مقاله

وظیفه سیستم آبرسانی چیست؟

وظیفه سیستم آبرسانی چیست؟

سیستم آبرسانی به مجموعه زیرساخت های جمع آوری ، انتقال ، تصفیه ، ذخیره سازی و توزیع آب برای خانه ها ، موسسات تجاری ، صنعتی و آبیاری کشاورزی گقته می­ شود. همچنین از این زیر ساخت ها برای نیازهای عمومی مانند اطفا حریق و خدمات شهری نیز استفاده می­ شود. تأمین آب آشامیدنی شاید حیاتی ترین کارکرد این زیر ساخت ها باشد. افراد برای نوشیدن ، پخت و پز ، شستشو ، دفع مواد زائد و سایر نیازهای خانگی به آب و سیستم آبرسانی وابسته هستند. همچنین زیرساخت های تأمین آب باید شرایط لازم برای فعالیت های عمومی ، تجاری و صنعتی را داشته باشند. در همه این موارد ، آب باید از نظر کمی و کیفی بتواند احتیاجات را برطرف کند.

پیشینه تاریخی آبرسانی و تحولات در سیستم های تأمین آب

آب عامل بسیار مهمی در استقرار اولیه جوامع شهری بوده است و توسعه سیستم های آبرسانی عمومی مستقیماً به رشد شهرها بستگی دارد. به منظور توسعه منابع آبی فراتر از شرایط طبیعی رودخانه ها ، دریاچه ها و چشمه ها ، احتمالاً اولین نوآوری حفر چاه های کم عمق بوده است. به همراه افزایش نیاز به آب و تولید ابزار ، چاه ها عمیق تر شدند. ساکنان شهری در حوضه رودخانه سند از اوایل سال ۲۵۰۰ قبل از میلاد چاه های آجری درپوش­دار را ساخته اند. بعلاوه، چاه ­هایی در چین باستان مورد استفاده قرار گرفته اند که دارای عمقی تقریبا ۵۰۰ متر (بیش از ۱۶۰۰ فوت) بوده اند.

احداث تونل های قنات، که اندکی شیب دار بودند و به سمت تپه هایی که حاوی آبهای زیرزمینی بودند ،  احتمالاً از سال ۷۰۰ قبل از میلاد در ایران باستان سرچشمه گرفته است. آب از دامنه تپه ها توسط قنات ها و با استفاده از نیروی گرانش زمین در کانال های باز به شهرها یا مناطق مسکونی اطراف منتقل می شد. استفاده از قتات در سراسر منطقه افزایش یافت و حتی برخی از آنها هنوز هم وجود دارند. تا سال ۱۹۳۳، تهران پایتخت ایران ، كل آب مورد نیاز خود را از یك سیستم قنات تأمین می كرد.

درنتیجه رشد جوامع شهری، نیاز به کانال های آب رسانی از منابع دوردست شکل گرفت. از جمله بارزترین سیستم های انتقال آب باستان، قنات هایی است که بین سال های ۳۱۲ قبل از میلاد و ۴۵۵ میلادی در سراسر امپراطوری روم ساخته شده اند. برخی از این آثار هنوز وجود دارند. نوشته های سکستوس جولیوس فرونتوس، Sextus Julius Frontinus، (که در سال ۹۷ میلادی به عنوان ناظر قنات های روم منصوب شد) اطلاعاتی را در مورد طراحی و ساخت ۱۱ قنات بزرگ تأمین کننده آب برای رم ارائه می دهد. یک قنات معمولی رومی که از چشمه های آب ، دریاچه یا رودخانه در یک منطقه دور افتاده نشات می­گیرد، شامل مجموعه ای از کانال های زیرزمینی و روی زمین بوده است. طولانی ترین آن آکوآ مارسیا Aqua Marcia بود که در سال ۱۴۴ قبل از میلاد ایجاد شده است. سرچشمه آن در حدود ۳۷ کیلومتر از رم فاصله داشته است. خود قنات ۹۲ کیلومتر (۵۷ مایل) طول داشت. با این وجود ، برای حفظ جریان ثابت آب مجبور بود در امتداد مسیر پیچ و تاب داشته باشد. حدود ۸۰ کیلومتر (۵۰ مایل) از قنات سرپوشیده و زیر زمین بود و فقط ۱۱ کیلومتر (۷ مایل) آن در سطح زمین جریان آب را حمل می­کرد. در حقیقت ، بیشتر طول قنات های تأمین کننده آب رم (حدود ۴۲۰ کیلومتر) شامل تونل های سرپوشیده بوده است. هنگام عبور از یک دره ، قنات ها توسط پایه هایی متشکل از یک یا چند طبقه از جنس گرانیت و طاق های فوق العاده زیبا حمایت می­شدند تا از دره عبور کنند.

قنات ها در رم در انتها به مخازن توزیع می رسیدند ، از آنجا آب به حمام های عمومی یا چشمه ها منتقل می شد. تنها چند شهروند بسیار ثروتمند یا درجه یک مستقیماً به خانه هایشان آب لوله کشی می کردند، اما بیشتر مردم آب را از داخل یک چشمه عمومی بر میداشتند و در ظروف حمل می کردند. آب داخل این کانال ها به طور مداوم در حال جریان بود و بیشتر آب برای تمیز کردن خیابان ها و شستشوی فاضلاب ها استفاده می شد.

قنات ها و خطوط لوله باستانی قادر به تحمل فشار زیادی نبودند. کانال ها از سنگ تراش خورده ، آجر ، قلوه سنگ یا بتن سخت ساخته می­ شدند. لوله ها معمولاً از سنگ سوراخ شده یا از چوب های توخالی ساخته می شدند ، اگرچه از لوله های رسی و سرب نیز استفاده می شده است. در دوران قرون وسطی پیشرفت قابل توجهی در روش ها یا مواد مورد استفاده برای انتقال و توزیع آب وجود نداشت.

