ذخیره سازی و تصفیه ی آب باران

امروزه باتوجه به افزایش روزافزون جمعیت بشری و نیاز به آب بیشتر برای بخش های خانگی، صنایع و کشاورزی ،کمبود و محدویت منابع آبی باثابت بودن آن در درازمدت و تنش های پیش روی جامعه بشری درخصوص تامین آب ،موضوع استفاده بهینه از آب باران كه اصليترين منابع آب هر كشور و ناحيه اي می باشد، درکلیه نقاط دنیا مورد توجه جدی قرارگرفته است. تلاش های بسیار وسرمایه گذاری های کلانی ازطرف مجامع بین المللی ودولت های محلی برای توسعه آن به عنوان راه حل مقابله باخشکی وخشکسالی درحال انجام بوده و هست وخواهد بود.ازآنجا که بارندگی ولوبه مقدارکم تقریبا درهمه جااتفاق می افتد قبل ازاینکه به سیلاب تبدیل شود ویادرمسیر جریان خوددچارآلودگی گرددویایه شکل تبخیرازدسترس خارج گردد.به کمک روش های استفاده بهینه از آب باران می تواندجمع آوری،ذخیره ومورداستفاده قرارگیرد.جمع آوری وذخیره آب باران برخلاف سیستم های بزرگ ومتمرکز مانندسدها، نیازبه سرمایه گذاری زیادو فن آوری پیشرفته ای ندارد.سیستم های استحصال آب باران دارای فناوری ساده ودرابعاد کوچک قابل اجرا می باشد.به همین دلیل ازاین روش درهمه جا می توان استفاده کرد ودیگرمشکلی تحت عنوان بی آبی وانتقال آب ازفواصل دورباصرف هزینه های کلان پمپاژوانتقال وجودنخواهدداشت. بااین روش می توان اراضی زیادی راصرفنظرازدوری و نزدیکی به سایرمنابع آبی ، به زیر کشت محصولات آبی بردومیزان درآمدها وسطح تولیدات کشوروناحیه رابالابردوتعدادزیادی نیروی کارراجذب نموده وزمینه اشتغالزایی گسترده ای رافراهم نمود.

پيشينه طرح ذخيره باران: طرح ذخیره باران،طرح جدید ونوظهوری نیست. موضوع ذخیره باران برای تامین آب مورد نیازفعالیت های متنوع اقتصادی،دارای سابقه ای طولانی وریشه درتمدنهای تاریخی بشردارد.نیاز به آب به دلیل تقاضای مصرف آب وبا توجه به ثابت بودن منابع آبی ومحدویت تامین آن بخصوص درفصول خشک ، به جهت وضعیت جغرافیایی برخی نقاط درعرض های پایین ومیانه وپراکنش جغرافیایی وزمانی بارش، ازگذشته ساکنان آمریکا ، آفریقا،چین وخاورمیانه را به ایجا شیوه هایی به صورت جمع آوری روانابها و هدایت به مخازنی ازپیش ساخته وذخیره آن جهت مصرف دردروه خشک سال ویا تزریق ونفوذ دادن باران به درون زمین برای افزایش میزان رطوبت خاک وکاهش نیازآبی محصولات ، وادارنموده بود. سیستم های استحصال آب باران ،شیو هایی است که بسته به ناحیه اقلیمی،مقدار بارش، فعالیت اقتصادی و آب مورد نیاز، در نواحی مختلف متفاوت است.ذخیره روانابها درطول ماههای بارشی درنواحی خشک ونیمه خشک درمکانهایی به نام آ ب انباراز قدیم انجام می گرفته ودارای سابقه ای طولانی ، تاریخی وسنتی درنقاط مختلف دنیا وکشورمان است.امروزه برخی ازاین آب انبارها را هم چنان فعال درذخیره روانابها درنواحی مرکزی وجزایرخلیج فارس می بینیم.

