نجات آب

ما  آب را از پدرانمان به ارث نبرده ایم بلکه از فرزندانمان به

 امانت گرفته ایم...

نشست پديده اي است که در اثر آن سطح زمين به صورت تدريجي و در برخي موارد به طور ناگهاني فرو مي نشيند، اين نشست باعث ايجاد ترک و شکاف هايي در زمين شده و باعث تاثير بر روي الگوي جريان هاي زيرزميني و سطحي، تغيير کيفيت آب هاي زيرزميني، تغيير شکل  سطح زمين، سيل خيزي منطقه و ... مي شود، به طوري که اين تغييرات و عوامل خسارات جدي به  مناطق شهري، صنعتي و کشاورزي وارد مي کند. عوامل متعددي از جمله: آب شدن يخ ها، حرکت آرام زمين، خروج گدازه از دهانه آتشفشان ها و فعالیت های انسان شامل عملیات بهره برداری از معادن، برداشت آب هاي زيرزميني واستخراج نفت، باعث ايجاد نشست زمين مي شوند، مهمترین عامل نشست زمین در کشور ما افت شديد سطح سفره های آب زيرزميني می باشد.

پس از يخچالها منابع آب زيرزميني دومين منبع آب شيرين موجود در جهان است. در نقاطي که آبهاي سطحي همانند درياچه ها و رودخانه ها وجود نداشته و يا غير قابل استفاده باشند نيازهاي آبي توسط منابع آب زيرزميني برطرف مي شود.
حدود يك سوم جمعيت جهان وابسته به آب زيرزميني بوده و بيش از ٧٠ درصد منابع آب زيرزميني به مصرف کشاورزي مي رسد. بنابراين توسعه کشاورزي و صنعت باعث افزايش برداشت از منابع مذکور شده و برداشت بي رويه از مخازن آب زيرزميني موجب شده که ميزان تغذيه آبخوان جوابگوي برداشت نبوده و سطح آب زيرزميني افت نمايد. افت سطح آب زيرزميني مشكلاتي همچون خشك شدن چاه هاي آب ،کاهش دبي رودخانه و آب درياچه ها ، تنزل کيفيت آب ، افزايش هزينه پمپاژ و استحصال آب و نشست زمين را بدنبال دارد.
افت سطح آب زيرزميني در اکثر نقاط جهان ، بويژه آفريقاي شمالي ، آسياي مرکزي و جنوبي ، خاور ميانه ، چين شمالي ، آمريكاي شمالي و استراليا و بطور محلي در ديگر مناطق جهان مشاهده مي شود.

کمبود ذخایر آب هر روز جدی ‌تر می‌شود و زنگ خطر آلودگی آبها به صدا در آمده است. طبق آمارها بیش از یک میلیارد نفر از مردم دنیا از دسترسی به آب آشامیدنی سالم محروم هستند و هر سال بیش از پنج میلیون نفر بر اثر بیماریهای ناشی از آلودگی آب آشامیدنی جان می ‌سپارند.

به گزارش مهر، « آب کمیاب می شود». این بخشی از پیامی است که دبیرکل سازمان ملل متحد به مناسبت 22 مارس، برای روشن سازی افکار عمومی از وضعیت وخیمی که پیش روی دنیا قرار دارد مطرح و در ذهن خود رویای تامین آب سالم برای کل جمعیت دنیا را دست نیافتنی تداعی می کند.

اینک نبردی سرسختانه میان ذی نفعان آب در جامعه انسانی و طبیعت خدادادی شکل گرفته تا تنها یک گروه برنده اصلی استفاده از اندک منابع محدود موجود در کره زمین باشند و یا با موازنه ای نتیجه ای برد- برد را رقم زنند.

این نبرد هم اکنون به حدی جدی است که برخی را بر این باور نهاده که تعداد مردمی که در سالهای آتی به دلیل استفاده از آب ناسالم از بین می روند بیش از تلفات جنگ یا سایر خشوتها خواهد بود.

قنات

عبارتست از یک سوراخ افقی ، با شیب کمی به سمت خارج تا مسافتهای طولانی در دل زمین حفر می‌شود تا به سفره آب زیرزمینی رسیده و در آن پیشروی نماید. این مسیر افقی معمولا توسط چاههای قائم متعددی به سطح زمین متصل می‌شود. از این چاهها مصالح حفاری شده به خارج هدایت شده و ضمن ایجاد امکان پیشروی سریعتر ، موادی نیز انجام شود. در کف قنات معمولا با قرار دادن ناوه‌ها سفالی ، یا مصالح دیگر ، از نفوذ مجدد آبها ، ضمن حرکتشان به خارج ، جلوگیری می‌شود.

