مقاله در مورد آب شیرین کالای کمیاب آینده

word قابل ویرایش
25 صفحه
8700 تومان

آب شیرین کالای کمیاب آینده

در تمام دنیا، ذوب برف قسمت بزرگی از جابجایی آب در طبیعت است. در اقلیم سردتر بخش زیادی از جریان چشمه‌ها و جریان رودخانه‌ها از ذوب برف و یخ می‌باشد. هنگام سیلاب، ذوب سریع برف باعث لغزش زمین‌ و جریان‌های غلیظ می‌شود.

راه مناسب برای فهم تأثیر ذوب برف بر جریان رودخانه‌ها نگاه کردن به آبنمود یا هیدروگراف زیر است که جریان متوسط روزانه‌ (میانگین جریان در هر روز) برای چهار سال در رودخانه‌ی نورث فورک در محل سد نورث فورک در کالیفرنیای آمریکا نشان می‌دهد. هیدروگراف، نموداری است که نشان می‌دهد در هر زمان چه شدت جریانی آب در یک رودخانه در یک محل مشخص وجود دارد. ضمناً واحد شدت

جریان مترمکعب در ثانیه (حجم در واحد زمان) می‌باشد. قله‌ی این نمودار که حداکثر شدت جریان را نشان می‌دهد به دلیل ذوب شدن برف می‌باشد. در فروردین ماه سال ۲۰۰۰ میلادی شدت جریان حدود ۳۴ مترمکعب در ثانیه می‌باشد در صورتی که در مرداد ماه که تمام برف‌ها ذوب شده‌اند،‌ جریان آب در رودخانه کاهش می‌یابد و به حدود ۶/۱ تا ۱/۲ متر مکعب در ثانیه می‌رسد.

جریان ناشی از ذوب برف در فصل‌های مختلف و سال‌های مختلف متفاوت می‌باشد. حداکثر جریان در سال ۲۰۰۰ را با حداکثر جریان در سال ۲۰۰۱ مقایسه کنید. به نظر می‌رسد که یک خشکسالی شدید در منطقه‌ی کالیفرنیا در سال ۲۰۰۱ اتفاق افتاده است. کمبود حجم ذخیره‌ی آب برف در

زمستان کمتر از مقدار آب دردسترس در بقیه‌ی سال می‌باشد. این موضوع بر روی حجم آب داخل مخازن پایین‌دست تأثیر می‌گذارد و این موضوع نیز یعنی حجم آب کمتر برای کشاورزی، شرب و بهداشت مردم.

جریان آب سطحی (رواناب): آب بارندگی که بر روی سطح خاکی حرکت می‌کند و به رودخانه‌ها می‌روند

رواناب سطحی بارندگی روی سطح زمین می‌باشد
بسیاری از مردم فکر می‌کنند که بارندگی‌ها بر روی خشکی‌ها می‌ریزند، روی آنها جریان می‌یابند(رواناب) و به سمت رودخانه‌ها می‌روند و در نهایت به داخل اقیانوس‌ها تخلیه می‌شوند. اما واقعاً قضیه کمی پیچیده‌تر می‌باشد، چون‌که رودخانه‌ها دائم در حال گرفتن آب و دادن آب به زمین می‌باشند. اما به هرحال، باز هم بیشتر آب داخل رودخانه‌ها مستقیماً از بارندگی‌ها و رواناب آنها می‌باشد.

معمولاً بخشی از باران به زمین نفوذ می‌کند، اما وقتی باران به زمین کاملاً خیس یا غیر قابل نفوذ برخورد می‌کند، مانند جاده‌ی آسفالته و یا پشت‌بام خانه‌ها، شروع به جاری شدن در جهت ارتفاع کمتر خواهد کرد. در طی یک باران با شدت زیاد، شاید شما رگه‌های کوچک جریان آب را که به سمت سراشیبی می‌روند را دیده باشید. این شکل نشان می‌دهد که چگونه رواناب وارد یک نهر کوچک می‌شود. رواناب در این شرایط روی زمین لخت حرکت می‌کند و رسوب‌ و دانه‌های خاک را نیز با خود حمل می‌کند و به داخل رودخانه می‌آورد (که برای کیفیت آب مناسب نیست). این رواناب راه خود را برای بازگشت به اقیانوس شروع کرده است.

مانند تمام اجزای دیگر چرخه‌ی آب ارتباط بین رواناب سطحی و بارندگی در زمان و مکان مختلف، متفاوت می‌باشد. تقریباً رگبارهای جنگل آمازون و صحرای جنوب‌غربی ایالات متحده همانند هم هستند اما الگوهای مختلفی از رواناب را ایجاد می‌کنند. رواناب‌های سطحی توسط عوامل

هواشناسی، زمین‌شناسی و عوارض زمین (پستی‌ها و بلندی‌ها) متأثر می‌شوند. فقط حدود یک سوم بارندگی روی خشکی‌ها به نهرها و رودخانه‌ها می‌رسند و از آنجا به اقیانوس‌ها باز می‌گردند. دو سوم دیگر، تبخیر می‌شوند، تعرق پیدا می‌کنند و یا به داخل آب‌های زیرزمینی نفوذ می‌یابند. رواناب‌های سطحی همچنین توسط انسان‌ها برای موارد مختلف مصرف می‌شوند.