لوله های چدنی با اتصالاتی که قادر به تحمل فشارهای زیاد باشند، تا اوایل قرن نوزدهم زیاد مورد استفاده قرار نگرفتند. موتور بخار برای اولین بار در همان زمان در عملیات پمپاژ آب استفاده شد و این امکان را فراهم کرد که، علاوه بر جوامع کوچک، آب آشامیدنی مستقیماً به خانه های شخصی در فواصل دور دست از جوامع بزرگ نیز ارسال شود. سیمان آزبست ، آهن داکتیل ، بتن مسلح و فولاد به عنوان مواد اولیه برای  تولید خطوط لوله آبرسانی در قرن ۲۰ استفاده شد.

تحولات در روند تصفیه آب

علاوه بر مقدار آب ، کیفیت آب نیز یک موضوع حائز اهمیت است. حتی قدیمی ها نیز از اهمیت خلوص آب سخن به میان آورده‌اند. نوشته های سانسکریت از اوایل سال ۲۰۰۰ قبل از میلاد می گوید که چگونه می توان با جوشاندن و فیلتر کردن، آب آلوده را تصفیه کرد. اما فقط در اواسط قرن نوزدهم بود که ارتباط مستقیمی بین آب آلوده و بیماری وبا اثبات شد و در پایان همان قرن بود که باکتری شناس آلمانی رابرت کخ نظریه بیماری میکروبی را اثبات کرد ، وی همچنین اصول علمی برای تصفیه و بهداشت آب آشامیدنی را ارائه کرد.

تصفیه آب به معنی ایجا تغییراتی در یک منبع آب به منظور رسیدن به کیفیتی است که اهداف مشخصی را تامین می کند. در پایان قرن ۱۹ و آغاز قرن ۲۰ ، هدف اصلی از بین بردن بیماری های کشنده ناشی از آب بود. تصفیه آب آشامیدنی عمومی برای حذف میکروارگانیسم های بیماری زا از همان زمان آغاز شد. راه حل ها شامل فیلترکردن با استفاده از شن و ماسه و همچنین استفاده از کلر برای ضد عفونی کردن آب بود. ربشه کن شدن بیماری هایی مانند وبا و حصبه در کشورهای پیشرفته موفقیت این فناوری تصفیه آب را نشان داد. در کشورهای در حال توسعه ، بیماری هایی که از طریق آب منتقل می­شوند هنوز هم موضوع اصلی برای کیفیت آب است.

در کشورهای صنعتی، نگرانی به سمت اثرات مزمن سلامتی ناشی از آلودگی شیمیایی آب تغییر یافته است. به عنوان مثال ، مقادیر کمی از برخی مواد آلی مصنوعی موجود در آب آشامیدنی میتواند منجر به سرطان در انسان شود. سرب موجود در آب آشامیدنی که معمولاً از لوله های سربی خورده شده ناشی می شود ، می تواند منجر به مسمومیت تدریجی شده و حتی ممکن است باعث تاخیر در رشد کودکان شود. كاهش چنین خطرات بهداشتی و پرهیز از افزایش مداوم عوامل آنها در آب آشامیدنی، جزو اهداف بهداشت و سلامتی جوامع امروزی قرار گرفته‌اند.

منابع آبی جهانی جهت آبرسانی

منابع آب به مقدار فراوان در سطح و زیر زمین وجود دارند، اما کمتر از ۱ درصد آنها آب آشامیدنی شیرین هستند. بیشتر آب روی زمین که ۱٫۴ میلیارد کیلومتر مکعب (۳۲۶ میلیون مایل مکعب) تخمین زده شده در اقیانوس ها قرار دارد یا در یخ های یخی و یخچال های قطبی منجمد شده است. آب اقیانوس حاوی حدود ۳۵ گرم در لیتر (۴٫۵ اونس در هر گالن) مواد معدنی محلول یا نمک است که برای آبرسانی و بیشتر مصارف صنعتی یا کشاورزی نامناسب می باشد.

آب شیرین به آبی گفته می شود که حاوی کمتر از ۳ گرم نمک در لیتر یا کمتر از یک هشتم اونس نمک در هر گالن باشد تا بتواند تمام نیازهای انسان را برآورده کند. اگرچه جنین آبی همیشه در زمانها و مکانهای مورد نیاز در دسترس نیست، و به طور یکنواخت روی کره زمین توزیع نمی شود. این موضوع برای برخی جوامع مستعد در بعضی مواقع منجر به کمبود آب می شود. در بسیاری از مکان ­ها به دلیل توسعه شهری، توسعه صنعتی و آلودگی زیست محیطی در دسترس بودن آب با کیفیت مناسب کاهش بیشتری می یابد.

آب های سطحی و زیرزمینی

آب های سطحی و زیرزمینی منابع با اهمیتی برای رفع نیازهای تأمین آب در جوامع هستند. آب های زیرزمینی منبع آبرسانی برای خانه های تک و شهرهای کوچک هستند و رودخانه ها و دریاچه ها منابع آب برای شهرهای بزرگ هستند. هرجند تقریبا ۹۸ درصد آب شیرین به صورت آب زیرزمینی وجود دارد ، اما بیشتر آب های زیر زمینی در عمق زیاد واقع شده‌اند. این موضوع باعث شده تا پمپاژ آب بسیار گران بوده و این مسئله از استفاده کامل از تمام منابع آب زیرزمینی جلوگیری می­ کند.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.