آّب انبارها : آب انبارها در كشورهاي ایران، يونان و روم نيز از اين شيوه براي ذخيره آب استفاده مي‌شدآب انبار مخزن آب سرپوشیده در پایین تر از سطح زمین است که آب آشامیدنی را برای روزهای کم آبی فراهم می کند. شکل بنا، عایق بودن دیوارها، پایین بودن مخزن آب و و وجود بادگیرها کمک می کند که در روزهای گرم هم آب خنک و گوارا در دسترس باشد و تهویه و هواکشی به نحو مطلوب انجام شود. بخشهای آب انبار عبارت اند از: منبع یا انبار ذخیره آب که قسمت اصلی آب انبار است و به چهار شکل مکعب، مکعب مستطیل، هشت گوشه و استوانه ساخته، و تمامی یا بخش بیشتر آن در زیر زمین کنده می شود. آب انبارهای جدیدتر با مخزن های ستون دار ساخته شد و ظرفیت بیشتری پیدا کرد. سقف مخزن هم مساوی با زمین طراحی شد و ایجاد بنای دیگری بر روی آن ممکن گردید. قطر منبع های استوانه ای بیش از بیست متر نیست و تا سه هزار متر مکعب گنجایش دارد. منبع های مکعب و مکعب مستطیل می توانند در اندازه های بسیار بزرگ و تا صد هزار متر مکعب نیز ساخته شوند که در آن صورت برای نگهداری سقف آنها جرزها و ستونها را به کار می گیرند.گاه ممکن است قبل از مخزن خوضچه ای را تعبیه کنند تا ابتدا آب وارد آن شود و رسوب هایش ته بنشیند. پوشش انبار: پوشش منبع به صورتهای گنبدی، مخروطی، آهنگ و مسطح ساخته می شود. این پوشش مانع آلوده شدن آب است و هم از تبخیر آب جلوگیری می کند. هواکش و بادگیر: برای خنک کردن آب و سالم نگهداشتن آن، در بالای منبع، بادگیرهایی می سازند تا جریان هوا را برقرار کند. بادگیرهای متعدد با چند دهانه باعث می شود تا باد از هر سو که بوزد به درون آب انبار هدایت شود. راه پله و پاشیر: در کنار منبع و در وسط سردر که به فضای باز مقابل جلوه می دهد، پله ها قرار دارد که ما را به محل برداشتن آب می برد. شیب پله ها گاهی تند، ولی پهنای آنها بسیار است تا چند نفر به آسانی بتوانند با سطل، دلو، کوزه و مشک از کنار هم بگذرند. پاشیر: در پاشیر گاه چند شیر قرار می دهند و شیرها را در یک متری از کف منبع نصب می کنند تا مواد ته نشین شده با آب خارج نشود. البته بعضی آب انبارها شیر ندارند و به صورت مستقیم با دلو آب می کشند. ممکن است به جز شیرها حوض برکه مانندی هم درست کرده باشند که ماهی ها در آن شنا می کنند و تخم آفات را می خورند و صفای بیشتری به آب انبار می دهند. سردر: سردر آب انبارها چشمگیرترین واحد تزئینی و نماسازی شده آن به شمار می رود. در دو سوی پله ها سکو های سنگی برای درکردن خستگی و گردهمایی دیده می شود. تنبوشه یا مجرا، آب را از مجراهای زیرزمینی همانند چاه و قنات و یا از جویها و رودها و مسیل ها به مخزن آب انبار می آورد. ناودانهای مخصوص نیز آب باران را که بر روی سطح روان می شود به درون مخزن آب هدایت می کند. آب انبار ها را می توان به دو دسته تقسیم کرد: آب انبارهای همگانی واقع در محله، قلعه، کاروانسرا، مدرسه، مسجد و روستا. آب انبارهایی که به صورت تک بنا در راه کاروان بنا شده اند همگی اتاقهایی هم برای استراحت و یا خواند نماز مسافران دارند. آب انبارهای خصوصی درون خانه ها که آب مصرفی خانوار را تا چهار سال تامین می کرده اند. مواد و مصالح به کار رفته در آب انبارها عبارت است از سنگ، آجر، قیر، شفته آهک و ساروج