جریان آب: حرکت آب در رودخانه‌ها
دفتر بررسی‌های زمین‌شناسی ایالات متحده آمریکا از کلمه ”جریان آب“ به منظور حجم آب جاری در رودخانه‌ها، نهرها یا جوی‌ها استفاده می‌نماید.
اهمیت رودخانه‌ها

رودخانه‌ها نه تنها برای انسان‌ها ، بلکه برای زنده‌ماندن همه چیز و در همه جا مهم هستند. رودخانه‌ها نه تنها برای تفریح کردن بلکه برای تأمین آب شرب، آبیاری کشاورزی، تولید برق، حمل و نقل رودخانه‌ایی (مثل رودخانه کارون)، تهیه‌ی غذا و حمل آلودگی‌ها (که خوشبختانه یک قسمت از این آلودگی‌ها را می‌توانند پالایش کنند) مورد استفاده قرار می‌گیرند. رودخانه‌ها برای همه نوع گیاهان و جانوران مهم هستند. رودخانه‌ها به آب‌های زیرزمینی نیز از طریق نفوذ آب از بستر خود کمک می‌کنند تا همیشه آب کافی داشته باشند.

حوزه‌های آبریز و رودخانه‌ها
وقتی که در مورد رودخانه‌ها فکر می‌کنید، خیلی مهم است که در مورد حوزه‌های آبریز نیز فکر کنید. حوزه‌ی آبریز چیست؟ هر جا که هستید بایستید و به سمتی نگاه کنید که هنگام بارندگی آب روی زمین به همان سمت می‌رود. با این‌کار شما در یک نقطه‌ی حوزه‌ی آبریز (از نوع شهری) نزدیک به خانه خود هستید و به سمت نقطه‌ی انتهایی نگاه می‌کنید. حوزه‌ی آبریز بخشی از یک خشکی است که تمام آب بارش یافته و یا آب جاری شده در این خشکی به یک نقطه‌ی انتهایی برسند.

حوزه‌ی آبریز می‌تواند به کوچکی یک جای پا و یا به بزرگی یک کشور باشد. حوزه‌ی آبریز مرکزی ایران حدود دو سوم کل ایران را دربر می‌گیرد. همچنین یکی از حوزه‌های آبریز در استرالیا کمی از کل مساحت ایران کوچک‌تر است. هر حوزه‌ی آبریز بزرگ از چندین حوزه‌ی آبریز کوچک تشکیل شده است. حوزه‌های آبریز مهم هستند چراکه جریان آب و کیفیت آب یک رودخانه به تمام اجزای داخل حوزه‌ی آبریز و تأثیر انسان‌ها در آن دارد. با آنچه که تعریف شد، می‌توان به این نتیجه رسید که

داخل حوزه‌های آبریز جاده‌ها، جنگل‌ها و حتی شهر‌ها نیز قرار دارند. مثلاً شهر تبریز داخل حوزه‌ی آبریز آجی‌چای (تلخه رود) می‌باشد و یا اهواز داخل حوزه‌ی آبریز رودخانه‌ی کارون می‌باشد.
جریان رودخانه‌ها دائماً تغییر می‌کنند

جریان آب دائماً در حال تغییر است، روزانه و حتی دقیقه به دقیقه این تغییر ادامه دارد. البته، مهمترین عامل در این تغییرات رواناب ناشی از بارندگی می‌باشد. بارندگی باعث خواهد شد تا آب داخل رودخانه‌ها بالا بیاید و برعکس، فقط هنگامی سطح آب در داخل یک رودخانه بالا می‌آید که در نقاط مرتفع و بالایی یک حوزه‌ی آبریز، بارندگی شده باشد. تقریباً می‌توان گفت که اندازه‌ی رودخانه‌ها بستگی به اندازه‌ی حوزه‌ی آبریز آنها دارد. رودخانه‌های بزرگ، حوزه‌های آبریز بزرگ دارند؛ رودخانه‌های کوچک نیز حوزه‌های آبریز کوچک‌تر دارند. به همین صورت، ابعاد مختلف رودخانه‌ها در برابر بارندگی‌ها نیز عکس‌العمل مختلف دارند. رودخانه‌های بزرگ افزایش و کاهش سطح آب آرام‌تری نسبت به یک رودخانه‌ی کوچک‌تر دارند. در یک حوزه‌ی آبریز کوچک، سطح آب در رودخانه در عرض

چند ساعت و یا حتی چند دقیقه افزایش و کاهش می‌یابد. اما در رودخانه‌های بزرگ، روزها طول خواهد کشید تا سطح آب بالا بیاید و روزها نیز باید سپری شود تا سطح آب به حالت اولیه خود برگردد.
ذخیره‌ی آب شیرین: آب شیرین روی سطح زمین وجود دارد
یکی از بخش‌های مهمی که در چرخه‌ی آب وجود دارد و برای حیات انسان‌ها ضروری است، آب شیرین موجود بر روی سطح زمین است. می‌گویید نه؟! خوب کافیست که از همسایه‌تان، از یک گوجه فرنگی، از یک ماهی قزل‌آلا و بالاخره از یک پشه‌ی مزاحم بپرسید که رودخانه‌ها چقدر مهم هستند!! جریان آب سطحی شامل نهرها، آبگیر‌ها، دریاچه‌ها، مخازن (دریاچه‌های ساخته دست بشر) و آب شیرین داخل تالاب‌ها هستند.