چاه

چاه سوراخ قایمی است که از سطح زمین تا داخل منطقه اشباع آب زیرزمینی حفر می‌گردد و به تدریج آب زیرزمینی در آن جمع می‌شود. بیرون آوردن آب از چاه یا بطور مصنوعی و با استفاده از تلمبه‌های دستی یا موتوری صورت می‌گیرد. استفاده از آبهای زیرزمینی بوسیله حفر چاه در همه نقط دنیا متداول است. حفر چاه برای استخراج آب زیرزمینی در رسوبات ناپیوسته بیشتر به روش ضربه‌ای و در سنگها عمدتا به روش دورانی صورت می‌گیرد. استفاده از آبهای زیرزمینی بوسیله حفر چاه در همه نقاط دنیا متداول است.

در حال حاضر ۴/ ۱ ميليارد انسان از دسترسي به آب سالم محرومند و در عين حال نيمي از جمعيت جهان از فقدان تاسيسات بهداشتي (فاضلاب) در رنج هستند. در عين حال توسعه تاسيسات جديد با توجه به روند رو به رشد جمعيت پاسخگو نيست.

در برخي كشورها به ويژه كشورهاي كمتر توسعه‌يافته تامين آب بر دوش زنان خانواده است. هنگامي كه در منزل، آب مهيا نيست، سختي تهيه آن به گونه‌اي عمده به دوش زنان است. در مناطق روستايي آسيا، در 30 درصد از خانواده‌ها زنان مسوول مهيا كردن آب هستند در حالي كه اين رقم براي مردان 13 درصد است. براي مثال در مناطق روستايي هندوستان زنان معمولا تهيه‌كنندگان آب براي 48 درصد از خانواده‌ها هستند در حالي كه اين درصد براي مردان فقط شش است.

در كنار آن توسعه توجهات و احترام به ارزش آب و محيط زيست از اهميت نهادينه‌تري برخوردار است. براي دهه‌هاي زيادي بشر غيرمسوولانه از محيط زيست بهره برده و بيش از نياز، منابع را مورد استفاده قرار داده است و در راستاي تخريب و كاهش كيفيت منابع آب گام برداشته است. كاهش و كمبود توليدات كشاورزي از عواقب سوء بحران آب است.

منابع طبیعی، زیربنای تمام امور به ویژه فعالیت های اقتصادی بوده و در تمام جوامع، این منابع طبیعی موجود است که بستر مناسبی برای فعالیت های اقتصادی تلقی شده و در نحوه برنامه سازی و پلانگذاری توسعه ای نقش بارزی را ایفا می کند. منابع طبیعی، از معادن گرفته تا جنگلات و منابع آبی روزمینی و زیرزمینی، همه در برنامه های انکشافی یا اقتصادی مد نظر قرار می گیرند و در نحوه اجرا و اولویت بندی پلان های توسعه ای نقش تعیین‎کننده‎ای دارند.

 به هر حال، هر کشوری سعی می کند تا با در نظر داشت نوع و میزان منابع طبیعی که دارد، برنامه ریزی هایی را انجام داده و با توجه به زمینه ها و امکانات موجود در جهت ایجاد واحدهای تولیدی و خدماتی و در نتیجه رشد و انکشاف اقتصادی، قدم بردارند. همواره تلاش ها در راستایی است که از منابع موجود به حیث مواد اولیه و یا امکانات اساسی یک فعالیت اقتصادی استفاده گردد و در انتخاب نوع تولید و فعالیت اقتصادی، اقلیم و شرایط محیطی منطقه مد نظر قرار گیرد.