تجربیات سایر کشورها درزمینه ذخیره باران: آب، این مایع حیات، در همه جا به وفور یافت نمی شود و منابع آب در بسیاری کشورها محدود است.غیر از تشویق برای کاهش مصرف و بهینه ساختن سیستم های توزیع، تلاش برای ذخیره سازی آب باران برای مصارف خانگی، راه حل جایگزینی است که بعضی از کشورها از جمله استرالیا، به آن روی آورده اند.استرالیا کشوری که بخش اعظم خاك آن خشک ونیمه خشک است ، برای تامین آب 23 شهرکوچک وبزرگ با ایجاد یک آبخیز مصنوعی ازطریق آسفالت کردن سطحی به وسعت 240هکتاربا نرمال بارشی 400میلیمتر توانسته است ازطریق جمع آوری بارش نزولات جوي برسطح 240هکتار وهدایت آن به مخزنی سرپوشیده ، آب مورد نیازاین شهرها را تامین کند. هندوستان ، آفريقاي جنوبي وبرخي كشورهاي اروپايي وآمريكايي تاسيساتي مدرن درخصوص ذخيره باران براي مصارف شرب،كشاوري وصنعتي دارند.

بارش هاي اسيدي: پدیده باران اسیدی در سالهای پایانی دهه 1800در انگلستان کشف شد«اسمیت» درسال 1873 واژه باران اسیدی را برای اولین بار مطرح کرد. او پی برد که ترکیب شیمیاییباران تحت تاثیر عواملی چون جهت وزش باد ، شدت بارندگی و توزیع آن ، تجزیه ترکیباتآبی و سوخت می‌باشد. این محقق متوجه اسید سولفوریک در باران شد و عنوان نمود که اینامر ، برای گیاهان و اشیا واقع در سطح زمين خطرناك است.آب باران هیچگاهکاملا خالص نبوده و با پیشرفت صنعت بر ناخالصی‌های آن افزوده شده است. ناخالصیطبیعی باران بطور عمده ناشی از نمک‌های دریایی است و گازها و دودهای ناشی از فعالیتانسان در فرآیند ابرها دخالت می‌کنند.آتش‌سوزی جنگل‌ها نیز، از جمله عواملیاست که در میزان اسیدیته آب باران نقش دارد. فرآیندهای بیولوژیکی، آتشفشانی وفعالیت‌های انسان، مواد آلوده کننده جو را در مقیاس محلی، منطقه‌ای و جهانی در فضامنتشر می‌کنند. به عنوان مثال، در صورت وجود جریانات باد در نواحی صنعتی، مواد خارجشده از دودکش‌های کارخانه‌ها در سطح وسیعی در فضا پراکنده می‌شوند. فعاليت هاي انساني سبب انتشار مقادير قابل توجهي نيتروژن، آمونيوم و سولفور هستند كه اكسايش اين مواد شيميايي و پاك سازي آن ها از جو بوسيله بارش اتفاق مي افتد كه اين امر سبب اسيدي شدن باران و ورود نيتروژن زيادي به اكوسيستم هاي آبي و خاكي مي گردد كه اين فرآيند چندين پيامد زيان آور براي محيط زيست، از جمله كاهش سطح جنگل ها و حاصلخيزي محصولات كشاورزي و افزايش اسيديته خاك و درياچه را به دنبال دارد تا چندي پيشچنين تصور مي شد كه باران اسيدي يك مشكل اروپايي است اما امروزه مي دانيم كه باراناسيدي همه كشورهاي صنعتي را تحت تاثير قرار مي دهد. آمريكا كانادا آلمان انگلستان وكشورهاي اسكانديناوي بطور جدي با اين مشكل مواجه هستند. مناطقي از آسيا نيز دربرابر باران اسيدي آسيب پذيرند.از جمله ژاپن ،كره شمالي و جنوبي ،جنوب چين بخشكوهستاني و جنوب غربي هند.در تهران نيز پ.هاش اسيدي بطور عمده در مناطق شمال شرقيتهران گزارش شده كه به عنوان مثال مي توان از ايستگاه هاي شميران و پارك وي نام بردكه بعلت كم بودن بافر مثل كلسيم و منيزيم است. پايين ترين پ.هاش گزارش شده درتهران8/3 مي باشد. اما براي ناحيه اورامانات وغرب كشورتاجايي كه اطلاع هست بارشي اسيدي اتفاق نيفتاده است.

