بخشی از مقاله
چکیده
شهرها به عنوان اراضی که دارای سطوح وسیعی از اراضی غیرقابل نفوذ و یا کم نفوذ شامل کاربریهای مختلف بوده که دارای توان استحصال قابل توجه نزولات جوی میباشد. طراحی شبکههای هدایت، جمعآوری و دفع آبهای سطحی شهرها می تواند با رویکرد جمعاوری آبهای سطحی ناشی از نزولات جوی به منظور کاهش اثرات کم آبی بخصوص در مناطق خشک و نیمه خشک کشور صورت گیرد. شهر اردستان واقع در شمال استان اصفهان در منطقه خشک واقع و دارای متوسط بارندگی سالانه 130 میلیمتر در سال است. وسعت اراضی شهری دارای کاربریهای گوناگون 673/16 هکتار است.
در این نوشتار با بررسی موقعیت و ساختار فیزیکی- هیدرولوژیکی شهر اردستان از منظر امکان جمعآوری آبهای سطحی، توان تولید رواناب سطحی در واحدهای مختلف شهری صورت گرفته است. 4 زیرحوضه بالادست - جنوب - شهر اردستان با مساحت 148/42 کیلومتر مربع به همراه 19 زیرحوضه شهری اردستان به مساحت 673/16 هکتار جهت تعیین وضعیت سیلخیزی و تولید رواناب و جمع آوری بارشهای آسمانی جهت استفاده در آبیاری فضای سبز و خدمات بهداشتی مورد بررسی قرار گرفت. در ادامه مسیرهای اصلی زهکشی شهری به تعداد 4 مسیر اصلی جهت جمعآوری و انتقال آبهای سطحی واحدهای هیدرولوژیکی شهری تعیین گردید .
نتایج نشان میدهد از کل سطح اراضی شهر اردستان میزان 300 هکتار دارای پتانسیل تولید هرزآب بالا - دارای گروه هیدرولوژیکی - D است لذا برنامهریزی استحصال آبهای سطحی در ارتباط با نحوه عملکرد شبکه دفع آبهای سطحی و جمعآوری از اهمیت بالایی برخوردار است. دبی استحصال آب بارش و تولید آبهای سطحی در بزرگترین مسیر اصلی زهکشی شهر - d1 - به میزان 4.4 مترمکعب در ثانیه است که میتواند درمخازن چندگانه شمالی شهر ذخیره و پس از عملیات تهنشینی رسوبات به منظور کاربریهای بهداشتی و خدماتی و آبیاری فضای سبز شهرکشاورزی مورد استفاده قرار گیرد.
کلمات کلیدی: استحصال نزولات آسمانی، حوضه آبخیز، رواناب، مسیر زهکشی
مقدمه
کمتر از یک درصد آبهای جهان شیرین و برای شرب،کشاورزی و دیگر مصارف عمومی قابل دسترسی است. علاوه بر کمیت ناچیز، این آبها از توزیع بسیار ناهمگونی نیز برخوردار است. بر اساس جدیدترین آمارهای سازمان ملل متحد،حدود ز/و میلیارد نفریا قک درصد از ساکنان کره زمین، از آب سالم محروم هستند.افزایش جمعیت، صنعتی شدن کشورها ،توسعه کشاورزی، ارتقای سطح زندگی انسانها و رشد مداوم مصرف آب،آلودگی آبها و همچنین گرمایش جهانی و تغییرات اقلیمی از جمله مهمترین دلایل بحرانهای آب شیرین درجهان است ..تامین آب برای بخشهای مصرف خانگی،کشاورزی و صنعت در حال حاضر یکی از مهمترین چالش های دولتها در بسیاری از مناطق جهان بویژه در مناطق خشک و نیمه خشک نظیر ایران است.
بسیاری از صاحب نظران معتقد هستند که آب باران می تواند یکی از منابع حانشین برای آبهای شیرین موجود محسوب باشد و در صورت جمع آوری،ذخیره و مدیریت صحیح می تواند شیوه ای مناسب وکم هزینه حداقل برای تامین بخشی از تقاضاهای آب بشمارآید ژزب.امروزه در کشور ایران تامین آب یک مسئله بسیار مهم و حیاتی می باشد و از طرف دیگر اکثر شهرهای ایران برای تامین آب شرب و غیرشرب با مشکل رو به رو هستند . با توجه به برنامه های دولت در تامین آب برای شهروندان، باجمع آوری آب های سطحی شهر برای مصارف غیر شرب و آبیاری امکانپذیر می باشد و کمکی در حل بحران تامین آب برای شهروندان می باشدفژکب.