میزان آب داخل رودخانه‌ها و دریاچه‌ها با توجه به ورود و خروج آب آنها، متفاوت می‌باشد. ورودی آب به آنها می‌تواند از بارش، رواناب‌های سطحی اطراف، نشت آب از آب زیرزمینی به آب سطحی و انشعاب‌های وارد شده به رودخانه در مسیر آن باشد. خروجی‌های آب از دریاچه‌ها و رودخانه‌ها نیز عبارتند از تبخیر و ورود آب به آب‌های زیرزمینی. همچنین انسان نیز برای مصارف مختلف آب را مورد بهره‌برداری قرار می‌دهد. از طرف دیگر محل آب‌های سطحی نیز در طول زمان و مکان دچار تغییر می‌شود.
آب‌های سطحی برای ادامه‌ی زندگی

همان‌طور که در عکس دلتای نیل در مصر دیده می‌شود، زندگی می‌تواند حتی در صحرا با حضور آب سطحی (و یا زیرزمینی) شکوفا شود. آب روی زمین حقیقتاً باعث پایداری و ثبات زندگی خواهد شد. وقتی آب سطحی به سمت پایین حرکت می‌کند، باعث ورود آب به آب زیرزمینی خواهد شد و آبخوان‌ها به وجود می‌آیند. شاید فکر کنید که ماهی‌ها می‌توانند در آب شور دریاها زندگی کنند و نیازی به آب شیرین ندارند ولی اگر آب شیرین به اقیانوس‌ها بازنگردد، به‌دلیل تبخیر، آب اقیانوس‌ها آن‌قدر شور خواهد شد که حتی دیگر ماهی‌ها نیز قادر به ادامه‌ی حیات نخواهند شد.
آب شیرین به طور نسبی در دنیا کمیاب است. فقط حدود ۳ درصد از کل آب‌های دنیا آب

شیرین هستند و دریاچه‌ها و تالاب‌های آب شیرین در دنیا فقط حدود ۲۹/۰ درصد از آب‌های شیرین در دنیا را تشکیل می‌دهند. ۲۵ درصد از کل آب شیرین در دنیا در دریاچه‌ی بایکال در جنوب سیبری و در روسیه می‌باشد. ۲۵ درصد دیگر آب شیرین در دنیا در دریاچه‌ی بزرگ ( که شامل دریاچه‌های هورون، میشیگان، سوپریور، اری و اونتاریو می‌باشد) در مرز ایالات متحده و کانادا ذخیره شده است. رودخانه‌ها تنها ۰۰۶/۰ درصد از کل آب شیرین در دنیا را شامل می‌شوند. با این شرایط می‌توان تصور کرد که زندگی روی زمین زنده به چیزی است که فقط یک قطره در یک دیگ است!

نفوذ: حرکت به سمت پایین آب از سطح زمین به زیرزمین

آب زیرزمینی از بارندگی شروع می‌شود

در هرجایی از دنیا، بخشی از آب که به شکل باران و برف بارش می‌یابند به سطح زیرین خاک و سنگ نفوذ می‌یابند. مقدار این نفوذ بستگی به عوامل متعددی دارد. نفوذ آب به درون یخ‌های گرینلند تقریباً صفر است، در صورتی‌که در عکس بالا دیدید که یک نهر به شکل کامل داخل یک غار نفوذ می‌کند.

 

بخشی از آبی که نفوذ می‌کند در لایه‌ی سطحی کم عمق می‌ماند و ممکن است به درون یک نهر یا رود نشت پیدا کند. بخش دیگری از آب ممکن است به اعماق پایین‌تر برود و آبخوان‌های زیرزمینی را تغذیه نماید. اگر آبخوان‌ها به اندازه کافی متخلخل باشند که آب بتواند به داخل آنها نفوذ کند،

مردم می‌توانند با حفر چاه از آب این آبخوان‌ها استفاده نمایند. آب می‌تواند مسافت زیادی را در زیر زمین سفر کند و به‌عنوان ذخیره‌ی آب زیرزمینی برای مدت طولانی بدون بازگشت به سطح زمین و یا نشت به یک بدنه‌ی آبی دیگر مثل اقیانوس‌ها و یا رودخانه‌ها به حساب آید.
آب زیرسطحی
وقتی که آب بارندگی به سطح زیرین خاک نفوذ پیدا می‌کند، معمولاً دو لایه‌ی غیر اشباع و اشباع بوجود می‌آورد. در منطقه‌ی غیر اشباع، مقداری آب در بازشدگی‌های بین سنگ‌ها وجود دارد ولی در زیر آن آبی وجود ندارد. در بالای منطقه‌ی غیر اشباع، لایه‌ی خاک وجود دارد. لایه‌ی خاک دارای فواصلی است که به وسیله‌ی ریشه‌ی گیاهان بوجود آمده و باعث خواهد شد تا بارندگی‌ها از آن نفوذ نمایند. آب در این ناحیه توسط ریشه‌ی گیاهان به مصرف می‌رسد. زیر منطقه‌ی غیر اشباع، منطقه‌ی اشباع وجود دارد که آب کاملاً فضای بین سنگ‌ها و ذرات خاک را پر کرده‌است. انسان می‌تواند با حفر چاه تا این منطقه آب را پمپاژ کند.