كيفيت آب باران: اصولا انتظار می‌رود که آب باران کاملا خالص باشد، ولی به علتتماس آن با گرد و خاک ، ذرات معلق گازهای مخلوط در هوا ، مقادیر قابل توجهی از آنهارا در خود حل و به زمین می‌آورد. گازهایی چوناکسیژن،گاز کربونیکوازت نیز در آب باران موجود خواهد بود که حلالیت هر یک از آنها در آب باران ، علاوه برساختمان شیمیایی‌شان به فشار جزئی آنها دراتمسفر مربوط می‌شود. علاوه بر گازهای فوق ، در آب باران مقادیری rco3,no2،no3،so2، sh2وجوددارد.انحلال این مواد در آب باران علاوه بر نامطلوب کردن آن از نظر بهداشتبرای بسیاری از وسایل خانگی و فلزی خطرناک است. So2وsh2عمدتا از طریقسوخت منازل و کارخانجات ( بویژهزغال سنگ)داخل اتمسفر می‌شود، در حالیکه اکسیدهای ازت از طریق سوخت وسایل نقلیه ورعد و برق (تجزیه n2و ترکیب آن با) o2تولیدمی‌شود و پراکسی الکوکسیل نیترات نیز از ترکیب اکسید ازت با منوکسید کربن وهیدروکربورهای سوخته حاصل می‌شود. در آب باران،موادرادیواکتیویچون ید(131)و سدیم (24 )نیز گاهی دیده شده است.علاوه بر مواد ذکرشده در بالا ، باید میکروارگانیسمها را که باران در حین نزول خود به زمین با خودهمراه می‌آورد اشاره کنیم. در نقاطی که استفاده از آبهای سطحی ، یا زیرزمینی بااشکالاتی مواجه باشد، بکار بردن آب باران به عنوان منبع آب آشامیدنی توصیه شده است،کما اینکه در سال 1903 در حدود یک چهارم سکنه ایتالیا از آب بارانی که در منابعمخصوص ذخیره می‌نمودند، به عنوان آب آشامیدنی استفاده می‌کردند و شاید هنوز هم درآفریقا ، آسیای جنوب شرقی ، جاهایی وجود دارد که آب باران تنها منبع آب آشامیدنیآنهاست.در ایران قدیم نیز در مهمانسراهای بین راه ، از آب باران ذخیره شدهبرای تامین آب مشروب مسافران استفاده می‌نمودند.

شیوه های تصفیه آب درآب انبارهای قدیمی:

دلايل جمع‌آوري و نگه‌داري آب در آب‌انبارها را مي‌توان بهصورت زير دسته بندي كرد: الف) تبخير شدن آب در اثر تماس مستقيم با گرماي خورشيدو جريان هوا ب ) فاسد شدن آب در هواي آزادج) گرم شدن آب به علت تابش نورخورشيد نحوه ساخت آب انبار، تصفیه و عایق بندی آن با اصول مهندسی و علمی مطابقت دارد. برای تصفیه از روش‌های فیزیکی و شیمیایی استفاده می‌شود. ته نشین شدن مواد زاید، اضافه کردن حجم مشخصی از نمک به منظور تجزیه آن و میکروب کشی توسط کلر آزاد شده، استفاده از ترکیبات آهکی جهت گندزدایی و استفاده از کیسه‌های زغال به منظور بو گیری از جمله این روش‌ها است.به دلیل خنکی وبهداشتی بودن نسبی این آب،ازآن فقط جهت آشامیدن وپخت وپزاستفاده می کردند. به سه روش آب بهداشي و مطبوع براي آشاميدن در آب انبار ها ذخيره مي شده است 1- درآب انبار ها تاريكي محض وجود دارد و چون ميكروب هاي غير هوازي احتياج به نوربرای رشد ونمو دارد،بنابراين در اين آب انبار ها از بين مي روند. 2- به واسطه جاذبه زمين، املاح و ذرات موجود در آب ته نشين مي شوند.هم چنین برروی آب نمک وآهک می ریختند تا مانند کلرباکتریها را درآب ازبین ببرند. 3- با قرار دادن مخزن آب انبار در داخل زمين و تهويه هواي داخل آن، آب آب انباردرزمستان یخ نمی زد و در تابستان نيز براي آشاميدن خنك بوده است.