قرار داشتن کشور ایران بر روی کمربند مناطق خشک جهان باعث شده است که از دیر باز مردمان این سرزمین با روش های جمع آوری و استحصال آب باران آشنا باشند و از آن استفاده نمایند ]ظ. [ یکی از مشخص ههای توسعه شهری افزایش سطوح غیر قابل نفوذ است که بخاطر تغییر کاربری زمی نهای کشاورزی و اراضی منابع طبیعی و اختصاص آن به ساخت وساز واحدهای مسکونی و معابر عمونی پدید م یآید. از عوارض این تغییرات کاهش نفوذ آب باران به داخل زمین و در عوض افزایش رواناب حاصل از بارندگی از هر دو منظر حجم و شدت جریان است. جاری شدن رواناب در سطح شهر علاوه بر تحمیل هزین ههای زیاد برای احداث مجاری و زهکشهای مناسب برای خارج ساختن این آبها از معابر، باعث آلودگی آنها شده و بخاطر مخلوط شدن با انواع پسا بهایی که در مسیر حرکت به آن اضافه م یشود، تصفیه و بهر ه برداری مجدد آنها را دچار مشکل جدی می سازد .
استحصال آب باران روشی است که به کمک آن میتوان از باران درمحل بارش بهر ه برداری نمود و علاوه بر جلوگیری از خارج شدن رواناب از دسترس و آلودگی آنها، صرفه جویی قابل توجهی در استفاده از سیستم آبرسانی شهری به عمل آورد. با این کار سیستم زهکشی رواناب شهری قادر خواهد بود که در شرایط وقوع رگبارهای شدید بهتر عمل کند و از آبگرفتگی معابر جلوگیری خواهد شد . ترویج و بهر هبرداری از سیستمهای استحصال آب باران علاوه بر جلب مشارکت بهر ه برداران در مدیریت منابع آب، باعث کاهش اتکاء به سیستم متمرکز آبرسانی شهری خواهد شد که این موضوع علاوه بر صرفه جویی در استفاده از منابع تجدید ناپذیر آبهای زیرزمینی، باعث جلوگیری از وقوع بحران در شرایط وقوع جنگ، زلزله و یا عملیات خرابکارانه خواهد شد ]ل. [
طرح بررسی پتانسیل جمع آوری آب باران و استفاده از آن برای توسعه فضای سبز شهری مشهد توسط طباطبایی یزدی و همکاران - ححظز - به اجرا در آمده است. با اجرای این طرح در مقیاس واقعی، این امکان فراهم گردیده است تا اقشار مختلف مردم و مسئولین بتوانند از آن بازدید به عمل آورده و از مزایا و معایب احتمالی آن از نزدیک آشنا شوند.مدیریت جامع شهر در رویکرد سیستمی و اصولی زمانی محقق می شود که به کلیه جوانب کاربری زمین و خدماتی توجه گردد.در طرحهای جامع جمع آوری و دفع سیلابهای شهری ، ضروری است که تمامی سیستم زهکش مشتمل بر سیستم فرعی و اصلی اتصالات و ارتباطات آنها جمیعاً مورد توجه قرار گیرند.
در این راستا حوضه بندی شهری و دستیابی به سطوح با مقیاس مناسب جهت جمع آوری و هدایت آبهای سطحی شهرها به منظور استفاده در فصول کم آب با هدف آبیاری فضای سبز شهری و اطراف صورت می گیرد.سیستم جمع آوری آبهای سطحی هر شهر که به کلیه فعالیتهای شهری خدمات میدهد خود موضوع قابل توجهی است و جزیی از روند برنامه ریزی شهری محسوب میگردد. روند توسعه شهر و نگرش جامع نگر در برنامه ریزی مدیریت شهری از جمله مسائل شهر سازی ، خدمات رسانی ، توریستی و …این مهم را طلب می کند که اقداماتی با مطالعه و برنامه صورت گیرد. چرا که روند توسعه شهری در گذشته و حال بیانگر آن است که اقدامات صورت گرفتهکاملاً بر اساس مطالعه و برنامه نبوده بطوری که در بررسی سیستم هدایت و دفع آبهای سطحی، کانالهای احداثیبعضاٌ دارای مقاطع هندسی با ابعاد نامناسب بوده بطوری که در اجرا نیز ملاحظات اجرایی از جمله وضعیت توپو گرافی ، هیدرولیک جریان و …مورد توجه قرار نگرفته است.
