بخشی از مقاله
چکیده:
در سالهای اخیر فعالیت های زیادی درخصوص انجام عملیات استحصال آب باران از سطوح آبگیر باران در مناطق شهری و روستایی انجام شده است. آب انبار که با استفاده از دانش بومی در نقاط مختلف ایران برای استحصال و ذخیره سازی آب باران از قدیم الایام مورد استفاده قرار می گرفته است الگوی مناسبی برای ذخیره سازی آب در مناطق خشک می باشند .
آب انبار برای ذخیره سازی حجم محدودی از آب با هدف استفاده شرب انسان یا دام مورد استفاده قرار می گیرد. چنانچه این شیوه از ذخیره سازی آب برای حجم زیاد آب مد نظر باشد، نیاز به انجام اصلاحاتی در اجزاء و روش ساخت و بهره برداری می باشد. در طرح "ارزیابی امکان استحصال آب باران برای تأمین بخشی از آب مورد نیاز فضای سبز" با توجه به اینکه حجم ذخیره سازی آب چندین برابر حجم آب انبارهای معمول می باشد، تلاش گردید ضمن استفاده از دانش بومی ساخت آب انبارها، اصلاحات نیز در طرح و شیوه ساخت آنها بعمل آید تا امکان ذخیره سازی حجم آب 1200 متر مکعب فراهم آید.
استفاده از آجر، طاق ضربی و شفته آهک برای آب بندی بستر و دیواره ها مواردی است که در ساخت آب انبارها معمول می باشد. ساخت رسوبگیر، انجام آزمایشات مکانیک خاک و احداث ایستگاه پمپاژ از جمله اصلاحاتی است که نسبت به آب انبارهای معمول لحاظ شده است. گذشت پنج سال از احداث و بهره برداری از این مخازن نشان داده است که در ذخیره سازی آب مناسب عمل کرده است.
مقدمه:
اساساً روش سطوح آبگیر باران سه نوع ذخیرهسازی را پیشنهاد میدهد. – 1 ذخیره در داخل پروفیل خاک.
– 2 ذخیره داخل استخرهای ساخته شده، تانکهای فلزی و یا چاههای کوچک. -3 ذخیره داخل گودالهای طبیعی و مخازن سطحی موجود.
سطوح آبگیر اجرا شده به روش سنتی دارای سیستم بسیار ساده ای بوده اند. به این صورت که آب های جمع آوری شده از سطح شیب دار تپه ها با هدف ذخیره سازی در داخل خاک، مستقیما بطرف زمین های کشاورزی هدایت شده و به مصرف گیاه می رسیده است. مشکل این روش این بوده است که در فواصل احتمالاً طولانی بارندگیها، گیاه دچار کمبود آب میشده است. بهرحال این روش هنوز هم برای کاشت گونههای مقاوم به خشکی شامل انواع درخت مثمر و غیر مثمر استفاده میشود .
استخرهای بزرگ اغلب تنها راه ذخیره سازی مطمئن مقادیر زیاد آب مورد نیاز کشاورزی با استفاده از روانآب می باشد. هر چند نشت آب و تبخیر از مشکلات جدی این نوع مخازن هستند. بسیاری از روش های کاهش تبخیر از مخازن سطحی هنوز مراحل تحقیقاتی را طی می کند و کاربردی نشده اند. از جمله این روش ها که تاکنون استفاده شده اند، کاهش سطح آزاد، استفاده از مواد انعکاس دهنده نور خورشید، لایه های نازک پوشش سطحی، مسقف کردن مخزن و بکار بردن گوی های شناور از جنس فوم و نیز قوطی های خالی پلاستیکی و پهن فیلم می باشند.