- درجه حرارت
به طور کلي آب هاي زيرزميني از ثبات درجه حرارتي بهره مند هستند که آبهاي جاري سطحي نمي توانند از آن برخوردار باشند، زيرا اين آب ها تحت تأثير عوامل تبخيري، تبادلات حرارتي با هواي خارج و خاک سطحي، تشعشعات خورشيدي و … مي باشند.
درجه حرارت آب سفره ها (زمين هايي با قابليت نفوذ کم) را مي توان از درجه حرارت آب محتوي در شکاف سنگ ها (زمين هاي داراي قابليت نفوذ زياد مثلاً زمين هاي آهکي) از يکديگر تميز داد.
آب سفره ها داراي درجه حرارتي هستند که بستگي به گسترش و نفوذ سفره در زير زمين دارد. اگر سفره اي با گسترش بسيار و در عمق زياد بين زمين هاي غيرقابل نفوذ قرار داشته باشد و در صورتي که سرعت جريان آب زيرزميني چندان زياد نباشد، مي توان به طور تقريب درجه حرارت آن را بر طبق قانون زمين گرمايي که به خوبي شناخته شده است و قابل اعمال براي زمين هاي فشرده مي باشد، بيان نمود. درجه حرارت بخش هاي زيرزميني، بعد از مناطقي که تابع تغييرات درجه حرارت سطح زمين مي باشد (چندين متر براي تغييرات درجه حرارت روزانه، حدود 30 متر براي تغييرات درجه حرارت ساليانه) به ازاي هر 33 متر عمق 1 درجه افزايش مي يابد. بدين ترتيب آب سفره اي که بسيار به کندي در يک لايه قابل نفوذ واقع در عمق 100 متري عبور مي نمايد، اگر مستقيماً توسط نفوذ هاي سطحي تغذيه نگردد، درجه حرارتي برابر دو تا سه درجه بالاتر از درجه حرارت زمين فشرده اي را خواهد داشت که در عمق 30 متري سطح زمين قرار دارد.

هر چشمه داراي ترکيب شيميايي معيني است که حاصل عبور از مناطق زيرزميني و لايه هاي مختلفي است که از آنها عبور نموده، مواد مختلفي را به آن تفويض کرده يا با آن مناطق، مواد گوناگون را مبادله نموده است. ترکيب شيميايي يک آب و پايداري اين ترکيب در درجه اول اهميت قرار دارد.
املاح قليايي در آب بسيار فراوانند، کلرورها و به ويژه کلرور سديم تقريباً هميشه در آب ها وجود دارد، اما مقدار آن به ميزاني است که اکثراً براي شرب انسان و آبياري قابل قبول مي باشد. سولفات هاي قليايي نيز در آب وجود دارند، اما وجود آنها در آبهاي زيرزميني نادرتر است. به طورکلي املاح سديم که نتيجه تخريب سنگ ها مي باشند راحت تر از املاح پتاسيم به حالت محلول درمي آيند.
املاح قليايي خاکي، کربنات کلسيم همراه با سولفات کلسيم مهمترين عنصر معدني آب هاي زيرزميني را تشکيل مي دهند.
به طور کلي در آب چشمه ها مقدار سولفات کلسيم کم تر از يک صد ميلي گرم در ليتر مي باشد. ليکن بعضي از آبها، يعني آب هايي که از سولفات کلسيم غني مي باشند، اين ماده را به ويژه از جريان آبي که از مجاورت طبقات ژيپسي يا انيدريدي در زير زمين مي گذرد، دريافت مي دارند. چنين آبهايي ممکن است تا دو گرم سولفات کلسيم در يک ليتر به حالت محلول داشته باشند.
در آب هاي حاصل از زمين هاي آهکي، کربنات کلسيم که به علت وجود گاز کربنيک در آب به حالت محلول نگه داشته شده است، از نظرکمي از اولويت ويژه اي برخوردار است، اگر نخواهيم بگوئيم که تنها عنصري است که در آبهاي زيرزميني يافت مي شود (150 تا 400 ميلي گرم در ليتر). سختي آب ناشي از وجود املاح قليايي خاکي به ويژه املاح کلسيم و منيزيم مي باشد (نمک اخير به مقدار کمتري در آبهاي زيرزميني وجود دارد). به علاوه بايد سختي موقت و سختي دائمي را از يکديگر تميز داد. سختي موقت ناشي از حضور کربنات ها مي باشد. اين املاح در نتيجه حرارت رسوب مي نمايند و گاز کربنيکي که آنها را به حالت محلول نگه مي دارد در اين حالت فرار مي کند. سختي دائمي ناشي از وجود سولفاتهاست که تا حرارت صد درجه سانتي گراد محلول مي ماند، مشروط بر آنکه غلظت آنها در آب بسيار زياد نباشد. در حقيقت قابليت حل سولفات کلسيم در صد درجه حرارت بسيار کمتر از قابليت حل آن در هجده درجه مي باشد (65/0 گرم در ليتر مي باشد، برعکس با افزايش درجه حرارت آب اضافه مي شود.)

هر روزه در بخشهايي از دنيا ، از جمله در کشور ما ، بشر قسمت مهمي از آب مورد نياز خود را از منابع زيرزميني تامين مي کند. در همين نقاط فاضلابهاي شهري و صنعتي ، که اغلب آلوده هستند، به همان سفره آبها باز گردانده مي شوند. به اين ترتيب ، کيفيت آب زيرزميني تنزل يافته و مشکلات زيست محيطي فراواني بوجود مي آيد.

● کيفيت آب

مقصود از کيفيت آب مقدار املاح محلول ، مواد آلي ، ذرات کاني و همچنين دما ، رنگ ، بو ، مزه و ديگر مشخصات شيميايي و باکتريولوژيکي و فيزيکي آب است. آبهاي زيرزميني ، بنا به شرايط مختلف ، به مقدار کم يا زياد املاح محلول دارند و اصولا در طبيعت نمي توان نمونه اي از آب زيرزميني يافت که مطلقا فاقد مواد محلول باشد. مقدار نوع نمکهاي محلول در آبهاي زيرزميني بستگي به سه عامل : جنس خاکها ، سرعت حرکت و منشا آب زيرزميني دارد. در آبهاي زيرزميني کاتيونها بيشتر کلسيم ، منيزيم ، سديم و پتاسيم و از آنيونها ، انواع کانيهاي کربناته ، بي کربناتها ، سولفاتها و کلريدها به صورت محلول يافت مي شود.

کلريدها معمولا در نقاطي که نفوذ آب به درياها ، فاضلابها و رسوبات نمکدار وجود داشته باشد، بيشتر است. مقدار نيتراتها بطور طبيعي در آبهاي زيرزميني بسيار کم است، ولي نقاطي که فاضلابها به داخل زمين نفوذ مي کنند، مقدار آن زياد مي شود. مواد محلول در آبهاي زيرزميني را توسط نمونه گيري از آب و تجزيه شيميايي بدست آورده و مقدار آنها را بر حسب ميلي گرم در ليتر يا ميلي اکي والان در ليتر بيان مي کنند.

● آلودگي آبهاي زيرزميني

در دهه هاي اخير رشد جمعيت و فعاليتهاي صنعتي و اجتماعي ، علاوه بر ايجاد مسائل زيست محيطي ديگر ، در آلوده سازي آبهاي زيرزميني نيز نقش مهمي داشته است. مي توان منابع آلوده ساز آبهاي زيرزميني را به صورت زير طبقه بندي کرد:

۱) فاضلابهاي شهري و مناطق مسکوني که يا مستقيما وارد زمين شده يا پس از تخليه در مخازن فاضلاب به زمين وارد مي شوند. اين فاضلابها داراي آلودگي بيولوژيکي و شيميايي هستند.

۲) فاضلابها و پسمانده هاي صنايع که در گودالهايي انباشته شده يا به داخل چاههايي تزريق مي شوند و قسمتي از آنها به سفره آب وارد مي شود.

 سفره هاي آزاد :

در سفره هاي آزاد سطح ايستايي ، همان سطح فوقاني منطقه اشباع است. مقدار فشار در سطح ايستايي سفره هاي آزاد برابر فشار اتمسفر است. سطح ايستايي بسته به مقدار تغذيه يا تخليه آن ، آزادانه نوسان مي کند، زيرا لايه غير قابل نفوذي در بالاي ان قرار ندارد. حالت خاصي از سفره هاي آزاد «سفره هاي معلق» هستند. اين سفره ها معمولا در داخل منطقه تهويه يا منطقه اشباع نشده خاک و در روي لايه هاي نفوذ ناپذيري که گسترش محدودي دارند، مثلا عدسيهاي رسي ، تشکيل مي شوند. از اين سفره هاي مقدار کمي آب و آن هم بطور موقت مي توان بدست آورد.

▪ سفره هاي تحت فشار :

فره هاي تحت فشار يا محصور يا آرتزين در محلي تشکيل مي شود که آب زيرزميني بوسيله لايه اي نسبتا نفوذناپذير از بالا محدود شود و در نتيجه تحت فشاري بيش از اتمسفر است. علت آنکه در سفره هاي تحت فشار آب از محل خود بالاتر مي آيد آن است که محل تغذيه سفره ، يعني منطقه اي که از طريق آن آب سفره تامين مي شود، در ارتفاعي بالاتر از سطح فوقاني منطقه اشباع در محل حفر چاه قرار دارد.

در سفره هاي تحت فشار به جاي سطح ايستايي سطح پيرومتريک را در نظر مي گيرند و آن عبارت از سطحي فرضي است که در هر منطقه با ارتفاع فشار هيدروستاتيک آب در سفره تحت فشار مطابقت دارد. به زبان ساده تر منظور سطحي است که اگر چاهي در هر نقطه از سفره تحت فشار حفر کنيم ارتفاع صعود يا فوران آب چاه را در آن نقطه نشان مي دهد.

سفره آب به لايه يا منطقه قابل نفوذي در زير سطح زمين گفته مي شود که آب در آن مي تواند جريان يابد. سفره آب همچنين بايد قابليت آبدهي خوبي داشته باشد. سطح فوقاني سفره آب ، يا سطح ايستايي همواره افقي نيست و به طور طبيعي از منطقه تغذيه آن ، يعني محل و منطقه اي که آب زيرزميني را تامين مي کند، به طرف محل تخليه داراي شيب است. بطور کلي شکل سطح استيابي غالبا از شکل سطح زمين پيروي مي کند. ولي برآمدگيهاي آن هموارتر است. بنابراين ايستايي در نواحي پست در نزديک سطح زمين و در تپه ها و کوه ها در عمق زيادتر قرار دارد.

بطور معمول در مناطق پرباران و در دشتها سطح ايستايي بالا و در مناطق خشک و کوهستاني پايين است. در مناطق مرطوب سطح ايستايي ممکن است تا نزديک سطح زمين بالا بيايد. در گوديهاي چنين نقاطي ، ممکن است «آبگير» و در صورت وجود پوشش گياهي ، «باتلاق» بوجود آيد. تغييرات ارتفاع سطح ايستايي را بر حسب زمان به صورت نمودارهايي به نام هيدروگراف نشان مي دهند.

سفره هاي داراي بازدهي قابل توجه اغلب در رسوبات ناپيوسته شني و ماسه اي تشکيل مي شوند. آبرفتها ، يعني رسوباتي که توسط رودها در دره ها و دشتها برجاي گذارده مي شوند، معمولا سفره هاي آب زيرزميني خوبي تشکيل مي دهند. رسوبات رسي گرچه از تخلخل زيادي برخوردارند، ولي چون قابليت نفوذ کمي دارند، با وجود حجم آب زيادي که ممکن است در خود ذخيره کرده باشند، سفره آب زيرزميني تشکيل نمي دهند و به عنوان مواد غير قابل نفوذ در نظر گرفته مي شوند. در سنگهاي متراکم نيز آب معمولا در نمونه هايي ايجاد مي شود که از تخلخل ثانوي قابل توجه برخوردار باشند. در اين ميان بهترين سفره آبها معمولا در سنگهاي آهکي درز و شکافدار ايجاد مي شود.

در زمینهای هموار و نواحی ای که زمین شیب کافی ندارد و نیز زمین‌های خیلی سست و ماسه‌ای امکان حفر کاریز نیست. آب کاریز، بطور دائم جریان دارد و قابل کنترل نیست. به همین خاطر کاریز مدام باعث تخلیه آب زیرزمینی می‌شود. در فصولی که به آب احتیاج نیست و یا احتیاج به آب خیلی کم است، امکان جلوگیری از جریان و یا کنترل کاریز وجود ندارد.

کاریز به خاطر این که در سفره‌های آب زیرزمینی کم عمق استفاده می‌شود و این منابع هم غنی نیستند و دارای نوسان زیادی هستند، نسبت به تغییرات سطح آب زیر زمینی خیلی حساسیت دارد. در فصول گرم که گیاه به آب بیشتری نیاز دارد و همین طور در فصول و سالهای خشک، آب کاریز کم می‌شود. کاریز نسبت به چاه در مقابل سیل و زلزله و امثال اینها آسیب پذیرتر است و خرابی در کاریزها بعضی مواقع طوری است که احیا مجدد آنها یا ممکن نمی‌باشد و یا از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه نیست.

سیستم استخراج در کاریز طوری است که آب بدون کمک و صرف هزینه فقط با استفاده از نیروی ثقل از زمین خارج می‌گردد. با توجه به چاهها و کاریزهای موجود ، آب کاریز در مقابل آبی که از چاه استخراج می‌شود، ارزانتر تمام می‌شود. آب کاریز دائمی است و در مواقع اضطراری کشت و زراعت و در مواقع حساس(نیاز به آب) ، قطع نمی‌شود. منابع آب زیر زمینی توسط کاریز دیر تمام می‌شوند و استفاده طولانی دارند، هر چند بطور دائم آب‌ها - چه مصرف شوند و چه نشوند - خارج می‌گردند. کاریز دارای مزایای بسیار زیادی است که در اینجا فقط به تعداد محدودی از آنها اشاره شده است.