 

ذخیره آب زیرزمینی: آب برای مدت‌های طولانی در زیر سطح زمین وجود دارد
آب ذخیره شده، بخشی از چرخه‌ی آب می‌باشد

مقدار زیادی از آب در زیر زمین ذخیره شده است. این آب،‌ اما هنوز می‌تواند حرکت کند، هر چند خیلی آرام، ولی هنوز به عنوان بخشی از چرخه‌ی عظیم آب به شمار می‌رود. بخش بزرگی از آب زیرزمینی دارای منشاء بارندگی می‌باشد که به سطح زیرین خاک نفوذ یافته‌. بالاترین لایه‌ی خاک، منطقه‌ی غیر اشباع می‌باشد، جایی که مقدار آب در آن در طی زمان تغییر می‌کند، اما خاک را خیس نمی‌کند. زیر این لایه، منطقه‌ی اشباع وجود دارد که تمام خلل وفرج، ترک‌ها، فاصله‌ی بین سنگ‌ها و ذرات خاک پر از آب می‌باشد. کلمه‌ی ”آب زیرزمینی“ به این منطقه اتلاق می‌شود. حجم آب زیادی در این آبخوان‌ها ذخیره می‌شود و زندگی بسیاری از مردم در دنیا به آب زیرزمینی بستگی دارد.
برای پیدا کردن آب، زیر پای خودتان را ببینید….. سطح ایستابی

امیدوارم که قدر زحمات یک ساعته‌ی من برای سوراخ کردن زمین در زیر آفتاب سوزان ساحل را بدانید! این بهترین راه برای نشان دادن برخی از مسایل است. مثلاً در یک عمق مشخص، در زیر زمین، همه‌جا از آب اشباع است، منتها اگر به اندازه‌ی کافی خاک نفوذ‌پذیر باشد و اجازه‌ی داخل شدن آب به حفره را بدهد. سطح بالایی این منطقه را سطح ایستابی می‌گویند. سطح آب در این حفره برابر سطح آب در دریا است. اگر شما این حفره را در کنار دریای آزاد و یا ساحل اقیانوس‌ها حفر می‌کردید، به دلیل جذر و مد سطح آب دریا و یا اقیانوس بالا و پایین می‌رفت و درنتیجه سطح آب در این حفره نیز بالا و پایین می‌رفت.

این حفره مثال خوبی برای آب زیر‌زمینی است. اگر در این حفره آب شیرین بود، آن وقت می‌شد با یک سطل از آن برای مصارف مختلف آب برداشت کرد. خوب، حالا سعی کنید با یک سطل این حفره را از آب خالی کنید. اما می‌بینید که بلافاصله از آب پر می‌شود، چون ماسه‌ی ساحل بسیار نفوذپذیر است و آب موجود در دریا سریعاً به حفره می‌رسد (که البته برای چاه‌های آب شرب کنار ساحل این موضوع اصلاً خوب نیست، زیرا بجای آب شیرین، آب شور جای آن را می‌گیرد). به این

چاه‌ها که سریعاً پر می‌شوند، چاه با آبدهی بالا می‌گویند. برای رسیدن به آب شیرین کافی است که یک چاه به اندازه‌ای عمیق حفر شود که به آبخوان برسد. این چاه ممکن است که چندین ده متر و یا چند صد متر عمق داشته باشد، اما مهم این است که اصول آبدهی آنها همگی شبیه همان حفره‌ی کنار ساحل می‌باشد، دسترسی به آب در منطقه‌ی اشباع و جایی که تمام فضاهای بین سنگ‌ها و ذرات خاک پر از آب است.

تخلیه آب زیرزمینی: خارج شدن آب از زیر زمین

شما همیشه بخشی از آب را که به چشم می‌توان دید را تجربه کرده‌اید، آب دریاچه‌ها و رودخانه‌ها، یخ، باران و برف. اما حجم بزرگی از آب قابل دیدن نیست، جریان آبی که در زیر زمین در حال حرکت است. انسان هزاران سال است که از آب زیرزمینی استفاده کرده‌است و این کار برای آب شرب و آبیاری اراضی کشاورزی کماکان ادامه دارد. زندگی بر روی زمین به همان اندازه که به آب سطحی وابسته است، به آب زیرزمینی نیز بستگی دارد.

آب زیرزمینی در زیرزمین جریان دارد

بخشی از بارش که روی زمین اتفاق می‌افتد، به زیر زمین نفوذ کرده و تبدیل به آب زیرزمینی می‌شود. بخشی از این آب بسیار نزدیک به سطح است و تبدیل به نشت آب به نهرها و یا رودخانه می‌شوند، اما بخش بزرگتری از آن به دلیل جاذبه‌ی زمین، به اعماق زمین نفوذ می‌کند.

همان‌طور که در شکل نشان داده شده است، جهت و سرعت آب در زیر زمین بستگی به مشخصات آبخوان و لایه‌های زیر زمین دارد (در سنگ‌های متراکم، آب زمان زیادی برای حرکت در بین آنها نیاز خواهد داشت). حرکت آب در زیر زمین بستگی به نفوذپذیری (آب تا چه میزان راحت‌تر و یا سخت‌تر می تواند در بین لایه‌های خاک حرکت کند) و تخلخل (مقدار فضای باز در بین خاک و سنگ) دارد. اگر سنگ و خاک به آب اجازه بدهند که نسبتاً آزاد در بین لایه‌ها حرکت نماید، آب زیرزمینی

می‌تواند فواصل طولانی را درمدت چند روز طی نماید. اما آب زیرزمینی همچنین می‌تواند به اعماق پایین‌تر نفوذ کند و در نتیجه هزاران سال طول می‌کشد تا این آب مجدداً به زمین بازگردد.

