مرجع تخصصی آب و فاضلاب

فاضلاب­ها هميشه داراي مقادير زيادي مواد خارجي هستند كه به صور گوناگون براي زندگي موجودات زنده زيان آور مي­باشند. وجود باكتري­ها و ميكروب­هاي بيماري­زا در فاضلاب عاملي است كه از يكصد سال گذشته زيانش در جوامع بشري آشكار شده است. كشتارهايي كه در گذشته بيماري­هاي واگيري مانند وبا، طاعون، اسهال خوني و جز آن در نقاط گوناگون جهان انجام داده است، مردم را به خطرهاي گوناگون ناشي از اين ميكروب­ها آگاه ساخته است.

هر چند استفاده مجدد از پساب­ها از سابقه نسبتاً طولاني برخوردار است، اما كشاورزان امروزه بيش از هر زمان ديگر به پساب­هاي شهري، صنعتي و كشاورزي به عنوان منبع آب آبياري چشم دوخته­اند. مهم ترين علت اين توجه كاهش روز افزون منابع آب تازه و لزوم انتقال آب از فواصل بسيار طولاني مي­باشد ]7[. آب­ها عمدتاً 9/99 درصد از فاضلاب را تشكيل مي­دهند و 1/0 در صد مابقي، مواد خارجي شامل مواد آلي و معدني و معلق و يا محلول در فاضلاب مي­باشد. از ديد مسائل بهداشتي ارگانيسم­هاي بيماري­زاي موجود در فاضلاب بسيار با اهمّيت هستند. ويروس­هاي بيماري زا، باكتري­ها، تك سلولي­ها و كرم­ها احتمال دارد در فاضلاب خام شهري دريافت گردند، مثلاً مقدار احتمالي ويبروي وبا 1000 در ليتر فاضلاب شهري مي­باشد. برخي از اين موجودات تا مدّت زمان طولاني قادر به بقا مي­باشند. ويبروي وبا در 30-20 درجه سانتي گراد كمتر از سي روز در مدفوع، كمتر از ده روز در پساب اوليه و كمتر از 5 روز در محصولات مي­تواند بقا داشته باشد. باكتري­هاي بيماري­زايي كه در فاضلاب موجود هستند، تعدادشان به مراتب از گروه­هاي باكتري­هاي كيفي كه به آساني شناخته و شمرده مي­شوند كم­تر است .

ارگانيسم­هاي بيماري­زا بزرگترين نقش را در ارتباط با كيفيت بهداشتي آب آبياري دارند و متاسفانه هنوز در ارتباط با گسترش  بيماري­هاي واگيردار و استفاده عملي از فاضلاب در كشاورزي، مطالعات كمي انتشار يافته است. شوال و همكارانش (1985) يك نمونه ساده در اين ارتباط ارائه داده­اند كه مطابق جدول شماره­ي 1 مي­باشد. اين تحقيق نشان مي­دهد در مناطقي كه بيماري انگلي به وسيله­ي آسكاريس و تريشوريس به صورت محلي وجود دارد و از سويي محصولات سالادي و سبزيجاتي كه خام به مصرف مي­رسند، با فاضلاب تصفيه نشده آبياري مي­شوند، روند گسترش بيماري، مطابق جدول 1 خواهد بود. نتايج تحقيقات آنان اين نكته را نشان مي­دهد كه آبياري با پساب فاضلاب به ميزان زيادي درصد آسكاريس را در مدفوع بيماران افزايش مي­دهد و كاهش ميزان آسكاريس در سال­هاي 68 تا 70 نسبت به سال­هاي 35 تا 47 كه در هر دو آبياري با پساب فاضلاب انجام مي­شده است احتمال دارد به دليل بالا رفتن سطح ايمني جامعه بر ضد عوامل، با گذر زمان باشد

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

روش اقتصادی براین اساس است که توازني بین هزینه های ثابت لوله و هزینه انرژی وجود داشته باشد.

-با کاهش هد پمپ انرژی ذخیره بیشتری داریم .

-با افزایش قطر لوله هزینه اوليه بیشتر از درآمد می شود .