این روش ها هر یک به میزانی موثر واقع شده اند اما هنور روشی که بتوان آنرا ساده و اقتصادی دانست پیدا نشده است. مواد انعکاس دهنده نور برای استخرهای کوچک اقتصادی نیستند. از جمله، رنگ و یا ذرات انعکاس دهنده شناور با وجود باد پراکنده شده و بیتاثیر می شوند بعضی انواع دیگر پوششهای یکپارچه شناور اگر چه در هنگام آزمایش خوب جواب دادهاند ولی اغلب عمر مفید کوتاهی داشتهاند و گران قیمت هستند.
دو روش ارزان قیمت که در بعضی شرایط برای کاهش تبخیر از سطح آزاد مؤثر بوده اند یکی استفاده از مخازن چند قسمتی - Cluff,1981 - و دیگری مخازن پر شده از شن و ماسه بوده اند. مخازن چند قسمتی طوری عمل می کند که چون بترتیب مورد استفاده قرار میگیرند، سطحی که در معرض آفتاب قرار دارد همیشه در حالت حداقل است.
در یک مطالعه بیلان آبی در سه مخزن معمولی در آریزونای جنوبی، سهم تلفات نشت در حدود %58 الی %87 از کل تلفات سالانه از سیستم برآورده شده است. کنترل نشت بمراتب ساده تر و ارزان تر از جلوگیری از تبخیر می باشد. ترکیبات شیمیایی از نوع خاک های حساس و واگرای بنتونیتی، مخلوط خاک و سیمان، پوشش پلاستیکی، استفاده از نمک و متراکم سازی هر یک بصورت موفقیت آمیزی برای آب بندی مخازن استفاده شده اند. انتخاب روش بهسازی و میزان کارآیی آن به عواملی از قبیل جنس خاک، هدف از اجرا، احتمال پر و خالی شدن های مکرر مخزن و نیز مسائل اقتصادی بستگی دارد. تانکر و چاهکهای ذخیره آب - Cictern - برای استفاده خانگی و دام می تواند بصورت مؤثر استفاده شود .
کنترل تلفات ناشی از نشت و تبخیر از این مخازن آسان و ارزان میباشد. بطور کلی هر نوع فضایی که ظرفیت ذخیره کردن آب را داشتهباشد یکنوع امکان برای این کار محسوب میشود. ایجاد مخزن ذخیره آب جزءلاینفک هر سیستم آبرسانی شرب و کشاورزی با استفاده از روانآب است، مخصوصاً هنگامی که این سیستم ها دارای شبکه داخلی آبرسانی و آبیاری باشند. در اینصورت تأسیسات ذخیره سازی و توزیع هزینه های عمده ای - بیش از - %50 از کل هزینه سیستم استحصال آب را بخود اختصاص خواهد داد.
میتوان گفت که تقریباً انواع بی شماری مخزن با اندازه و اشکال و مصالح بکار رفته وجود دارد. هزینه تمام شده و دسترسی به مصالح، از اولین فاکتورهای تعیین کننده نوع مخزن هستند. یک نوع از مخارج رایج برای مصارف خانگی، همان مخازن یا تانکهای فلزی با دیواره های عمودی شکل و کف پوشیدهشده با بتن یا سایر مواد غیر قابل نفوذ هستند. مخازن تماماً سیمانی ارزانتر هستند ولی نیاز به نیروی کارگری زیاد دارد. مسقف کردن این نوع مخازن معمول ترین روش جلوگیری از تبخیر است، اگر چه این کار باز هم هزینه ها را بالاتر میبرد. پوشش شناور و سبک از جنس فوم یا مواد پلاستیکی بطور مؤثری برای کنترل تبخیر در مخازن رو باز که دارای دیوارهای قائم باشند استفاده شده است.
مشخصات محل
طرح "ارزیابی امکان استحصال آب باران برای تأمین بخشی از آب مورد نیاز فضای سبز " در محل ساختمان شماره 2 مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی خراسان رضوی اجرا گردیده است. سطوح جمع آوری آب باران، خیابانها و پارکینگ مرکز آموزش علمی- کاربردی جهاد کشاورزی می باشد که در مجاورت محدوده طرح قرار دارد. بررسیها نشان می دهد متوسط بارندگی دراز مدت شهر مشهد 255 میلیمتر در سال می باشد.
