نکاتی برای طراحی اجزا سیستم جمع آوری و ذخیره آب باران

12 خرداد 1401 | مهندس زهرا راستین

در این مقاله نکات طراحی اجزا سیستم جمع آوری و ذخیره آب باران در هنگام بارندگی در یک مخزن هوایی یا مخزن زیرزمینی مورد بحث قرار گرفته است. جمع آوری آب باران در حوضچه های روستاها امری طبیعی است، اما شهرها به روش های خاصی برای جمع آوری و ذخیره آب باران نیاز دارند.

نکات طراحی برای سیستم جمع آوری آب باران

آب جمع‌آوری‌شده از پشت بام را می‌توان الف) برای استفاده مستقیم ذخیره کرد، ب) برای تغذیه آب زیرزمینی به کار برد یا ج) ترکیبی از این دو روش را به کار گرفت. سه جزء سازه ای موجودند: الف) سیستم جمع آوری آب سقف، ب) مخزن ذخیره و ج) گودال تغذیه. هزینه سیستم به هزینه هر یک از این اجزا بستگی دارد. به آب جمع‌آوری‌شده از بارش های اولیه اجازه خروج از محل داده می شود زیرا این آب حاوی مقداری گل و لای و آلودگی است. پس از شستشوی سقف با بارندگی، آب باقیمانده جمع آوری می شود. نزدیک به 80 درصد از باران را می توان به راحتی جمع آوری کرد. جمع آوری آب از سقف شیبدار به سادگی با قرار دادن ناودان های جانبی (لوله جمع آوری نیمه دایره ای) ورساندن آب جمع آوری شده در یک نقطه مشترک بسیار آسان است. سقف های تخت و بتنی گاهی اوقات چالش های جدی تری برای جمع آوری آب باران ایجاد می کنند. معمولاً سقف های بتنی تخت دارای حداقل 4 خروجی (لوله تخلیه) در امتداد چهار گوشه ارائه هستند. این بدان معنی است که آب جمع آوری شده از هر 4 لوله گوشه باید از طریق شبکه ای از خطوط لوله اضافی به یک محل ذخیره مشترک منتقل شود. این ممکن است زیبایی سازه را خراب کرده و هزینه را افزایش دهد. همچنین برای جلوگیری از آلودگی آب باران سقف باید تمیز نگه داشته شود. بدین منظور لازم است از استفاده مردم از سقف برای اهداف مختلف از جمله نگهداری اقلام ناخواسته جلوگیری شود.

نکات طراحی مخزن ذخیره سازی

مخازن ذخیره را می توان بسته به اندازه و سطح زمین در دسترس الف) زیرزمین ب) نیمی زیرزمینی و نیمی روی زمین و ج) روی زمین ساخت. مخازن ذخیره سازی می توانند از نوع الف) ساخته شده با PVC (نوع سینتکس آماده)، ب) مخازن فروسیمان و ج) مخازن بتن سیمانی باشند. در صورتی که بحث هزینه مطرح نباشد، برای مخازن کوچک، نوع بتن سیمانی ایده آل خواهد بود. مخازن فروسیمان دارای کمترین هزینه هستند. این مخازن از چسباندن ملات سیمانی غنی بر روی سازه مخزن که از خم کردن، شکل دادن و اتصال میله های آهنی 5 میلی متری یا بیشتر به عنوان تقویت کننده با یک لایه جانبی داخلی و خارجی از تور سیمی معمولی ساخته می شود، ایجاد می شوند. برخلاف مخازن بتن سیمانی، این مخازن کمتر مستعد ترک/نشتی هستند و می توانند به هر شکلی (گرد، استوانه ای و غیره) ساخته شوند. انجام این کار نیازمند بنا های دارای سابقه کار با فروسیمان می باشد. بسیاری از سازمان های غیردولتی چنین بناهایی دارند. مخزن ذخیره آب آشامیدنی باید دارای یک سیستم فیلتر در نقطه ورودی، یک سیستم استخراج آب برای خارج کردن آن (شیر آب، پمپ دستی) و یک سیستم تخلیه برای تمیز کردن مخزن (دریچه آدم رو، لوله تخلیه و غیره) به صورت دوره ای باشد. یک آرایش انحرافی (مفصل T با دریچه) در خروجی خط لوله آب جمع‌آوری‌شده پشت بام مورد نیاز است تا به آب اجازه دهد تا یا دفع شود (آب کثیف پس از بارندگی اولیه) یا با عبور از سیستم فیلتر به عنوان آب آشامیدنی در مخزن ذخیره شود. آب باران به طور کلی دارای کمبود مواد معدنی محلول لازم برای بدن انسان است. برخی از دانشمندان پیشنهاد کرده‌اند که در صورت استفاده طولانی مدت، کلسیم کم آب باران ممکن است سبب جذب مقداری کلسیم از بدن ما شود و استخوان‌های ما را ضعیف کند (همچنین در مورد آب تصفیه‌شده RO نیز صدق می‌کند). با این حال، تاکنون گزارشی مبنی بر اثر سوء استفاده از آب باران به عنوان آب آشامیدنی دریافت نشده است.

نکات طراحی سیستم تغذیه آب زیرزمینی

تغذیه مصنوعی آب زیرزمینی زمانی صورت می گیرد که الف) آب منبع اضافی در محل موجود باشد و ب) کیفیت آب منبع با آب زیرزمینی مورد تغذیه سازگار باشد. ساختن یک سیستم جمع آوری آب باران همیشه ایمن و مطلوب است؛ با این سیستم آب تا حدی برای استفاده مستقیم ذخیره می شود و تا حدی برای تغذیه آب زیرزمینی به آن اجازه نفوذ داده می شود. این به حفظ کنترل کیفیت آب مورد استفاده برای تغذیه کمک می کند. سازه تغذیه معمولاً یک گودال 1-2 متر مکعبی است (ممکن است زمانی که مقدار زیادی آب برای تغذیه موجود است بزرگتر باشد) که با مواد فیلتر دانه بندی شده مانند قلوه سنگ، سنگریزه، شن و ماسه به صورت لایه ای پر می شود. هدف این است که اجازه دهیم آب با کیفیت و بدون سیلیت به زمین نفوذ کند. طراحی بسترهای فیلتر مخصوص سایت از اهمیت حیاتی برخوردار است. اگر حفره های فیلتر خیلی کوچک باشد، نفوذ آب کند خواهد بود. برعکس، فیلترهایی با منافذ بزرگ‌تر اجازه نفوذ سریع‌تر را می‌دهند، اما این آب ممکن است عاری از مواد معلق نباشد. به همین دلیل مرسوم است که یک مخزن ذخیره پیش فیلتر وجود داشته باشد که از آنجا آب گودال بر اساس ظرفیت نفوذ آن تامین می شود. در نواحی سنگ سخت (بازالت و گرانیت) که در آنها بر اثر هوازدگی آب زیرموقعیت سطح ایستابی قرار دارد، نیازی به اتصال لوله الحاقی از کف گودال تغذیه نیست. اما در مناطقی که عمق سطح ایستابی پایین تر است (20 تا 100 زیر سطح زمین)، لازم است از لوله الحاقی استفاده شود. هدف لوله این است که اجازه دهد آب منبع مستقیماً به سفره آب بپیوندد بدون اینکه در ناحیه اشباع نشده بالایی به هدر برود. در حالت ایده‌آل، طول لوله باید به گونه‌ای باشد که به سطح ایستابی ختم شود؛ با این حال سطح ایستابی در فصول مختلف نوسان دارد. لازم است قسمت پایینی لوله شکافدار باشد. به طور مشابه، اگر لوله تا سطح زمین به سمت بالا امتداد یابد، بالاترین قسمت لوله نیز باید شکافدار باشد. یک چاه متروکه (خشک اما تمیز) حفر شده در ناحیه سنگ سخت می تواند به عنوان یک گودال تغذیه موثر مورد استفاده قرار گیرد، در صورتی که الف) سطح ایستابی خیلی پایین تر از کف چاه نباشد و ب) ساختار نزدیک کف چاه متخلخل و نفوذپذیر باشد. و ج) آب هدایت شده به چاه برای تغذیه از کیفیت خوبی برخوردار باشد. چنین عمل تغذیه ای بهتر است با مشورت یک ژئوهیدرولوژیست انجام شود و اگر خطر ورود آب آلوده به چاه و در نهایت به آب های زیرزمینی وجود داشته باشد بهتر است از آن اجتناب شود.

تغذیه مصنوعی آب زیرزمینی از طریق تعدادی از این سازه های تغذیه نه تنها باعث افزایش دسترسی به آب (سطح آب بالا) می شود، بلکه کیفیت آب را نیز بهبود می بخشد. در صورت ساخت و مدیریت صحیح، می توان از چاه هم به عنوان چاه تغذیه در طول دوره باران های موسمی و هم به عنوان چاه تامین آب در ماه های تابستان استفاده کرد. سیستم جمع آوری آب باران به نظارت منظم و تمیز کردن و نگهداری دوره ای (حداقل سالانه) اجزای مختلف آن نیاز دارد. اگر نمی توان از تعمیر و نگهداری منظم اطمینان حاصل کرد، بهتر است از ساخت این سازه ها اجتناب شود.

افراد دارای مهارت در این زمینه

در صورتی که در این زمینه تخصص یا مهارتی دارید، پس از ثبت نام در سایت و تکمیل فرم مشخصات شخصی ، پروفایل خود را به لیست زیر اضافه نمایید .