مسئله دفع آبهای سطحی از مسائل عمده ایمن سازی مناطق مسکونی از خطر وقوع سیلاب و نهایتاً رفع خسارات احتمالی از مناطق شهری میباشد ]و[ و رشد جمعیت و توسعه شهری و تبدیل بی رویه اراضی مجاور تاثیر نامطلوبی در هیدرولوژی مناطق شهری می گذارد و موجب تشدید سیلابها، افزایش آلودگی رواناب های ایجاد شده، افزایش ضریب رواناب و کاهش تغذیه آبهای زیر زمینی می گردد.به بیان دیگر تحولات هیدرولوژیکی ناشی از شهر سازی و نحوه کاربری اراضی حوضه شهری را میتوان تاثیر در تغییر کل حجم رواناب ایجاد شده، میزان تغذیه ناشی از بارش، حداکثر آبدهی سیلابها و نهایتاً تغییرات کیفی آب نام برد که مهمترین عوامل مؤثر آن را میتوان میزان سطوح و اراضی نفوذ ناپذیر شهری و خصوصیات مسیرهای حرکت جریان آب دانست که تحت تاثیر ساخت و سازهای بی رویه قرار گرفته اند و یا می گیرند ]ث. [
تشدید سیر صعودی خسارات سیل در دو دهه گذشته سبب شده است که آرزوی دیرینه درباره حل قطعی مسئله رواناب ها جای خود را به واقع گرایی و درک این واقعیت دهد که همیشه و همواره نمیتوان در مهار سیلابها موفق بود بلکه باید کوشید تا تبعات زیانبار و مخرب آن را کاهش داد ]أ.[ قلسذسسچK - ثههز - در بررسی سیلابهای شدید به این نتیجه رسید که غیر از حالتهای محدود، سیلابهای شدید که در حوضههای بزرگ حادث میگردد در نتیجه بارندگی بوده و تاثیر انسان در منطقه - پوشش گیاهی، خاک توپوگرافی و بستر رودخانه - از اهمیت کمتری برخوردار بوده است . لسشسسش - ثههز - اطلاعات مربوط به هیدرولوژی و عوامل مختلف موثر بر تولید هرزآب را در ظل حوضه جمعآوری نمود. این حوضهها در مناطق مختلف از نظر میزان بارندگی واقع بودند. با ارائه یک رابطه منطقی بین میزان بارندگی و هرز آب متوسط سالیانه حوضههای مورد بررسی را در دو گروه طبقهبندی نمود.