مقادیر بارش فصلی به ترتیب 49/5، 123/9، 78/4 و 3/5 میلیمتر برای فصول پاییز، زمستان، بهار و تابستان می باشد. میانگین تعداد روزهای بارانی 69 روز در سال و بیش از %90 بارشها دارای عمق کمتر از 10 میلیمتر بوده اند. درجه حرارت متوسط سالانه این شهر 14 درجه سانتیگراد و مقادیر حداکثر و حداقل مطلق آن بین -28تا 43/8 درجه سانتیگراد متغیر بوده است.
تعداد روزهای یخ بندان در مشهد با میانگین کل 60 روز در سال مربوط به ماه های آذر، دی، بهمن و اسفند است. میانگین تبخیر و تعرق سالانه برای منطقه مورد مطالعه در حدود 1400 میلیمتر بدست آمده است. با استفاده از اقلیم نمای آمبرژه اقلیم شهر مشهد خشک سرد به دست میآید. سطح جمعآوری آب حدود 2 هکتار میباشد که مجموعهای از خیابانها و پارکینگ های مجتمع آموزش عالی جهاد کشاورزی را شامل می شود.
رواناب جمعآوری شده به صورت ثقلی به مخزنی به حجم 1200 متر مکعب منتقل و ذخیره می شود و در زمان نیاز با استفاده از سیستم آبیاری تحت فشار برای آبیاری فضای سبز پیش بینی شده در طرح مورد استفاده قرار می گیرد. سطح مورد نظر برای جمع آوری و ذخیره سازی آب باران، محوطه پارکینگ و آسفالت خیابانهای اطراف مرکز آموزش شهید هاشمینژاد در نظر گرفته شده است . با توجه به اینکه این محوطه دارای سطح وسیعی میباشد و بستر برای جمعآوری و انتقال آب به صورت ثقلی به مخازن ذخیره فراهم میباشد، جمعآوری آب از این سطح در اولویت قرار گرفت.
در وضعیت موجود، آب جمع آوری شده از سطوح خیابان ها و محوطه پارکینگ به صورت ثقلی توسط چند کانال زهکشی می شد و در نهایت از جلوی نگهبانی ساختمان مذکور به بیرون هدایت می شد. برای انتقال آب از جلوی نگهبانی به مخزن ذخیره آب، یک کانال به همراه یک آشغال گیر و چند آدم رو در نظر گرفته شد. یک سری اصلاحات جزئی در سیستم زهکشی نیز انجام گردید تا آب تمامی سطوح به سمت مخزن هدایت گردد.
سطوح جمعآوری آب باران
سطح مورد نظر برای جمع آوری و ذخیره سازی آب باران، محوطه پارکینگ و آسفالت خیابانهای اطراف مرکز آموزش شهید هاشمی نژاد در نظر گرفته شده است . با توجه به اینکه این محوطه دارای سطح وسیعی می باشد و بستر برای جمع آوری و انتقال آب به صورت ثقلی به مخازن ذخیره فراهم میباشد، جمعآوری آب از این سطح در اولویت قرار گرفت.
در وضعیت موجود، آب جمع آوری شده از سطوح خیابان ها و محوطه پارکینگ به صورت ثقلی توسط چند کانال زهکشی می شد و در نهایت از جلوی نگهبانی ساختمان مذکور به بیرون هدایت می شد. برای انتقال آب از جلوی نگهبانی به مخزن ذخیره آب، یک کانال به همراه یک آشغال گیر و چند آدم رو در نظر گرفته شد. یک سری اصلاحات جزئی در سیستم زهکشی نیز انجام گردید تا آب تمامی سطوح به سمت مخزن هدایت گردد. شکل 1 سطوح جمعآوری، کانالها و مسیرهای انتقال آب به مخزن را نشان میدهد.
