بررسی آب باران و سیستم های جمع آوری آن

بررسی آب باران و سیستم های جمع آوری آن

در این پست تصمیم داریم در مورد آشنایی با آب باران و سیستم های جمع آوری آن مطالبی را در اختیار شما بازدیدکنندگان گرامی قرار دهیم، با ما همراه باشید.

مقدمه

شکی نیست که کشور ایران به دلیل نازل بودن ریزش های جوی و پراکنده بودن میزان بارندگی در مناطق مختلف، در زمره کشورهای خشک و نیمه خشک دنیا محسوب می شود، به طوری که کل منابع آب قابل استحصال در کشور ۱۳۰ میلیارد متر مکعب در سال تخمین زده می شود که هم اکنون بخش اعظم آن یعنی حدود ۹۰ میلیارد متر مکعب (۷۰ %) مورد استفاده قرار می گیرد. کشور ایران در منطقه ای واقع است که متوسط بارندگی سالیانه آن کمتر از یک سوم میزان بارندگی جهان است و میزان آن را حدود ۲۸۰ میلی متر محاسبه کرده اند. لذا ایران جزء مناطق خشک و نیمه خشک محسوب بوده و از دیر باز با کمبود آب مواجه بوده است. آب گران بهاترین ثروتی است که در اختیار بشر قرارگرفته، بخصوص در کشور ما که سطح وسیعی از آنرا مناطق خشک و کویری در برگرفته است. با توجه به اقلیم خشک و شکننده کشور و با در نظرگرفتن خشکسالی های اخیر، در صورتی که بر اساس توسعه پایدار برای منابع آب برنامه ریزی نکنیم در آینده کشور با معضلات غیر قابل حلی مواجه خواهد شد. با توجه به پراکنش نامناسب بارندگی، کشاورزی ایران به شدت به آبیاری وابسته است به طوری که تقریباً ۹۰ درصد فراورده های کشاورزی از بخش فاریاب تولید می شود. طبق آخرین آمار موجود ۹۳ درصد منابع موجود یعنی سالانه حدود ۸۴ میلیارد متر مکعب در بخش کشاورزی و به طور خاص برای آبیاری مصرف می شود. این آمار نشان دهنده نقش تعیین کننده آبیاری در استفاده بهینه از منابع آب کشور می باشد. رشد سریع جمعیت و نیاز به تولید مواد غذایی بیشتر و از طرفی محدودیت منابع آبی در دسترس، ارزش آب را به عنوان یک عنصر اساسی در زندگی جوامع بشری بیش از پیش روشن نموده است. در این راستا ضرورت توجه به امنیت غذایی و محدودیت منابع آبی در کشور باعث گردیده است که مهمترین چالش بخش کشاورزی در شرایط کنونی تولید بیشتر غذا از آب کمتر باشد. این هدف تنها در صورتی تحقق می یابد که راهکارهای مناسبی برای استفاده مؤثرتر از منابع آبی در بخش کشاورزی به کار گرفته شوند. بهبود و بهینه سازی عوامل مؤثر در تولید و مدیریت کاربرد آب در مزرعه، باعث صرفه جویی در منابع محدود آب، نیروی کار، حفاظت از خاک و افزایش محصول درو شده در زمین های کشاورزی خواهد شد.

پیشنهاد مطالعه : بررسی فاضلاب صنعتی و روش های تصفیه آن

جمع‌آوری آب باران برای مصارف انسان، شرب حیوانات و مصارف کشاورزی، از قرن ها پیش رایج بوده است. از نمونه های آن می توان به سازه های بومی در مراتع مناطق خشک و نیمه خشک اشاره کرد. روش های بومی استحصال آب شیرین باران، صرفه جویی در مصرف آب، استفاده حداکثر از آب و حفاظت خاک، دارای اساس و پایه علمی بوده است. شرایط آب و هوایی ایران به گونه ای می باشد که در منطقه خشک و نیمه خشک جهان قرار دارد. با توجه به اینکه قسمت عمده آب استحصالی از منابع آبی کشور در بخش کشاورزی مصرف می گردد و همچنین راندمان مصرف آب در این بخش کمتر از ۴۰ درصد می باشد استفاده بهینه از منابع آبی به عنوان محور اصلی توسعه کشاورزی بایستی مورد توجه قرار گیرد. در شکل ۱ یک نمونه سیستم جمع آوری آب بارن نشان داده شده است.

سیستم جمع آوری آب باران

شکل ۱ . سیستم جمع آوری آب باران

استحصال آب باران برای آبیاری تکمیلی در بسیاری از مناطق خشک با موفقیت مورد استفاده قرار گرفته است. بدین منظور آب باران از اراضی مجاور جمع آوری و ذخیره می شود و در زمان کمبود، آب به مصرف گیاه می رسد. نحوه استحصال آب باران برای کشاورزی مناطق خشک به دو دسته اصلی تقسیم می شود. روش استحصال آب سنتی بیشتر مبتنی بر استفاده مستقیم از رواناب های جمع شده برای آبیاری گیاهان است. در روش های نوین از مخزن برای جمع آوری و ذخیره بهره گرفته می شود تا بتوان آبیاری گیاهان را در دوره کمبود آب یا در فاصله زمانی بین بارش ها اعمال نمود. تحقیقات نشان داده که روش استفاده مستقیم نمی تواند در مناطقی که فصل بارش با زمان نیاز به آبیاری گیاهان تطابق ندارد توأم با موفقیت باشد، زیرا نمی توان رطوبت را در خاک از فصل مرطوب برای دوره خشکی ذخیره کرد و در این شرایط گیاهان از بین خواهند رفت و عملکرد مناسبی را عاید کشاورز نخواهند نمود.

