بخشی از مقاله
چکیده
منابع بومشناختی در برگیرندهی عوامل فیزیکی، شیمیایی و زیستی است که بر پراکنش و تنوع موجودات و گیاهان دریا تأثیر میگذارند.از مهمترین عوامل مؤثر در انجام فعالیتهای دریایی نظیر طراحی و احداث بنادر، خصوصیات فیزیکوشیمیایی آب و باد منطقهی مورد مطالعه است. روند تغییرات شرایط کیفی اکوسیستم های آبی همواره در معرض نوسانات زیست محیطی قرار دارد. مدیریت بهینه هر اکوسیستم مستلزم شناخت اولیه در زمینه روند تغییرات و تهدیدات زیست محیطی است.
تغییرات پارامترهای فیزیکی آب دریا،نقش مهمی در فعالیت سیستمهای جوی، اقلیمی، جریانات دریایی و غیره ایفا میکنند. درجه حرارت آب را میتوان مهمترین عامل تاثیر گذار دانست که مستقیماً بر متابولیسم رشد موثر است. آلودگی و کدورت بالای آب، همزمان با ورود فاضلابهای خانگی و صنعتی و تغییر اسیدیته آب با شروع فعالیت های کشاورزی و ورود زه آب مزارع حاشیه خلیج بیشترین درصد تخریب را داشتند.
بررسی سازه های در معرض آب دریادر جزیره قشم و شناخت عوامل خوردگی اسیدها و املاح - نظیر کلرایدها ، سولفاتها و نیتراتها - و گازها - نظیر اکسیژن ، دی اکسید گوگرد - و هیدروکربنها از عوامل اصلی خوردگی بتن می باشند . خصوصا در سواحل دریا که رطوبت و املاح زیادند ، خوردگی بتن به قدری شدید است که حتی میلگرد داخل آن را نیز از بین می برد.در این نواحی، اعضاء به طور ثابت تحت اثر سه عامل اولیه هدایت کننده خوردگی شامل اکسیژن،کلریدها و رطوبت قرار دارند. خرابی بتن تخریب سازه های دریایی بتنی ممکن است ناشی از اثرات فیزیکی یا شیمیایی آب دریا بر روی آنها باشد. در منطقه مورد مطالعه با توجه به شوری،PH و اکسیژن میتوان سازه های دریایی را بنا کرد.
-1 مقدمه
مشخصههای فیزیکی و شیمیایی دریا به شدت با زمان و مکان در تغییر بوده و شناخت مناسب از مشخصات آب یک منطقه مستلزم اندازهگیریهایی به فواصل زمانی کوتاه - ماهانه - در تعداد نقاط متعدد از منطقهی مورد مطالعه است. از مهمترین عوامل مؤثر در انجام فعالیتهای دریایی نظیر طراحی و احداث بنادر صیادی، تجاری، نظامی و دیگر فعالیتهای مهندسی، خصوصیات فیزیکی و شیمیایی آب آن منطقه است.
با توجه به اهمیت راهبردی منطقهی قشم و نیاز روز افزون به اطلاعات دریایی در این منطقه، بدیهی است که جامعهی دریایی کشور به تحقیقات و پیش بینیهایی در مورد خصوصیات فیزیکی و شیمیایی این منطقه احتیاج دارد. لذا در این تحقیق سعی شده است که با بررسی تغییرات فصلی مربوط به خصوصیات فیزیکی آب، از قبیل دما، شوری و چگالی اعماق مختلف در منطقه قشم، الگوی توزیع این پارامترها را بدست آورده و شناسایی لایههای آب انجام شود. از جمله تغییرات جوی حائز اهمیت، وقوع توفان گرد و خاک و تاثیرات باد شمال در شرایط مختلف اقلیم فصلی است. در این تحقیق، با توجه به اندازهگیریهای انجام شده، پارامترهای فیزیکی قشم مورد بررسی قرار گرفته است.
اطلاعات بدست آمده از این مطالعه، در تعیین خصوصیات هیدرودینامیکی - نظیر جریانها و گردش آب - ، طرحهای زیست محیطی و شیلاتی، کشتیرانی، کاربردهای نظامی، حمل و نقل دریایی و مسایل راهبردی و نظایر آنها قابل استفاده است. مورد پراهمیت دیگر، استفاده از تکنیکها و فنون آماری به منظور پیش بینی رفتار پارامترهای فیزیکی مورد مطالعه است.
در اغلب تحقیقات به عمل آمده در منطقهی دریایی قشم، خصوصیات آب به صورت محدود مورد توجه قرار گرفته و جداولی از مقادیر بیشینه، کمینه و غیره برای پارامترها ذکر شده است. تاکنون تحقیقی منحصر به مشخصات فیزیکی آب این منطقه و برای دراز مدت، صورت نگرفته و بیشتر هدف تعیین شرایط زیستی منطقه بوده است. در این تحقیق علاوه بر خصوصیات فیزیکی آب منطقهی دریایی قشم، اثر عوامل آن بر سازه های دریایی نیز مورد بررسی قرار گرفته است.
امروزه اکثر سازه های عمرانی را سازه های از جنس فولاد تشکیل می دهند اما استفاده از سازه های بتنی نیز روز به روز در حال افزایش است. با این حال در سازه های از جنس بتن در اثر رعایت نکردن اصول ساخت بتن به منظور دوام بتن پس از گذشت مدت زمان اندکی از بهره برداری، خوردگی هزینه های هنگفتی بر ساختمان سازه اعمال می کند، که حتی در برخی موارد ساخت مجدد سازه نسبت به ترمیم آن اقتصادی تر است.