-توازن بین هزینه های ثابت و هزینه های انرژی پیدا می کنیم .

-یک گراف از نتایج فوق بدست می آید که قطر لوله براساس ماکزیم جریان انتخاب می شود .

در این روش مراحله اولیه زیر را باید انجام دهيم :

1-تعیین هزینه معادل برای خرید اندازه لوله ها ی موجود در بازار

2-تعیین هزینه انرژی سالانه برای پمپ

3-بالانس هزینه های سالانه برای لوله های مجاور

4-ترسیم یک گراف برای دبی های مختلف برای لوله های مجاور  روی یک کاغذ Log-Log

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

بخشی از آب‌های سطحی در اثر نیروی جاذبه وارد محیط مخلخل خاک شده و به سمت پایین حرکت می‌کند. لایه‌های مختلف زمین از مواد و ترکیبات مختلف خاک شکل گرفته و در زمان‌های مختلف بوجود آمده‌اند. مجموعه عواملی نظیر جنس و اندازه دانه‌ها، میزان تخلخل، میزان تراکم، میزان ترک‌خوردگی،... باعت می‌شود بخش‌های مختلف فضای زیرزمین ظرفیت‌های متفاوتی برای جذب، ذخیره و انتقال آب داشته باشد. لایه‌هایی از زمین که به صورت نسبی ظرفیت بالاتری برای جذب، ذخیره و انتقال آب دارند آبخوان نامیده می‌شوند. به دلیل نفوذپذیری بیشتر این لایه‌ها، بخش اعظم آب نفوذ کرده در عمق زمین به صورت طبیعی جذب آن‌ها می‌شود. بسته به شرایط احاطه کننده آن، یک لایه آب‌دار می‌تواند مانند یک مخزن زیرزمینی آب را ذخیره و یا مانند یک رودخانه زیرزمینی آب را به لایه‌های مجاور و عمیق‌تر منتقل نماید. ابعاد این مخازن یا رودخانه‌های زیرزمینی می‌تواند از جند ده متر تا چند صد کیلومتر متفاوت باشد. به دلیل وابستگی شدید انسان به منابع زیرزمینی آب، شناسایی، مطالعه و مدیریت لایه‌های آب‌دار دارای اهمیت بسیار است.منابع زیرزمینی آب به صورت مستقیم یا غیرمستقیم از آب‌های سطحی و بارندگی تغذیه می‌شوند. بنابراین استفاده پایدار از این منابع به معنای برداشت محدود از آن‌هاست. در سال‌های اخیر در بسیاری از کشورهای جهان برداشت آب از منابع زیرزمینی از میزان تغذیه سالیانه آن‌ها بیشتر است. این امر به معنای استخراج و استفاده از آبی است که در طول هزاران سال در لایه‌های آب‌دار زمین ذخیره شده‌است. با این کار سطح آب‌های زیرزمینی در منطقه روز به روز افت کرده و سرانجام به جایی خواهد رسید که آبی برای استخراج وجود نخواهد داشت. پایین افتادن سطح آب‌های زیرزمینی به معنای خشک شدن مناطق پایین دست (مناطق با ارتفاع کمتر که آب جاری در لایه‌های آب‌دار تحت اثر جاذبه به سمت آن‌ها جریان می‌یابند) و از بین رفتن چاه‌ها، قنات‌ها و چشمه‌های آن است.در سال ۲۰۰۵ (میلادی) چین، هند و ایران رتبه‌های اول تا سوم برداشت بیش از حد از منابع زیرزمینی آب را داشته‌اند. ایران به طور متوسط سالانه پنج میلیارد مترمکعب آب بیش از ظرفیت لایه‌های آب‌دار زمین از آن‌ها بهره‌برداری می‌کند. این مقدار آب معادل آب مورد نیاز جهت تولید یک سوم کل غله تولیدی این کشور است. سطح آب‌های زیرزمینی در منطقه چناران در شمال‌شرقی ایران، که منطقه کوجک اما بسیار پراهمیتی برای کشاوزی است، در سالهای پایانی دهه نود میلادی به صورت میانگین ۲٫۸ متر در سال افت داشته‌است. چاه‌های حفر شده جهت تامین آب کشاوزی و همچنین تامین آب آشامیدنی شهر مشهد عامل این اتفاق بوده‌اند.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