چشمه‌ها: جایی که آب زیرزمینی به سطح زمین تخلیه می‌شود
چشمه چیست؟

یک چشمه، نتیجه‌ی پر شدن یک آبخوان و سرریز شدن آن به سطح زمین است. ابعاد و اندازه‌ی چشمه‌ها از چشمه‌های کوچک آب که بعد از یک بارندگی ایجاد می‌شوند تا چشمه‌های بزرگی که منشاء رودخانه‌های بزرگ مانند کارون می‌شوند متغیر است.
چشمه‌ها در هر نوع سنگی می‌توانند شکل بگیرند، اما معمولاً آنها را می‌توان در سنگ‌آهک‌ها و دولومیت (نوعی سنگ آهک) که به راحتی می‌شکنند و می‌توانند در بارندگی‌ها حل بشوند وتولید اسید کنند،‌یافت می‌شوند. وقتی که سنگ حل می‌شود و شکسته می‌شود، آب در فضای بوجود آمده در سنگ‌ها جریان می‌یابد. اگر آب به شکل افقی جریان یابد، بالاخره در یک نقطه به سطح زمین می‌رسد و یک چشمه بوجود می‌آید.

آب چشمه‌ها همیشه تمیز و شفاف نیستند

آب چشمه‌ها معمولاً شفاف و بی‌رنگ است. اما برخی از چشمه‌ها، گاهی دارای رنگ چای هستند، مثل همان چشمه که در عکس دیده شد. رنگ قرمز و یا قهوه‌ایی آن نشان می‌دهد که آب در ارتباط با مواد معدنی در زیر زمین بوده است، مانند آهن. از طرف دیگر می‌توان به این نتیجه رسید که آب جریان یافته به جای عبور از خلل وفرج، از یک کانال بزرگ بدون فیلتر شدن در خاک برای حذف مواد رنگی عبور کرده است که به آن کارست می‌گویند.

چشمه‌های آبگرم
چشمه‌های آبگرم، چشمه‌های معمولی هستند که در آنها آب خروجی گرم و یا در برخی نقاط،‌ آب جوش و به همراه حباب‌های گل است مانند چشمه‌های موجود در پارک ملی یلوستون، ویومینگ ایالات متحده آمریکا. بسیاری از چشمه‌های آبگرم، در مناطقی هستند که فعالیت‌های آتشفشانی جدید داشته‌اند و آب به دلیل نزدیکی به سنگ‌های داغ زیر سطح زمین، گرم می‌شود. سنگ‌ها هر چه دارای عمق بیشتری باشند، گرم‌تر می‌شوند و هنگامی‌که آب به عمق فرو رفته به یک شکاف بزرگ برسد،‌راهی برای رسیدن به سطح زمین پیدا می‌کند و در نتیجه تبدیل به یک چشمه آبگرم خواهد شد. چشمه‌های آبگرم، در تمام نقاط دنیا اتفاق می‌افتند و حتی همزیستی با کوه‌های یخی دارند، چنانچه که در گرینلند می‌توان مشاهده کرد.

توزیع جهانی آب
برای توضیح نسبتاً کامل برای مقدار آب در جهان، می‌توانید به نمودار و جدول زیر نگاه کنید. حالا، شما می‌دانید که چرخه‌ی آب تشریح حرکت آب در دنیا است، بنابراین نمودار و جدول زیر وضعیت آب در یک نقطه که وضع فعلی می‌باشد را نشان می‌دهد و اگر شما به هزاران و یا میلیون‌ها سال پیش بازگردید، این اعداد ممکن است متفاوت باشند.

توجه کنید که ۹۶ درصد از کل حجم ۱۳۸۶ میلیون کیلومتر مکعب (یعنی به اندازه‌ی ۴۶ میلیون و ۲۰۰ هزار برابر اتاق خواب شما!)آب شور می‌باشد. از ۴ درصد باقی‌مانده، بیش از ۶۸ درصد در یخ و یخچال‌های طبیعی می‌باشد. منابع آب شیرین، مانند رودخانه‌ها و دریاچه‌ها، فقط ۹۳۱۰۰ کیلومتر مکعب که فقط ۱ قسمت از ۷۰۰ قسمت کل آب می‌باشد. اما با این وجود، رودخانه‌ها و دریاچه‌ها مهمترین منبع آب تمامی مردم روی زمین می‌باشند.

مقادیر تخمینی توزیع آب در جهان:
منبع آب حجم آب به کیلومتر مکعب حجم آب به مایل مکعب درصد آب شیرین درصد کل حجم آب
اقیانوس‌ها، دریاها و گذرگاه‌ها ۱,۳۳۸,۰۰۰,۰۰۰ ۳۲۱,۰۰۰,۰۰۰ — ۹۶٫۵
توده‌های یخ،‌یخچال‌ها و برف‌های دائمی ۲۴,۰۶۴,۰۰۰ ۵,۷۷۳,۰۰۰ ۶۸٫۷ ۱٫۷۴
آب زیرزمینی ۲۳,۴۰۰,۰۰۰ ۵,۶۱۴,۰۰۰ — ۱٫۷
شیرین ۱۰,۵۳۰,۰۰۰ ۲,۵۲۶,۰۰۰ ۳۰٫۱ ۰٫۷۶
شور ۱۲,۸۷۰,۰۰۰ ۳,۰۸۸,۰۰۰ — ۰٫۹۴
رطوبت خاک ۱۶,۵۰۰ ۳,۹۵۹ ۰٫۰۵ ۰٫۰۰۱
یخ زیرزمینی و یخ دائمی ۳۰۰,۰۰۰ ۷۱,۹۷۰ ۰٫۸۶ ۰٫۰۲۲
دریاچه‌ها ۱۷۶,۴۰۰ ۴۲,۳۲۰ — ۰٫۰۱۳
شیرین ۹۱,۰۰۰ ۲۱,۸۳۰ ۰٫۲۶ ۰٫۰۰۷
شور ۸۵,۴۰۰ ۲۰,۴۹۰ — ۰٫۰۰۶
اتمسفر ۱۲,۹۰۰ ۳,۰۹۵ ۰٫۰۴ ۰٫۰۰۱
آب تالاب‌ها ۱۱,۴۷۰ ۲,۷۵۲ ۰٫۰۳ ۰٫۰۰۰۸
رودخانه‌ها ۲,۱۲۰ ۵۰۹ ۰٫۰۰۶ ۰٫۰۰۰۲