سیستم های جمع آوری آب باران به ۳ نوع اصلی تقسیم می گردند که عبارتند از :

۱ . حفاظت و نگهداری رطوبت (حفاظت آب و خاک) برای تولید محصولات زراعی

۲ . متمرکز نمودن رواناب برای حیوانات اهلی و وحشی و زراعت

۳ . جمع آوری و ذخیره سازی رواناب به دست آمده از بام ها و سطح زمین برای مصارف خانگی و زراعی

سابقه استفاده از آب باران

جمع آوری آب باران و استفاده از آن به طور تقریبی چهار هزار سال قدمت دارد و از عصر برنز شروع شده است. صحرا نشینان در این دوران با صاف کردن سطح تپه ها، آب باران ها را جمع آوری کرده و به نقطه دیگری برای زراعت منتقل می ساختند. مردم نبطیه با ساختن یک شبکه پیچیده آبگیر برای استفاده از آب باران که شامل سد ها، آبریز ها و تراس بندی زمین ها می شد، قادر بودند حتی در بیابان، با بارندگی کمتر از ۱۰۰ میلی متر، آن قدر تولید داشته باشند که نیاز خود و شهرهای اطراف و همچنین کاروان هایی که از آن جا عبور می کردند را تأمین کنند. در عصر حاضر، کشور استرالیا، در این زمینه پیشرفت های زیادی داشته است. به عنوان مثال در سال ۱۹۲۹ یک حوضه آبخیز به مساحت ۲۴۰۰ مترمربع در یک منطقه خشک از استرالیا با متوسط بارندگی سالانه ۳۰۰ میلی متر توانست در خشک ترین سال ها، آب کافی برای یک خانوار ۶ نفری با ۱۰ راس اسب، ۲ راس گاو و ۱۵۰ رأس گوسفند را تأمین کند. در مناطق خشک کشور ما نیز به ویژه در مناطق شرقی و مرکزی، اثر و نشانه های زیادی از قدیم وجود دارد که نشان دهنده ی استفاده از آب باران جهت مصارف شرب و کشاورزی است. در شکل ۲ یک نمونه سیستم جمع آوری آب بارن نشان داده شده است.

سیستم جمع آوری آب باران

شکل ۲ . سیستم جمع آوری آب باران

با این همه، روش های قدیمی تماماٌ مبتنی بر غیر قابل نفوذ کردن خاک از طریق صاف و هموار کردن و کوبیدن آن بوده است. با این روش جریان های سطحی بعد از بارندگی ها از این سطوح غیر قابل نفوذ مستقیماٌ به اراضی کشاورزی منتقل و صرف آبیاری درختان و یا افزایش ذخیره رطوبت خاک می شده است. در پاره ای موارد و بخصوص در مناطقی که فصل بارندگی همزمان با فصل رویش گیاهان زراعی نبوده ناچار مخازنی احداث و آب باران استحصال شده در این مخازن نگهداری می شده است تا در مواقع ضروری از آن برای آبیاری استفاده شود. روش استحصال آب باران برای شرب یا کشاورزی کم و بیش در دیگر نقاط خشک و نیمه خشک جهان و از جمله در کشور ما هم معمول بوده است تا قبل از ساخته شدن سیستم های جدید انتقال آب شهری، در بسیاری از نقاط کشور ما و بخصوص در شمال شرقی ایران بخشی از آب شرب منازل از طریق جمع آوری آب باران از شیروانی های منازل و یا مستقیماٌ ظروف بزرگی که در فضای باز گذاشته می شده است تأمین می گردید.

در طول ۵۰ سال گذشته دانش و فن استحصال آب همراه با پیشرفت دانش هواشناسی پیشرفت های زیادی کرده است، به نحوی که امروزه روش های ساده استحصال آب دوران گذشته، به تکنیک های بسیار پیشرفته ای تبدیل شده است. به جای کوبیدن و سخت کردن زمین، از مواد گوناگونی برای کاهش نفوذپذیری خاک استفاده می شود و به جای غیر قابل نفوذ کردن سطوح کوچک، سیستم های پیچیده ای برای سطوح وسیع ابداع شده است به طوری که در بیشتر موارد راندمان استحصال آب بیشتر از ۹۵ درصد است به عبارت دیگر، در سیستم های جدید استحصال آب که امروزه در استرالیا و آمریکا استفاده می شود تنها کمتر از ۵ درصد از کل باران از دست می رود و بیشتر از ۹۵ درصد آن استحصال می شود.

اجزای تشکیل دهنده سیستم های استحصال آب

۱ . سطح یا حوزه آبگیر که باران نازل شده در آن، در حداقل زمان ممکن به کانال آبی انتقال می یابد.

۲ . شبکه انتقال آب، که باران استحصال شده را به مخازن آبگیر یا اراضی کشاورزی منتقل می سازد.

۳ . مخازن آبگیر، که برای ذخیره سازی و نگهداری آب استحصال شده ساخته می شوند.

برای حداکثر نمودن میزان باران مؤثر لازم است که تلفات نفوذ و تبخیر را کاهش داده و نتیجتا بخش بیشتری از هر باران را به صورت جریان سطحی به مخازن نگهداری منتقل کرد. برای کاهش نفوذ لازم است که سطح حوزه آبگیر به یکی از روش های فیزیکی، مکانیکی یا شیمیایی آماده شود و برای کاستن از تلفات نفوذ نیز لازم است.

منابع :

۱ . مقاله ی طراحی و ساخت سیستمی جهت جمع آوری آب باران در باغات و مزارع کشاورزی از یاسر محمدی نشلی، علی عزیزی

۲ . مقاله ی جمع آوری آب باران در استان گلستان، چالش ها راهکارها از لطف ا… پارسایی

دیدگاه‌ها ۰


ارسال تیکت جدید