اساس مكش پمپ ها
هوا در سطح زمين داراي فشاري معادل 6/14 پوند بر اينچ مربع و يا يك كيلوگرم بر سانتيمتر مربع مي باشد. لوله طويلي را در نظر بگيريد كه يك انتهاي آن بسته شده است، اگر اين لوله را پر از آب كرده و آن را بطور وارونه در تشك حاوي آب قرار دهيم، سطح آب در درون لوله رفته پايين مي آيد و اين عمل تا زماني كه فشار هواي خارج ( اتمسفر ) و فشار حاصل از ستون آب به درون لوله به يك اندازه برسند، ادامه خواهد يافت. به تجربه ديده شده است كه تعادل مذكور هنگامي حاصل مي گردد كه ارتفاع آب درون لوله برابر با 32 فوت ( 10 متر ) باشد.
بنابراين ستوني از آب به ارتفاع 10 متر، داراي فشاري معادل يك كيلوگرم بر سانتيمتر مربع است.
حال چنانچه لوله اي طويل را در يك انتها مسدود نموده و انتهاي ديگر آن را به ظرف حاوي آب وارد سازيم و هواي درون لوله را تخليه كنيم، خواهيم ديد كه آب لوله با فشار اتمسفر ( يك كيلوگرم بر سانتيمتر مربع ) به طرف بالا حركت مي كند.
اگر بتوان تمام هواي درون لوله را تخليه نمود، سطح آب درون لوله تا ارتفاع 32 فوت بالا مي رود.انجام اين كار، يعني تخليه كامل هوا و صعود سطح آب به ارتفاع 10 متري امكان پذير نيست، چرا كه حدوداً در ارتفاع 6 تا 7/6 متر عمل بالا رفتن متوقف مي گردد و سطح آب به صورت ساكن، باقي مي ماند. علت اين امر وجود وزن ستون آب است كه در عمل تعادل فشار هواي بيرون و درون لوله مداخله نموده و اين عمل را تسريع مي بخشد. اولين كار پمپ عبارت است از تخليه هوا از درون لوله مكش، اين عمل باعث مي شود كه فشار اتمسفر بتواند به مايعات فشار وارد نموده و آن ها را به قسمت چرخنده پمپ و يا پيستون هدايت نمايد. بايد بخاطر سپرد كه پمپ بايد حداكثر بين ارتفاع 6 تا 7/6 متري از سطح مايع قرار گيرد تا بتواند عمل جابجايي مايع را به خوبي انجام دهد.كـار دوم پمپ عبارت است از دادن انرژي به مواد سيال و هدايت آن ها از محفظـه پمپ ( محل قرار گرفتن قسمت چرخنده ) به مقصد نهائي.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

کاهش تبخیر از سطوح آزاد آب، یکی از عملیات مهم حفاظتی به شمار می‌رود. در ارتباط با این موضوع، دو راه کلی به کار گرفته می‌شود: یکی کاهش سطح آزاد آب و دیگری حفاظت سطوح آزاد آب. کاهش سطح آزاد آب با کم کردن نسبت مساحت به حجم مخازن انجام می‌شود. ذخیره آب در مخازن طبیعی زیرزمینی نیز به جای مخازن سطحی تلفات تبخیر را کاهش می‌دهد.