فسیلگیری تأسیسات و اماکن حساس و پر اهمیت موضوعی است که باید به طور جدی برای آن چاره اندیشید و از انواع اقدامات رایج برای مهار آن استفاده کرد . عدم توجه به حساسیت و متمایز بودن تأسیساتی نظیر انبار مواد غذایی، سیلوهای غلات، نیروگاه برق، فرودگاه، تأسیسات آبرسانی شهری، تأسیسات نفتی و موارد مشابه میتواند دامنه خسارت و حتی تلفات را به طور فزایندهای گسترش دهد. توجه به حساسیت این گونه تأسیسات و پیامدهای ناشی از بروز اختلال در عملکرد خدمت رسانی اماکن مزبور امری ضروری و در برخی موارد حیاتی است و باید در مرحله تصمیم گیری درباره کاربری اراضی شهری مورد عنایت خاص قرار گیرد ]قز.[
اهداف مطالعه بطور خلاصه عبارتند از :
-حوضه بندی شهری با هدف شناسایی حوضه های آبخیز کوچک جمع کننده آب باران
-شناسایی نقاط تجمع رواناب در سطح شهر
-جمع آوری آبهای سطحی معابر و انتقال به شبکه اصلی زهکشی
زیرحوضه های برون شهری از آن جهت مطالعه می شوند که سوابق سیلابهای منطقه نشان دهنده گسیل هرزاب اضافی و سیلابی این زیرحوضه ها به بافت شهریست که باعث برهم خوردن حوضه بندی صورت گرفته در شهر جهت استحصال آب باران خواهد بود ضمن اینکه بار رسوبی زیادی را به شهر منتقل کرده و وضعیت کیفی آبهای سطحی جمع آوری شده را تغییر می دهد.طی بررسیهای صورت گرفته مشخص گردید ، در طراحی کانالهای اجرا شده از گذشته تا به حال به صورت استفاده از نقشه های تیپ بدون مطالعه و بررسی لازم اقدام می گردیده است و قسمتهای قدیمی و حتی برخی موارد ساخت وسازهای جدید نیز مبتنی بر رعایت مسائل اولیهای چون شیب طبیعی زمین نبوده است و تنها در چند شهرک جدیدالتأسیس نظیر شهرک آیت ا ... بهشتی، شهرک کاوه، شهرک طباطبایی و نظایر آن وضعیت بهتری در شبکه معابر انتقال روانابها و توجه به محدودیتهای طبیعی زمین مشاهده می شود. در شرایط فعلی در این خصوص تهیه طرحهای هدایت و دفع آبهای سطحی در شهرهای کشور و استفاده از آبهای سطحی جمع شده در کاهش اثرات کم آبی مدنظر است که این امر نیز مورد توجه مسئولین مدیریت شهری و شهر سازی قرار گرفته است.
-2 مواد و روشها -1-2 موقعیت و ویژگیهای کلی منطقه مورد مطالعه
شهر اردستان به عنوان مرکز شهرستان اردستان بوده و دارای موقعیت جرافیاییغ َککْ-کو طول شرقی و َظکْ-ظظ عرض شمالی است. منطقه مورد مطالعه شامل زیرحوضههای شهری و برون شهری شهر اردستان می باشد و با مساحتی بالغ بر کل/حلز کیلومتر مربع در محدوده شهرستان اردستان در استان اصفهان واقع شده است ارتفاع از سطح دریا قککز متر است و جمعیت آن ظهحظز نفر می باشد ]زز.[ رودخانه اردستان به عنوان زهکش اصلی منطقه است که کلیه آبهای منطقه به این آبراهه ختم می گردد و این رود کلیه آبهای سطحی و زیرزمینی دریافتی از مناطق پائین دست را با جهات اصلی جنوب – شمال و جهات فرعی شرق- غرب و غرب- شرق به سمت رودخانه اصلی هدایت می کند ]کز و ظز. [
راههای عبوری از داخل یا کناره منطقه شامل مسیرهای اصفهان -اردستان، اردستان-نائین، اردستان-کاشان و اردستان زواره و راههای فرعی دسترسی به آبادیها و مراکز سکونتگاهی داخل و خارج منطقه مورد مطالعه است]لز.[ نقشه های پیوست وضعیت زیرحوضه بندی شهری و غیرشهری و سازه های پیشنهادی را نشان می دهد.جهت مطالعه بهتر، منطقه به و زیرحوضه اصلی شهری و غیر شهری تقسیم گردیده است و زیرحوضه شهری اردستان خود به چندین واحد هیدرولوژیک و یا زیرحوضه شهری و کوچکتر - هززیر حوضه شهری اززسپ تاهزسپ ف تفکیک شده است.
جهت تقسیم بندی منطقه به حوضه های اصلی و سپس به واحدهای هیدرولوژیکی ابتدا کلیه رودخانهها و آبراهههای اصلی و فرعی و خط الراسها با استفاده از نقشه های موجود و عکسهای هوایی و حضور در منطقه تعیین و مشخص گردید ]وز[ ، سپس به ک محدوه حوضه های برون شهری و درون شهری تقسیم گردید . حوضه های برون شهری به ل زیرحوضه اصلی کوز0، ز0، ک0 و 0 تقسیم شد. این زیرحوضهها در مجاورت حوضه شهری اردستان و در جانب جنوبی شهر قرار گرفته اند و بطور مستقیم میتوانند شهر را تحت تاثیر خود قرار دهند و روانابهای آنها وارد رودخانه و مسیل غربی اردستان - که از کنار دانشگاه آزاد اسلامی عبور می نماید - می شود. همچنین شبکه ای دیگر از مسیلهای برون شهری در نتیجه احداث جاده ارتباطی اصفهان – اردستان و نیز ایجاد خاکریز در جنوب و جنوب شرق شهر به سمت شرق و شمال شرق منحرف می گردند.