آب بیولوژیکی ۱,۱۲۰ ۲۶۹ ۰٫۰۰۳ ۰٫۰۰۰۱
کل ۱,۳۸۶,۰۰۰,۰۰۰ ۳۳۲,۵۰۰,۰۰۰ – ۱۰۰

خواص آبهای شیرین و شور

آب شور از جابجایی و حرکت آب روی خشکی در گذر زمان پدید آمده است. اجزاء تخته سنگ ها سائیده شده به محلول نمکیتبدیل شده اند. یادآوری شود که واژه نمک تنها نمک طعام را در برنمی گیرد، بلکه به مواد شیمیایی زیادی که در گروه نمک ها دسته بندی می شوند،هم اطلاق می شود آب شور و آب دریا، مشخصاَ شبیه به آبهای شیرین هستند البته با تفاوتهای قآبل ملاحظه ای ،آن هم به خاطر آب شور و آب دریا ، مشخصاَ شبیه به آبهای شیرین هستند البته با تفاوتهای قآبل

ملاحظه ای، آن هم به خاطر نمکی که در آب حل شده است. برای نمونه غلظت آب دریا (مقاومت درونی یک ماده از جریان یافتن) ببیشتر از آب شیرین می باشد تنها به دلیل شوری بالاتری که دارد. بنآبراین چگالی آب دریا بیشتر استو آب دریا در مقایسه با آب خالص از نقطه انجماد پائین تر از نقطه جوش بالاتری برخوردار است. شناور شدن اشیاء در آب شور آسانتر از شناور شدن در آب شیرین

است . خیلی از انسانها می توانند به آسانی در آب دریا شناور شوند اما در آب شیرین نمی توانند چنین کاری کنند. به این دلیل که، آبی که محتوای نمک دارد چگالتر است. بنآبراین اشیائی که در آب شیرین نمی توانند شناور بمانند ممکن است بتوانند در آب دریا شنارو شوند. شناور بودن به معنای نگه داشتن و قرار گرفتن ماده ای روی ماده ء دیگری است. برای نمونه، یک بالن دارای هلیم، در هوا غوطه ور میشود چرا که سبکتر است و چگالی کمتری دارد. اگر شما بخواهید با فشار یک شیء را به سطح زیر آب بفرستید، دوباره به سمت بالا بر می گردد و شناور می ماند.

آب شیرین کالاى کمیاب آینده

۷۰
درصد از سیاره خاکى ما پوشیده از آب است. با وجود این در گزارش زیست محیطى سازمان ملل، «Geo-4» پیش بینى مى شود که در سال ۲۰۵۰ پنج میلیارد و یک میلیون نفر از کمبود آب رنج خواهند برد. به گزارش دویچه وله، تنها ۳ درصد از منابع آب کره زمین، آب شیرین قابل نوشیدن است و بشر تنها به یک درصد از این سه درصد دسترسى دارد: از آب شیرین موجود در جهان، ۷

۰ درصد براى کشاورزى۲۰، درصد در بخش صنایع و تنها ده درصد آن براى مصارف خانگى استفاده مى شود. پس جاى تعجب نیست که هم اکنون بر اساس گزارش سازمان ملل، یک میلیارد و دو میلیون انسان از دسترسى به آب نوشیدنى، محرومند. در این گزارش پیش بینى شده که در سا

 

ل ،۲۰۵۰ پنج میلیارد و یک میلیون نفر از کمبود آب رنج خواهند برد. اما هر انسان روزانه دست کم به چند لیتر آب احتیاج دارد؟ پاسخ ۲۰ تا ۵۰ لیتر است. هر شهروند معمولى آلمانى روزانه ۱۲۶ لیتر آب مصرف مى کند در آمریکا این مقدار به بیش از ۳۰۰ لیتر مى رسد!

