مقدار قابل توجهی آب، باعث تغییر کیفیت آب مخزن نیز میگردد.
این پدیده به ویژه در محلهایی که حجم جریانهای ورودی به مخزن کم یا حجم جریانهای ورودی در بعضی سالها و دوره ها خیلی کم بوده و همچنین سطح مخزن آب بزرگ میباشد، خود نمایی میکند. یکی از ویژگیهای مناطق خشک، تغییرات شدید میزان بارندگی در سالهای مختلف است. برای به هنگام نمودن جریان آب، باید حجم قابل ملاحظهای از مخازن سطحی این مناطق برای انتقال بین سالی - Carry over - اختصاص یابد. در این حالت به دلیل توقف طولانی آب در مخزن، مسئله تغییر کیفیت آن شدید خواهد بود.
به کار بردن طبقه آبده به جای سیستم انتقال دهنده جریان آب
موقعی که در یک نقطهای طبقه آبده تغذیه شود، آب در اثر شیب هیدرولیکی ایجاد شده به طرف نقاط تخلیه حرکت می-نماید و واضح است در نقاطی که بیشتر پمپاژ صورت میگیرد، سطح آب پایینتر رفته و شیب آب بدان سمت بیشتر میشود و در نتیجه مقدار بیشتری آب به آن محل میرسد و بدین وسیله میتوان از ساختمان سیستم پر خرج انتقال آب جلوگیری کرد و مخصوصا در مناطق مسکونی و شهرها که ایجاد تأسیسات انتقال آب به علت ارزش اراضی پرخرج و یا امکان ندارد، جالب توجه باشد. البته لازمه آن داشتن طبقه آبده مناسب است، که قادر به انتقال مقدار لازم آب باشد.
جلوگیری از خطرات حاصله در اثر پائین رفتن سطح آب منطقه همان طوری که ذکر شد، با برداشت زیاد از سفره زیرزمینی، سطح ایستابی سفره پایین می رود و به علت کم شدن فشار هیدرواستاتیک، ممکن است زمین نشست نماید و در نتیجه خسارات جانی و مالی فراوان به مناطق مسکونی و هم چنین خساراتی به تأسیسات موجود از قبیل سیستم های آبیاری و غیره بزند. همچنین سبب خالی شدن قسمت هایی از مخزن و تغییر کیفیت آب زیرزمینی خواهد شد. برای حفظ این منابع یا باید برداشت از آنها را کاهش داد و یا در صورتی که شرایط لازم فراهم باشد آبخوان را تغذیه نمود.
تصفیه آب
معمولا منابع آبهای زیرزمینی از نظر خواص شیمیائی، فیزیکی و درجه حرارت بر منابع دیگر آب ترجیح دارند ولی برای استفاده مشروب تصفیه لازم را ندارند و یا تصفیه مقدماتی برای آنها کافی است. این موضوع مخصوصا در مناطق صنعتی که فاضلاب کارخانجات و شهرها باعث آلوده شدن منابع آبهای سطحی میشوند و ممکن است این آلودگی در بعضی از فصول طوری باشد که تصفیه آب آنها به صرفه نباشد، ولی گذشتن آنها از چند متر لایههای مختلف خاک، باعث از بین رفتن قسمت اعظم ناخالصیهای آن میشود. در این مورد با تغذیه مصنوعی و بهرهبرداری مجدد، میتوان از طبقه آبده به عنوان سیستم تصفیه کننده استفاده کرد و بدین وسیله منبع بسیار مناسب و ارزانی برای تأمین آب مشروب در اختیار داشت.
به کار بردن تغذیه مصنوعی برای دفع بعضی از فاضلابها فاضلاب برخی از کارخانهها دارای موادی هستند که از نظر بهداشتی نباید آنها را با سایر فاضلابها مخلوط نمود. مثلا دارای مواد شیمیائی سمی یا مضر مثل سرب، کادمیم، مواد نفتی، رادیواکتیو و غیره میباشد و ضمنا تصفیه آنها به صرفه نیست و حتی با عبور از طبقات زمین نیز نمیتوان کاملا آنها را بی خطر نمود، در صورتی که طبقه زیرزمینی مناسبی در منطقه باشد، می توان به وسیله تغذیه مصنوعی این فاضلابها را دفع کرد. البته باید طبقهای که بدین منظور استفاده میشود، عمیق و از طبقات آبده منطقه کاملا جدا بوده و قابلیت انتقال آن کم باشد.
به کار بردن طبقه آبده به عنوان سیستم خنک کننده برای خنک کردن ماشین آلات کارخانجات از آب استفاده میشود و درجه حرارت آبی که از دستگاه خارج میشود بالاست و بایستی خنک شود، تا بتوان دوباره از آن استفاده کرد. یکی از طرقی که متداول است، تزریق آب گرم به وسیله چاه به داخل زمین و پمپاژ آن در فاصلهای از محل تغذیه میباشد، در نتیجه حرکت آب در طبقات زیرزمینی مقداری از حرارت آن به وسیله زمین جذب شده و آبی که دوباره پمپاژ میشود، میتواند برای خنک کردن به کار برود.
همین طریق را ممکن است برای یکنواخت نمودن درجه حرارت آب مشروب نیز به کار برد. - منابع سطحی در زمستان سرد و در تابستان گرم میباشند ولی با استفاده از این آبها برای تغذیه و بهره برداری مجدد از طبقه آبده میتوان منبع آبی با درجه حرارت تقریبا ثابت در اختیار داشت. - در آینده از تغذیه مصنوعی ممکن است استفادههای دیگری هم بشود. مثلا یک موردی که فعلا تحت آزمایش است،