تصفیه آب به شیوه نوین : هیچگونه آبی را نمی توان قبل از تصفیه و یا اطمینان از سالم بودن آن مصرف کرد هدف از تصفیه آب عبارت است از 1- جداکردن مواد شناور و معلق درآب 2- عاری کردن آب از عوامل بیماریزا3- برطرف کردن رنگ ، بو، طعم نامطبوع آب تا آنجا که مورد قبول مصرف کننده قرار گیرد. تصفیه آب درمقیاس کوچک ( مصارف فردی یا خانگی ) : برای تصفیه آب مصرفی در منازل سه روش کلی وجود دارد .الف ) صاف کردن ب) جوشاندن ج) گندزدایی توسط مواد شیمیایی (پرکلرین)

جوشاندن: ساده ترین روش ضدعفونی کردن آب ، جوشاندن آن است . با جوشاندن صحیح آب بسیاری از عوامل بیماریزا نظیر باکتری ، کیست و تخم انگل از بین می روند. برای مقادیر کم آب درمنازل ، میتوان پس از جوشاندن ( بمدت یک دقیقه ازشروع نقطه جوش) آن را ضدعفونی وعاری از میکرب نموده و پس از سرد شدن بدون جابجا نمودن به ظرف دیگر،برای شرب از آن استفاده کرد.

گندزدایی آب آشامیدنی باپرکلرین : پرکلرین یاهیپوکلریت کلسیم پودر سفید رنگی است با خاصیت گندزدایی که بوی زننده وتندی دارد ومجاری تنفس را آزار میدهد. این ماده در بازار با درجه خلوص 60 تا 70 درصد عرضه میشود. درزمان کلرزنی رعایت نکات زیرضروری است: درموقع استفاده از پودر پرکلرین ماسک یا پارچه ای را جلو دهان وبینی ببندید.پس از بازکردن درب بشکه ، پودر کلر داخل آن حداکثر تایک ماه ونیم قابل استفاده است وبیشتر از این مدت ، اثرش رااز دست میدهد. پرکلرین را باید ازدسترس اطفال دور نگه داشت .هرزمان که به آب کلراضافه میشود باید با وسیله ای آب را بهم زد تابخوبی مخلوط شود وبرای استفاده ازآب باید حداقل 30 دقیقه صبرکرد. آبهای بسیار آلوده که محتوی مقادیر زیادی مواد آلی هستند و یا آبهای تیره برای کلرزدن مناسب نیستند، بنابراین آبهای تیره را اول باید صاف کرد وبعد آن را کلرزد. میزان پرکلرين برای ضدعفونی هرمتر مکعب آب 3 تا 5 گرم ومیزان مطلوب کلرآزاد باقیمانده درحد 2/0 تا 8/0 میلی گرم درلیتر است.

کلرینه نمودن آب درآب انبارها:برای گندزدایی آب موجود درآب انبار ، ابتدا باید حجم آب انبار که معمولا" به شکل مکعب مستطیل میباشدرا محاسبه کرد.سپس به ازاء هرمتر مکعب تا 5 گرم پودر پرکلرین را با توجه به میزان آلودگی در داخل یک سطل آب کاملا"حل نموده،پس از آن محلول بدست آمده را باید به آب انبار اضافه نمود ،بطوریکه تمام سطح آب را فرا گیرد. سپس آب را با وسیله ای تمیز خوب بهم زد تا محلول پرکلرین در تمام قسمتهای آب پخش شود . پس از نیم ساعت آب کلرینه شده وقابل مصرف میباشد.