در به در به دنبال آب
در کنار محدودیت منابع آب شیرین، رشد جمعیت، آلودگى منابع آب شیرین و نابودى محیط زیست از عواملى هستند که به بشر، محتاج همیشگى آب، خبر از آینده اى تیره مى دهند. این آینده تیره بیش از پیش دامنگیر ساکنان قاره آفریقا و آسیا خواهد بود، جایى که از هم اکنون کمبود آب بیش از سایر قاره ها خودنمایى مى کند. در کنار عوامل گوناگون، توزیع نابرابر منابع آب شیرین در بخش هاى گوناگون کره زمین و نبود تکنولوژى لازم براى بهره بردارى و مصرف مجدد آب در دو قاره آسیا و آفریقا، تأمین آب آشامیدنى را براى ساکنان این دو قاره با مشکل مواجه کرده است. در این دو قاره اغلب، رسیدن به آب آشامیدنى برابر است با کارى طاقت فرسا. در بیشتر کشورهاى آفریقایى، آب

از چاله ها و برکه هایى به دست مى آید که آبشخور حیوانات نیز هستند. این آب آشامیدنى، آلوده به میکروب، ویروس و انگل هایى است که سلامتى مصرف کنندگان را به خطر مى اندازند. اگر چه آلمان از نظر منابع آب هنوز غنى است، اما طبق گزارش هاى مرکزکارشناسى «پیامدهاى تغییرات جوى و تطابق با آنان» ریزش باران در تابستان کم و کمتر مى شود. از سوى دیگر افزایش دما که تبخیر بیشتر آب هاى سطحى را به دنبال دارد، سال به سال مسأله کمبود آب را براى ساکنان

کشورهاى قاره سبز، از جمله آلمان جدى تر مى کند. سرچشمه بحران آب را نه تنها در انسان ها که باید در ساختارهاى سیاسى و اقتصادى جهانى جستجو کرد که مسئولیت تقسیم و توزیع وکنترل آب را بر عهده گرفته اند. براى تضمین تأمین آب آشامیدنى در جهان از هم اکنون باید به فکر چاره بود. با بهره بردارى صحیح، تصحیح الگوى مصرف و با طرح ها و برنامه هاى کارآمد و تازه باید از هم اکنون به جنگ با کمبود آب رفت، پیش از آن که جنگ آینده، جنگ بر سر منابع آب باشد.

 

چند طرح نو براى به دست آوردن آب شیرین
طرح هاى تازه براى به دست آوردن آب شیرین باید به گونه اى باشند که تأمین آب آشامیدنى مورد نیاز انسان را تضمین کنند. اگر چه تا تأمین کامل آب مورد نیاز ساکنان کره زمین، راه طولانى در پیش است، اما در این مسیر گام هاى مثبتى برداشته شده است. از جمله طراحى وسایلى که با آنان از آب شور آب آشامیدنى به دست مى آید.

تبدیل آب باران به آب آشامیدنى
آب باران از طریق یک سیستم لوله اى از سقف خانه به درون خانه هدایت مى شود. با فیلترهاى پیش رفته آب باران به حدى پالایش مى شود که براى استفاده در سیفون توالت ها، ماشین لباسشویى یا آبیارى باغچه، بدون افزودن مواد شیمیایى، قابل استفاده باشد. آب به دست آمده از این راه هنوز براى مصارفى چون نوشیدن یا حمام کردن مناسب نیست چرا که بدون کنترل هاى

شیمیایى، نمى توان تضمین کرد که این آب آلوده به باکترى نیست. این روش در مناطق خشک با نزولات جوى پایین راه حل مناسبى نیست اما در اروپا روش خوبى براى صرفه جویى در مصرف آب است.

آب از رطوبت هوا
در مناطق خشک و کویرى با ریزش جوى سالیانه پایین، به راه حل دیگرى نیاز است. اهالى یک روستا در شیلى از روش جالبى براى رسیدن به آب آشامیدنى استفاده مى کنند که به آن «شکار مه» مى گویند. در این روش مه در تورها و شبکه هاى ریز بافتى محاصره مى شود. مه به دام افتاده بر روى دانه هاى شبکه تقطیر شده و قطره هاى تولید شده از طریق لوله ها به عنوان آب آشامیدنى به روستا مى رسند. دانشجویان دانشگاه هلسینکى درست با تکیه به همین روش

دستگاهى اختراع کرده اند که براى به دست آوردن آب در مناطق کویرى کمک بسیار بزرگى است.

آب شیرین از آب دریا
براى به دست آوردن آب شیرین از آب دریا دو راه وجود دارد: در تأسیسات نمک زداى حرارتى، آب دریا حرارت داده مى شود و از بخار آن آب تازه به دست مى آید.در روش دیگر آب دریا با گذر از یک دیافراگم که به گونه اى انتخابى مواد را از خود عبور مى دهد، نمک زدایى مى شود. مصرف بالاى انرژى و انتشار گازهاى گلخانه اى از معایب این روش هستند. براى رفع این مشکل چاره اى اندیشیده شده: «نیروگاه هاى موجى» از تراکم انرژى موج هاى دریا بهره گرفته و از این راه انرژى تولید مى کنند. به این ترتیب مشکل تولید و انتشار گاز CO2 برطرف مى شود.

ذخیره گرزندگى
یک مخترع بریتانیایى بطرى ساخته است که با آن مى توان آب شیرین به دست آورد. این اختراع که «Lifesaver» نام دارد، با کمک یک فیلتر، کوچکترین مواد سمى و ویروس هاى موجود در آب را که از ۱۵ نانومتر بزرگ ترند، بدون استفاده از مواد شیمیایى جدا مى کند. این بطرى با آب آلوده پر شده و به وسیله پمپى که با نیروى بازو کار مى کند، آب آلوده را فیلتر کرده و به آب آشامیدنى تبدیل مى کند. این روش هرچند که راه حلى براى به دست آوردن آب در مقیاس هاى بزرگ نیست اما در

کشورهاى فقیرى که هر روزه با آب آلوده سر و کار دارند، راه حل مناسب و نجات دهنده اى است. از سوى دیگر قیمت این بطرى ۳۲۵ یوروست، مبلغى که براى ساکنان کشورهاى در حال توسعه و فقیر به معناى ثروت است.