این قضیه در مورد سازه های در معرض آب دریا بحرانی تر است و عمر مفید سازه های ساحلی جنوب کشور تاییدی بر این امر می باشد. در این حال بهترین کار انجام تحقیقات لازم برای شناخت عوامل خوردگی و راه های کاهش آن می باشد ، که استفاده از این راهکارها موجب کاهش هزینه های ثانویه جهت ترمیم سازه می گردد . در نتیجه امروزه خوردگی به عنوان عاملی که شدیداً سازه بتنی را تحت تاثیر قرار می دهد بسیار مورد توجه قرار گرفته است بتن یکی از مقاومترین و ارزانترین مصالح ساختمانی است . خصوصا وقتیکه با میلگرد همراه میشود و سازه های بتن آرمه را بوجود می آورد خواص مکانیکی آن چندین برابر تقویت میشود. ولی با همه مزایا ، در عوامل خورنده شیمیایی مقاومتی ندارد و به مرور خورده شده و از بین می رود .
از این رو در مناطق ساحلی طول عمر سازه های بتنی بسیار کوتاهتر از نقاط دیگر است.هر ساله آمار و ارقام زیادی در مورد تخریب سازه های بتنی منتشر می شود و بدیهی است با توجه به هزینه های سنگینی که در طرحهای عظیم ملی نظیر طرحهای فاضلاب و سازه های دریایی و ساخت اسکله ها و بنادر و سدها و پلهای بسیاری دیگر صرف می شود ، در صورتیکه تمهیدی برای حفظ این سازه ها بکار گرفته نشود نه تنها این سرمایه های عظیم از بین می رود ، بلکه ساخت مجدد آنها در شرایط سخت اقتصادی فوق العاده دشوارتر بوده و رشد و شکوفائی اقتصادی را ناممکن می سازد. . محل و نوع سازه نیز میزان خوردگی را تحت تاثیر قرار می دهد. اعضای سازه ای بتنی واقع در ناحیه جزر و مدی و ناحیه پاشش عموماً دچار بیشترین میزان خوردگی هستند. در این نواحی، اعضاء به طور ثابت تحت اثر سه عامل اولیه هدایت کننده خوردگی شامل اکسیژن، کلریدها و رطوبت قرار دارند.
اعضایی مانند سرشمع ها، تیرها و عرشه ها در محیط دریایی فعال و در جایی که امواج و پاشش اتفاق می افتد، نسبت به محیط های با آسیب کم تر، نوعا تخریب های جدی تری را متحمل می شوند. به همین دلیل در سازه باراندازهای ساحلی، اعضای نزدیک به خشکی دچار تخریب های بیشتری نسبت به اعضای دورتر از ساحل هستند. در واقع وقتی ضربه امواج به شیب ساحل و دیوار ساحلی برخورد می کند، اسپری های مملو از یون های کلرید مستقیماً پرتاب شده و به این اعضاء برخورد می نمایند.
نوع اسکلت سازه نیز نقش مهمی را در روند پیشرفت خوردگی زیبا می کند. مثلاً باراندازهای با عرشه تخت که سطح زیرین آن ها فاقد سر شمع یا تیرهایی است که به وضوح دیده شوند، نسبت به باراندازهای رایج دارای عرشه های با سر شمع و تیر، خوردگی کمتری را دارند. علت این امر در کاهش گوشه های در معرض محیط است. گوشه های سازه ای به دلیل امکان نفوذ بیشتر کلر از دو وجه آنها و همچنین نیاز به فشار کمتر جهت تخریب سازه ای ناشی از احاطه نبودن کامل، با سرعت بیشتری دچار خوردگی، آسیب و تخریب می گردند .
خرابی بتن تخریب سازه های دریایی بتنی ممکن است ناشی از اثرات فیزیکی یا شیمیایی آب دریا بر روی آنها باشد. آبی که pH آن برابر 8/3 تنظیم شده است در مجاورت شناساگر کرومات پتاسیم بوسیله محلول نیترات نقره تیتر شده و نقطه پایان تیتراسیون با پایدار ماندن رنگ قرمز آجری کرومات نقره مشخص میگردد .
حال با قرار دادن مقادیر در رابطه زیر می توان میزان یون کلرور در آب را محاسبه نمود:
Cl- mg/Lit = - Vsample - Vblank - - F AgNO3 - - 35.45 - - 1000 - / Vsample
واکنش های مربوط به این آزمایش نیز بصورت زیر است:
Cl- + AgNO3 ➔ AgCl + NO3-
CrO42- + 2AgNO 3 ➔ Ag2CrO4 + NO3-
بتن تازه محیطی بسیار قلیایی دارد و PH آن بین 12 تا 13 میباشد. این محیط قلیایی باعث ایجاد یک لایه محافظ روی سطح میلگرد می گردد که ازخوردگی میلگرد جلوگیری می نماید. مادامی که قلیایی بودن بتن حفظ شود میلگرد در معرض خوردگی قرار نمیگیرد. اما نفوذ برخی مواد و عناصر به داخل بتن این محیط قلیایی را از بین میبرد. دی اکسید کربن، دی اکسید گوگرد، یون های کلرید و املاح نمک از جمله این مواد هستند.در اثر خوردگی میلگرد، افزایش حجمی تا چند برابر حجم اولیه ایجاد میشود. تنش های ناشی از نیروهای ملکولی حاصل از این اضافه حجم منجر به ترک خوردن و تخریب کامل بتن میگردد.