کلرینه کردن آب چاه : برای گندزدایی آب چاه ،پس از محاسبه حجم چاه باید به ازاء هرمتر مکعب آب یک قاشق مرباخوری پرکلرین ( حدود 5 گرم ) را در داخل یک سطل آب حل و به آب چاه اضافه کرد . از آنجا که آب چاه مرتبا" اضافه میشود. هرزمان که بوی کلر در آب استشمام نشد، لازم است گندزدایی تکرار شود. طریقه دیگری که برای گندزدایی آب چاه وجود دارد کوزه گذاری است . به این ترتیب که ابتدا در بدنه یک کوزه سفالی با گنجایش 12 تا 15 لیتر ، دو سوراخ به قطر 6 میلیمتر در دو طرف کوزه نزدیک وسط آن ایجاد کرد . سپس 750 گرم پودر پرکلرین و3 کیلو گرم ماسه کاملا" تمیز را مخلوط نموده و به داخل کوزه ریخته پس از آن درکوزه را بایک ورقه پلاستیک غیرقابلنفوذ محکم بسته وبعد کوزه را در چاه آویزان میکنند ، بنحوی که پائین تر از سطح آب قرار گیرد.این مقدار پرکلرین برای گندزدایی آب چاهی که روزانه 900 تا 1200 لیتر آب از آن برداشت میشود برای مدت یک هفته کافی است در این مدت کوزه را باید خارج وکار را تکرار کرد. كلرينه كردن آب مخازن ( زميني ياهوايي ) بايد ابتدا حجم منبع را معين نموده و سپس به ازاء‌هرمتر مكعب ازآب 5 گرم ( يك قاشق مرباخوري) پودر پركلرين به آب اضافه نمود.ضروري است كه قبلا" پركلرين مورد نياز را دريك سطل يا ظرف آب حل كرده ،‌محلول را در داخل مخزن ريخته و به نحوي بهم زدكه با آب مخزن كاملا مخلوط شود.كلرينه كردن آب آشاميدني با محلول كلر مادر (‌كلر 1 درصد)‌يكي از روشهاي ساده براي گندزدايي و تهيه آب آشاميدني سالم ،‌استفاده از محلول كلر مادر يا كلر 1 درصداست.درحال حاضر در بسياري از روستاهاي كشور به دلايل مختلف،مانند عدم وجود لوله كشي از روش كلر مادر براي سالم سازي آب شرب استفاده ميشود. موفقيت اين روش در روستا بستگي به آموزش صحيح واصولي مردم دارد. كلرسنج : كلرسنج دستگاهي است كه از طريق مقايسه رنگ ،‌ ميزان كلر باقيمانده را مشخص ميكند و درجه اسيديته آب با آن اندازه گيري ميشود.كلرسنج ها برحسب نوع معرفي كه در آنها به كار مي رود شناخته ميشوند متداول ترين آنها كلر سنج هاي با معرف محلول ارتوتوليدين و يامعرف d.p.d شامل كلر سنج هاي قرصي ، محلولي و پودري هستند.

ذخیره سازی و تصفیه ی آب باران

مطالب مشابه :

دیتیل چاه فاضلاب

فرمول محاسبه حجم انباره چاه جذبی فاضلاب در ساختمان های مسکونی

فرمول محاسبه حجم انباره چاه جذبی فاضلاب در ساختمان های مسکونی

فرمول محاسبه حجم انباره چاه جذبی فاضلاب در ساختمان های مسکونی

چاه جذبی و چاه سپتیک چیست؟

چاه جذبی

آب باران- چگونه ذخیره سازی و تصفیه ی آن

ذخیره سازی و تصفیه ی آب باران

دانلودتمامی نرم افزارهاوکتاب های آموزش ومورد نیازتأسیساتی ومهندسی

جزوات آموزشی مکانیک