-2-2 روش کار
برای بررسی زیر حوضه ها و واحدهای کاری و برنامه ریزی مورد نظر به شناخت ویژگیهای طبیعی و عمومی منطقه همچون اقلیم ، زمین شناسی و توپوگرافی منطقه، کاربری اراضی و پوشش گیاهی و شاخص های مربوط پرداخته و سپس با شناخت این عوامل و متغیرها نقش آن در ظهور سیلاب و روانابهای سطحی برون شهری و درون شهری با مقادیر مشخص تعیین می گردد، سپس با توجه به ارتباط ویژگیهای منطقه ای اقلیمی و عمومی و مقادیر کمی و کیفی عوامل تابع، به ارائه راهکارهای اصولی در جمع آوری ،هدایت و دفع آبهای سطحی می پردازیم . در این مطالعه جهت بررسی پوشش گیاهی بویژه پوشش مرتعی از منابع مطالعاتی موجود در این زمینه، جهت بررسی آب و هوا و اقلیم از منابع مطالعاتی نظیر رجایی - هثظز - ، جهت بررسی مباحث آب ، هیدرولوژی و سیل خیزی مناطق شهری و غیرشهری، وضعیت زیرحوضه بندی و نیز ماهیت روانابها و مسیلها در مناطق خشک از منابع مطالعاتی نظیر تریکار - هثظز - ، شریعت پناهی - ثأظز - ، فسسظشل6 شلثشظسض - أثهز - ، جهت بررسی زمین شناسی منطقه از نقشه های زمین شناسی سازملن زمین شناسی کشور و منابعی مانند معماریان - کحظز - استفاده گردیده است.
در مقوله کاربری اراضی شهری و تأثیر آن در میزان رواناب تولیدی از منابعی نظیر رضویان - زحظز - کمک گرفته شده است.دو دسته از سیستمهای جمع آوری آب باران وجود دارد.یکی از آنها سیستمهایی است که با جمع آوری آب باران از سطوح پشت بامها و دیگر سطوح مناسب،آب مورد نیاز برای مصارف خانگی از جمله شرب،شستشو،فضای سبز و غیره را تامین میکند.سیستم دیگر که عمدتا در مزارع و زمینهای زراعی به کار گرفته می شوند با هدف تامین نیازهای کشاورزی و باغداری،اجرا می شوند. در این مقاله،سعی بر این است که با تاکید بر اهمیت و ضرورت توجه به ااستحصال آب باران به عنوان یکی از منابع کمکی آب مصرفی خانگی در محیطهای شهری و روستایی، روش عملی حمع آوری آب باران از سطوح آبگیر مناسب بویژه بامها مورد بررسی قرار بگیرد.
چالشهای پیش روی مسئولین در تامین آب سالم برای شهروندان در حال حاضر و پیش بینی شرایط بحرانی آینده در زمینه آب شیرین، بدین معنی است که تمام گزینه های امکانپذیر تامین آب شیرین از جمله شیوه های اکولوژیک وبی ضرر زیست محیطی نظیر استحصال آب باران را به هیچ وجه نباید از نظر دور داشت]ز.[ف سیستم سطوح آبگیر پشت بام ساختمان های مسکونی بر اساس آمار بارندگی منطقه، درصدتامین نیاز آب غیر شرب ساکنین، مقدارفمساحت استحصال آب باران و توجیحات اقتصادی سیستم، طراحی می شوند و این امر باعث می شود تا کارایی این نوع سیستم ها در شهرها افزایش بیابد. در این سیستم، آب باران از طریق شیب سطح بام منازل مسکونی به طرف ناودانی یا چاهک هایی به سمت مخزن جمع آوری آب