به جزء موارد استثنایی؛ حفاظت سطوح آزاد آب برای کاهش تبخیر مقرون به صرفه نبوده است. روشهای تحت آزمایش شامل غشاهای تک مولکولی، و غشاها و ذرات شناور است. هر کدام از این روشها برای تقلیل سطح آزاد آب در مجاورت هوا طرح شده است. غشاهای تک مولکولی از الکهای چرب از قبیل هگزا دکانول ساخته شده‌اند. لایه را باید دایما به سطح اضافه نمود تا بدین وسیله اثر باد و ضایعات بیولوژیکی خنثی گردد. ورقه‌های شناور لاستیکهای بوتیل برای مخازن کوچک عملی‌تر است. ذرات شناور یا بلوکهای موادی از قبیل پرلیت، کفهای مومی شکل یا جسم سبک وزن، سطح آزاد آب را کاهش می‌دهند. تا جایی که محلی برای دسترسی حیوانات به آب می‌گذارد. ثابت شده است که روشهای مختلف فوق همه در مورد کاهش تبخیر در مخازن کوچک موثر می‌باشند.

 

تغذیه مصنوعی

مخازن زیرزمینی با آبی که از سطح به آنها نفوذ می‌کند تامین می‌گردد. در شرایط طبیعی فقط جزء کوچکی از آب باران به آب زیرزمینی می‌رسد. از آنجایی که مخازن زیرزمینی، مخازنی بدون تبخیر می‌باشند و از آنجا که جریان آبهای سطحی اغلب هدر می‌رود، حفاظت آب از طریق افزایش تغذیه مخازن زیرزمینی، توسط جریانهای سطحی یک عمل منطقی است.

روشهای معمولی تغذیه مصنوعی عبارتند از: حوضچه، شیار یا نهر، غرقاب، گودال یا چاههای تزریقی.

در روش حوضچه‌ای پخش آب به وسیله یک سری برکه‌های کوچک است که با دیواره یا پشته‌های کوچک ساخته شده صورت می‌گرد. پشته‌ها اغلب از خطوط تراز پیروی کرده و به نحوی تنظیم شده‌اند که آب از یک حوضچه به حوضچه دیگر جریان می‌يابد.

در روش شیاری یا نهری جریان آب در امتداد یک سری نهرهای موازی خواهد بود که نزدیک به هم قرار گرفته‌اند.

در روش غرقاب روی سطح زمین را لایه کوچکی از آب فرا  می‌گیرد. گودال و محور و چاههای تزریقی به عنوان روشهای تغذیه اساسا در مناطق شهری و مراکز صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرند. صرف نظر از نوع روش، باید آبی که به زمین تغذیه می‌شود عاری از مواد رسوبی باشد. استفاده از ترکیبی از روشهای متعدد فوق برای هدفهای تغذیه معقولتر است.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

سد خاکي تيتان در آمريکا

اين سد داراي ارتفاع 95 متري و طول تقربي تاج 550 متر با هسته رسي بوده است . سد مذکور در 5 ژوئن 1976 طي آبگيري اوليه در شرايط پر از هم گسيخت ، علاوه بر 11 الي 14 نفر تلفات جاني ، خسارات مالي آن حدود 400 مليون دلار برآورد گرديد .

دليل شکست آن بر اساس گزارش USBR فرسايش داخلي هسته سد در نقطه عمقي در قسمت راست ترانشه اصليِ پي و گسترش مجراي خروجي مخرب ، به وسيله گذر آب مخزن و شسته شدن ذرات خاک ، شناخته شد . اضافه مي‌شود که در اين سد هيچگونه ابزار اندازه گيري نصب نشده بود و وضعيت پي و مشخصات مصالح بکارفته در پر کردن ترانشه آن ، آنطوريکه بايد و شايد به حساب نيامده بود .

 

- سد خاکي وايونت در ايتاليا

در 9 اکتبر سال 1963 در نزديکي شهر بلونا خراب شد که مشخصات اين قرار است ، سد از نوع بتني دو قوسي با ارتفاع 265 متر که ساختمان آن در سال 1960 به پايان رسيده بود و در آن زمان دومين سد جهان از نظر ارتفاع بود . حادثه بشرح زير رخ داد :