مطالعات فراوانی روی چگونگی شیرین سازی و تهیه آب شرب صورت گرفته که تبدیل آب دریا به آب قابل شرب از جمله مهمترین آنهاست. اما آنچه مسلم است در هر حال نیاز به منابع جدید آب وجود دارد. اما همه این مطالعات به دو نتیجه کلی رسیده است:
* تغییر در نوع زندگی؛ بدین معنی که هر فرد باید میزان آب مصرفی شخصی خود را کاهش دهد.
* استفاده از منابع جدید آب

طبعا با شرایط موجود، تنها راه استفاده از منابع جدید آب، شیرین سازی آب شور است که از دهه ۱۹۸۰ و ۹۰ در خاورمیانه به عنوان راه حلی موثر برگزیده شد. یکی از بهترین روش های شیرین سازی آب شور به روش فشار اسمزی معکوس مشهور است که انگلیس نیز تاسیسات شیرین سازی آب تیمز را بر همین پایه ساخته است.

روش کار دستگاه آب شیرین کن اسمزی معکوس، چنین است:
۱- آب از مصب رودخانه یا دریا وارد می شود.
۲- آب شور حاوی یون های سدیم و کلرید است.
۳- فشار وارده از بالا آب شور را به غشای اطراف مخزن می فشارد.
۴- غشای نیمه نفوذپذیر دارای میلیون ها منفذ میکروسکوپی (بس

یار ریز) است.
۵- آب شیرین قابل نوشیدن از غشا بیرون می آید.
۶- آب غلیظ حاوی نمک خارج می شود.

هدرروی آب
میزان آب شیرین موجود همچنان در حد یک درصد ثابت خواهد ماند. بقیه آب جهان شامل آب شور اقیانوسها یا آب شیرین موجود در دو قطب، در خاک، برف و رطوبت است. آبیاری کشتزارها در همه جا با هدرروی فراوان آب همراه است. روشهای کشاورزی نامناسب و قیمت های یارانه ای آب که تناسبی با هزینه واقعی آن ندارد و انگیزه ای برای صرفه جویی دربر ندارد باعث هدرروی بیشتر آب می شود.در حالی که ۷۰ درصد آب جهان صرف کشاورزی می شود، در فاصله نه چندان زیادی از کشتزارها، شهرها با کمبود شدید آب و قیمتهای بالا روبرو هستند. مثلاً در بخشی از ایالت کالیفرنیا کشاورزان بابت هر فوت جریب آب ۵۰/۱۵ دلار می پردازند در حالی که شهرنشینان جنوب این ایالت بابت همین مقدار آب ۴۳۱ دلار می پردازند.

اتلاف در صنعت
کشاورزی تنها مقصر نیست. اگر به صنعت و تولید نگاه کنیم، وضعیت دلسردکننده است. نظام تولید در کشورها عمدتاً باز است یعنی آب وارد می شود و در پایان فرایند تولید دور ریخته می شود. به این ترتیب، منبع تجدیدپذیر ارزشمندی از دست می رود. تولید یک خودرو به ۳۹ هزار گالن (هر گالن ۷۸/۳ لیتر) نیاز دارد. تولید یک بشکه نفت ۱۸۰۰ گالن، یک تن فولاد ۶۲ هزار گالن و یک نیمه رسانه ۳۰۰۰ گالن آب می خواهد. گوشی های تلفن همراه را در نظر بگیرید که این روزها همه جا هست. فقط تولید تراشه هرکدام از آنها به هزاران گالن آب نیاز دارد. تولید خواربار نیز با مصرف زیاد آب همراه است.نیم کیلو نان یا برنج به یک تن آب نیاز دارد.

هرزروی آب
در کشورهای توسعه یافته و در حال توسعه، سرنوشت ۴۰ درصد از آب تولیدی معلوم نیست. این هرزروی شاید نتیجه نشت شبکه های فرسوده یا فساد باشد. اما عامل هرچه باشد، همه می بازند. موضوع روشن است. باید موضوع هرزروی آب را در این دو بخش _ تولید و کشاورزی- در نظر گرفت و برای آن راه حل پیدا کرد. برای مواجهه با چالش بهداشت و کمبود، یک عامل سوم یعنی انرژی وارد عرصه می شود. تصفیه و انتقال آب به انرژی بستگی دارد. چه در روستایی کوچک و چه در کلان شهری با ۲۰ میلیون نفر جمعیت، انرژی ارتباط تام و تمامی با آب آشامیدنی دارد. مؤسسه تحقیق نیروی برق برآورد می کند که تا سال ،۲۰۵۰ جهان به ۷۰۰۰ گیگاوات برق دیگر فقط برای

تصفیه آب نیاز دارد.در حال حاضر تولید برق جهان حدود ۳۰۰۰ گیگاوات است. حال پرسش این است که آیا ما از امکانات لازم برای تأمین شدید مصرف برق فقط برای تصفیه آب برخورداریم؟ احتمالاً خیر. از این رو، اتکا به ظرفیت فزاینده تولید برق راهی نیست که بتوانیم انتخاب کنیم، بلکه باید راه فرآوری در کارآمدی و فناوری را در پیش گرفت.

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
word قابل ویرایش - قیمت 8700 تومان در 25 صفحه
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد