در اين پست تصميم داريم در رابطه با روش هاي جلوگيري از تبخير آب سد مطالبي را در اختيار شما بازديدكنندگان قرار دهيم، با ما همراه باشيد.
مقدمه
آب يكي از نخستين نيازهاي انسان و هر موجود زنده ديگر و مهمترين عامل در پيدايش، شكل گيري و بقاء تمدن ها است. ايران به عنوان كشوري با متوسط بارندگي ساليانه ۲۵۰ ميليمتر و جمعيتي نزديك به ۸۰ ميليون نفر به عنوان يكي از كشورهايي شناخته مي شود كه با تنش آبي زياد مي باشد. از اين جهت موضوع تامين آب مورد نياز براي شرب، بهداشت، فعاليت هاي كشاورزي و توليدي، حفظ محيط زيست و عوامل مشابه ديگر از اهميت ويژه اي برخوردار است.
با توجه به مشكل كمبود آب، صدها سد بزرگ در طول چند دهه گذشته در كشور احداث شده است. پس از احداث سد بر روي يك رودخانه، رسوبات حمل شده، در مخزن سد تهنشين شده و حجم آن به تدريج كاهش مي يابد. اين امر باعث افزايش ميزان تبخير آب مخزن سد، باتلاقي شدن اراضي بالادست و كاهش حجم كنترل سيلاب در مخزن مي شود با ورود رسوب و تجمع آن در مخزن سد، ظرفيت ذخيره موثر آب كاهش مي يابد. اين امر به نوبه خود باعث كاهش توان ذخيره آب و از دست رفتن ظرفيت تعديل طغيان مخزن خواهد شد. اگر رسوب در نزديكي بدنه سد تجمع يابد، امكان مدفون شدن تخليه كننده هاي تحتاني و دريچه هاي آبگير را سبب شده و همچنين بهره برداري آن ها را با اشكال مواجه مي سازد. به علاوه رسوبي كه به خروجي هاي مربوط به آبگير مي رسد، مي تواند توربين ها و حفاظ دريچه هاي تحتاني مخازن را دچار فرسايش و خوردگي كند. همچنين بار وارده به بدنه سد نيز افزايش مي يابد. تغييرات رسوب مخزن به عواملي چون مقدار رسوبات توليد شده، سرعت انتقال رسوب، نوع رسوب، طريقه نهشت رسوبات، عملكرد مخزن، خصوصيات ژئومتريك مخزن و جريان متغير رودخانه بستگي دارد. مجموع حجم ذخيره مخازن سدها در سطح جهان در حدود ۷۰۰۰ ميليارد مترمكعب برآورد مي شود، كه از اين مقدار سالانه به طور ميانگين بين نيم تا ۱ درصد به علت رسوب گذاري از دست مي رود.
پيشنهاد مطالعه : بررسي و كنترل رسوب گذاري در مخزن سد
با احداث سدها و ذخيره سازي جريان رودخانه ها، بخشي از منابع آب ذخيره شده به دليل تبخير از دسترس خارج مي شود. سالانه ميلياردها مترمكعب آب از تالاب ها و درياچه ها و مخازن سدها تبخير و از دسترس خارج مي گردد كه تعيين مقدار آن از اهميت ويژه اي برخوردار است.
تبخير سطحي يكي از مهمترين علل اتلاف منابع آب در دنيا به ويژه در درياچه هاي مصنوعي و طبيعي است. همه ساله به دليل افزايش دماي هوا به ويژه در فصل گرما ميلياردها ليتر از آب ذخيره سازي شده در حوضچه ها و درياچه ها با تابش مستقيم نورخورشيد تبخير مي شود و به هدر مي رود. از اين رو يافتن راهي براي رفع اين مشكل در مناطق خشك و كويري نظير دشت هاي جنوبي ايران و همچنين در حوضچه هاي صنعتي نظير سدهاي ذخيره سازي آب و سدهاي رسوب گير كه در صنايع فولاد و مس از اهميت بالايي برخوردار است. در واقع اهميت جلوگيري از تبخير يك قطره آب ذخيره سازي شده در اين مناطق كمتر از صرفه جويي در مصرف آن نيست و موجب بهبود بهره وري منابع آب مي شود. در مناطق مختلف جهان ساليانه ميلياردها متر مكعب آب از سطح مخازن و درياچه هاي سدها تبخير مي گردد. براي نمونه تبخير از سطح درياچه سدي در مصر ۱۰% است. در كشور ما حد تبخير حدود ۲ متر در سال است.
اثرات تبخير آب مخزن سد، چه در مراحل طراحي و ساخت مخازن سطحي تامين آب و چه پس از بهره برداري از آن همواره حائز اهميت مي باشد. ضمن آنكه تبخير به عنوان عاملي در جهت مديريت كمي و كيفي منابع آب داراي اهميت ويژه اي مي باشد. برآورد ميزان تبخير آب سد مهمترين قسمت در بسياري از مسائل هيدرولوژيكي مرتبط با طراحي و اجراي مخازن و سيستم هاي انتقال آب و يا آبياري مي باشد. در مناطق خشك تعيين ميزان تبخير آب مخزن سد به خصوص جهت حفاظت از منابع اندك آب حياتي است. اندازه گيري دقيق ميزان تبخير آب مخزن سد از سطوح بزرگ آبي از مشكل ترين و پيچيده ترين مباحث مرتبط با مديريت كمي و كيفي منابع آب است.
برآورد تبخير آب مخزن سد به سبب دخالت عوامل مختلف تاثير گذار بر تبخير از سطح درياچه سدها فرآيند پيچيده اي بوده و در نتيجه روش هاي مختلفي هم در جهت برآورد آن وجود دارد كه با توجه به تحقيقات انجام شده برخي از اين روش ها در شرايط متفاوت اقليمي و محيطي مي توانند نسبت به ساير روش ها برتري نسبي داشته باشند.
پيشنهاد مطالعه : بهينه سازي ابعاد زهكش در سدهاي خاكي
مهم ترين روش هاي كاهش تبخير آب سد
مهم ترين و به عبارتي رايج ترين روش هاي كاهش و جلوگيري از تبخير آب سد به شرح زير است :
۱ . ذخيره آب در مخازن سر پوشيده
۲ . توسعه مخازن آب زير زميني
۳ . انتخاب و طراحي سد در محلي كه درياچه آن با حجم مناسب، كمترين سطح را داشته باشد.
۴ . استفاده از مواد شميايي
با ريختن مواد شيميايي نظير هگزادكانول در سطح آب مي توان تا حد زيادي از تبخير آب سد جلوگيري كرد. از خصوصيات اين ماده شيميايي اين است كه بر روي مزه و بو وطعم اثر نكند. غير سمي و ارزان قيمت باشد. و از تبادل گاز كربنيك و اكسيژن جلوگيري كند. پوشش به وجود آمده توسط مواد بايد به قدري انعطاف پذير باشد كه در مقابل نيروي باد مقاومت كند و پوشش بتواند شكاف هاي به وجود آمده توسط حشرات و قطرات باران را به سرعت ترميم كند. اين مواد شميايي حدود يك ماه دوام داشته و از ۵۰% تا ۶۰% از هدر رفتن آب جلوگيري مي كنند.
توليد برق پاك و كاهش تبخير آب سد با نصب پنل هاي خورشيدي روي مخزن سد
با توجه به بحران آب در ايران، يكي از راهكارهاي كاهش تبخير آب سد هاي كشور، نصب پنل هاي خورشيدي به روي درياچه اين سازه هاي آبي است. به طور نمونه در شكل ۱ نشان داده شده است. اين شيوه در ساير كشورهاي جهان نيز آزموده شده است؛ در هند و آمريكا روي مخازن سدها پنل خورشيدي نصب شده و در اروپا روي مخازن فاضلاب با پنل خورشيدي پوشانده مي‌شود كه آب تبخير نشود.
شكل ۱ . نصب پنل هاي خورشيدي جهت كنترل تبخير آب سد
از هر ۱۰ سد هم حجم در كشور، سالانه معادل آب يك سد تبخير مي شود؛ به عبارت ديگر ۱۰ درصد آب ذخيره شده پشت هر سدي به دليل تبخير از دست مي رود در نتيجه با نصب پنل خورشيدي علاوه بر كاهش تبخير، جلوي توليد گازهاي گلخانه اي و تشديد شرايط تغيير اقليم در كشور گرفته مي شود.
طراحي توپ هاي نگهبان جهت كنترل تبخير آب سد
مشكل اصلي كشورهايي همچون ايران كه در منطقه گرم و خشك قرار دارند، مهار تبخير آب سد است. درياچه ها، تالاب ها و مخازن بزرگ آب سدها به خاطر حرارت زياد خورشيد تبخير مي شوند و بايد كاري كرد كه سطح تبخير كاهش يابد. به همين دليل، چاره اي نيست جز اين‌كه سطح آب را پوشش داده شود. براي اين كار هم نمي توان از هر پوششي استفاده كرد. چرا كه در اين سطوح يعني در درياچه ها، تالاب ها يا درياچه سد ها، كار انجام مي شود، ممكن است قايقي بخواهد تردد كند يا فعاليت هاي اكوسيستمي و محيط زيستي صورت بگيرد. نياز به پوششي است كه علاوه بر اين‌كه پوشش دهد، سطح تبخير آب مخزن سد را پايين آورد و مزاحمتي هم براي كارهاي عادي ايجاد نكند. براي اين كار توپ هايي به رنگ مشكي و از تثبيت كننده هاي اشعه ماوراي بنفش (UV stabilizers) براي دفع اشعه يو وي يا ماوراي بنفش استفاده شده است كه هر چه بيشتر نور خورشيد را بازگرداند و مانع جذب آن شود (شكل ۲)
شكل ۲ . طراحي توپ هاي نگهبان جهت كنترل تبخير آب سد
استفاده از صفحات شناور بتن سبك پرليتي جهت كاهش تبخير آب سد
با افزايش جمعيت جهان سهم سرانه آب براي هر نفر كاهش مي يابد و از طرفي هر ساله مقادير قابل توجهي از آب هاي شيرين به صورت تبخير هدر مي رود. از اينرو روش هاي جلوگيري از تبخير آب سد سالهاست كه مورد توجه بسياري از كشورها بوده است و روش هاي بسياري در آزمايشگاه و در عمل آزمايش شده است كه هركدام داراي مزايا و معايبي است. ايران با توجه به جمعيت و موقعيت جغرافيايي خود جزء فقيرترين كشورهاي آسيايي از نظر آب آشاميدني است. مخازن روباز بالادست سدها كه عمدتا منابع آب شيرين هستند، به دليل دارا بودن سطح وسيع، در معرض تبخير ناشي از باد و تابش آفتاب هستند. يك راه مناسب، استفاده از پوششي كه بتواند باحداقل صدمه به محيط زيست و حفظ استانداردهاي كيفيت آب، سطح آب را در برابر باد و تابش خورشيد حفظ نمايد و به مقدار قابل ملاحظه اي از تبخير بكاهد. در اين راستا قطعات بتن سبك پرليتي كه چگالي آن كمتر از آب بوده و بر روي آب شناور مي باشد را استفاده نموده اند.
كاهش تبخير آب سد گتوند با نانو پوشش ها
نانو پوشش ها قادر هستند چگالي خاك منطقه را از چگالي آب كمتر كنند و با توجه به هيدروفوم و آب گريز بودن اين سيستم، بر روي سطح آب قرار گيرند. اين نانو پوشش ها با قرار گيري بر روي سطح آب سد، از تبخير آب جلوگيري مي كنند. اين نانو پوشش ها جذب آب خاك منطقه را به صفر مي رسانند و باعث مي شوند آب به ساختار هاي زير زميني زمين نفوذ نكند.
شكل ۳ . طراحي نانو پوشش ها جهت كنترل تبخير آب مخزن سد
منبع:
مقاله ي تاثير رسوب گذاري بر تبخير از درياچه سد كارده از مريم يزدان پرست و همكاران