ساعت 22:15 دقيقه شب در حالي که هوا به شدت باراني بود صداي غرش ممتد لغزيدن توده سنگ به داخل مخزن شديد شد ، در ساعت 22:40 پنجره‌هاي اطاق ( تنها شاهد ماجرا ) بر اثر رعد و برق شکسته شدند ، با ريزش 240 ميليون متر مکعب به داخل مخزن 150 ميليون متر مکعبيِ سد ، موجي به ارتفاع 100 متر از روي تاج عبور کرده و در اثر آن سيلي به ارتفاع بيش از 70 متر در 1600 متري پايين دست ايجاد مي‌شود که پس از نابودي شهر  لونگارون[2] تا کيلومتر‌ها پايين دست سد تخريب شد . تعدا تلفات جاني حادثه 260 نفر بوده است  و در ساعت 22:55 دقيقه در دره زير سد مجدداً سکوت برقرار مي‌شود . علت تخريب اين سد بسيار بزرگ عدم بازرسي‌هاي فني و زمين شناسي از درياچه سد و ديواره اطراف آن بوده است .

 

- سد ماچاهوي در هندوستان

در ايالت گجرات غربي هند در 11 اوت سال 1979 در اثر سرريز سيل از روي تاج سد ، سد فروريخت ، حادثه‌اي که موجب مرگ بيش از 2000 نفر گرديد .  علت بروز حادثه باز نشدن دريچه‌هاي قطاعي سرريز سد به علت قطع برق و آماده نبودن مولد‌هاي اضطراري و عدم توفيق در باز کردن دريچه مذکور با وسيله‌هاي دستي بوده است .

 

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

آنچه امروز به فلسفه یا نگاه «محیط زیستی» معروف شده است، سابقه یی چندان طولانی ندارد. مدت های طولانی انسان خود را اشرف مخلوقات تلقی می کرد و همیشه و همه جا با محیط زیست به معنی متداول آن برخورد می کرد، حق خود می دانست که آن را به شیوه یی «انسانی» درآورده و خصوصیات طبیعی آن را تغییر دهد. جدیدترین نشانه های طرفداری از محیط زیست را می توان در دهه هشتم قرن گذشته میلادی مشاهده کرد.

در سال ۱۹۷۲ دو نشریه تخصصی دایر شدند که بیشتر مطالب آنها به تجدیدنظر در چگونگی استفاده از کره زمین اختصاص داشت. در سال ۱۹۷۲ «گلد اسمیت» و همکارانش با ارائه طرحی به نام «طرحی برای بقا» ایده توسعه پایدار و منابع محدود (منابع غیرقابل تجدید مانند مواد معدنی) را ارائه دادند. آنها تلاش می کردند که تضاد میان محدودیت های منابع محدود کره زمین و استراتژی های رشد نامحدود را آشکار سازند. گزارش معتبری درباره محدودیت های توسعه پایدار توسط کلوپ رم تنظیم شد. این باشگاه یک گروه غیررسمی بین المللی بود که نگران وضعیت و آینده بشر بود. کلوپ رم به منظور ارائه مدلی از وضعیت گذشته و آینده محیط زیست جهانی در فاصله سال های ۱۹۰۰ تا ۲۱۰۰ با قبول برخی فرضیه ها و با اتکا به ریاضیات ساده یی به برخی پیش بینی ها در مورد آینده منابع اقدام کرد. چارچوبی که در پیش بینی وضعیت آینده محیط زیست به کار رفت، بر اساس مجموعه یی از فرضیه ها درباره شرایط محیط زیست و ارزیابی آثار احتمالی شرایط مزبور بر محیط زیست شکل گرفت. پس از انتشار این گزارش بحث و جدل شدیدی درباره فرضیه ها و نحوه استفاده از آنها برای پیش بینی ها صورت گرفت. تعهدات کشورها و چگونگی استفاده کشورها از محیط زیست نیز از جمله موضوعاتی است که بحث و جدل های شدیدی درباره آنها درمی گیرد. مدافعان محیط زیست ایده رشد اقتصادی صفر را مطرح می کردند. تعدادی دیگر ادعا می کردند که محدودیت تعیین شده در سال ۱۹۷۲ در مورد محیط زیست افراطی بوده است. با این وجود نیل به توسعه اقتصادی با اعمال مدیریت منابع طبیعی و اتخاذ روش های مناسب و مقابله با بلایای طبیعی امکان پذیر است.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب