مقاله کامل منابع آب‌هاي زيرزميني در جهان

منابع آب‌هاي زيرزميني در جهان
مقدمه:
همزمان با افزايش جمعيت در جهان، نياز به آب سالم و قابل شرب نيز افزايش مي‌يابد. از سوي ديگر منابع آبهاي زيرزميني به دليل آلودگيها و تغييرات آب و هوايي در حال كاهش است، در نتيجه نگاه‌ها به سوي منابع آب‌هاي زيرزميني كه منابع حياتي آب در مناطق خشك ونيمه خشك محسوب مي‌شوند سوق يافته است.
درسال 1960 يونسكو برنامه بين المللي آبشناسي1(IHP) را اجرا كرد و سازمان جهاني هواشناسي2(WMO) برنامه جهاني آبشناسي3(OHP) را عملياتي نمود. هدف اين برنامه شبيه سازي، نمايش و اندازه‌گيري آبهاي سطحي و نزولات جوي است. شناخت و اندازه‌گيري آبهاي زيرزميني مشكل است و مقايسه آنها با آبهاي سطحي به دليل كمبود شناخت و نقشه‌هاي موجود سخت است. نتيجه سرمايه گذاري در اين راه، بررسي آبهاي زيرزميني و مديريت منابع باقيمانده است.
در طول دهه آخر قرن بيستم، افزايش آبهاي زيرزمين باعث كاهش اهميت بحران آب در مقياس محلي، منطقه اي و حتي جهاني شد. استفاده از آب جهت آبياري مزارع، منابع آب را تحت تنش قرار داد. در هر حال مديريت منابع آب زيرزميني به شناخت موقعيت منابع، نقشه، مدل، حجم و ميانگين جايگزيني ساليانه و كيفيت شيميايي آبهاي زيرزمين نيازمند است. در مجموع، منابع آبهاي خشكي كمتر مي شود.
تلاش گسترده جهاني كه جهت مديريت منابع آب زيرزمين توسط تعدادي از آژانس‌ها صورت مي پذيرد به برنامه جهاني تشخيص و نقشه برداري آبشناسي(4WHYMAP) موسوم است.
آبهاي زيرزميني
آبهاي زيرزميني نفوذ آب حاصل از بارندگيها در حوضه هاي آبخيز، منابع آب زير زميني( آبخوانها ) را در دشتهاي تحت پوشش بوجود آورده اند. همانگونه که قبلا اشاره شد وقوع چند سال خشکسالي متوالي و کمبود شديد آب در منابع آب سطحي، علاوه بر کاهش نفوذ از آبهاي سطحي به آبخوانها موجب باعث افزايش مصرف از آبهاي زير زميني گرديد که باعث افت سطح آب در آبخوانها شده است.
مدیریت منابع آب زیر زمینی با بهره گیری از فن آوری انرژی اتمی
کاربرد تکنیکهای ایزوتوپ اطلاعات ذیقیمتی از وضعیت منابع آب زیر زمینی بدست می دهد و جهت حرکت و منشاء آلاینده ها را از محیط های مختلف شناسایی می کند. این تکنیک در کاوش منابع آب زیرزمینی و استفاده منطقی آن بسیار موثر می باشد.
کاربرد تکنیکهای ایزوتوپ اطلاعات ذیقیمتی از وضعیت منابع آب زیر زمینی بدست می دهد و جهت حرکت و منشاء آلاینده ها را از محیط های مختلف شناسایی می کند. این تکنیک در کاوش منابع آب زیرزمینی و استفاده منطقی آن بسیار موثر می باشد.انرژی اتمی به عنوان گزینه مناسب (جایگزین انرژی برق) در فرآیند شیرین سازی آب کاربرد دارد.
●ایزوتوپها چه هستند و کاربرد آنها چیست؟
عناصری که اتم های آن ها دارای عدد جرمی یا جرم متفاوت باشند را ایزوتوپ می نامند. فراوانی طبیعی ایزوتوپ های عناصر تشکیل دهنده آب و آلاینده ها (هیدروژن، کربن، اکسیژن و نیتروژن) از فراوانترین ایزو توپها هستند. این ایزوتوپها ردیابهای طبیعی موثری هستند و می توان از آنها برای ردیابی منشا و جهت و سرعت حرکت آلاینده آبهای زیر زمینی استفاده کرد.ترسیم نقشه های کیفی تراکم ایزوتوپ ها بصورت نقاط روشنی روی نقشه نمایان می گردد.بدیهی است تمامی آلاینده های منابع آب از سطح زمین به منابع آب نفوذ می کنند.تکنیک ایزوتوپها در خاورمیانه در مطالعات آب رودخانه نیل و تاثیر آن بر منابع آب زیر زمینی حاشیه آن تا فاصله ۶۰ کیلومتری استفاده شده است. نفوذ آلایند ه ها در منابع زیرزمینی مصر و سودان قابل شناسایی است. حفاظت کیفی منابع آب با توجه به رشد فزاینده جمعیت و نیاز آبی در این مناطق از اهمیت ویژه ای برخوردار است . لذا سازمان جهانی انرژی اتمی ( IAEA ) با بهره گیری از فن آوری ایزوتوپها در قالب برنامه همکاری حفاظت کیفیت منابع آب زیرزمینی مورد استفاده در مصارف خانگی و کشاورزی، سرمایه گذاری به عمل آورده است.کاربرد ایزوتوپها هیدروژن، کربن و اکسیژن امکان شناسایی منشاء آلاینده را فراهم کرده است. همچنین ردیابی آلاینده ها تا فاصله ۶۰ کیلومتری منابع منشاء آلاینده را شناسایی نموده اند و در این راستا استراتژیهای موثر مدیریت منابع آب برای حفظ منابع آب شیرین (قدیم و جدید) به اجرا گذاشته شده است.همچنین با اندازه گیری ایزوتوپهای کربن در صحرای سوریه عمر منابع آب زیرزمینی را تعیین نموده (از یک سال تا ۴۰ هزار سال) و اندازه گیری ایزوتوپ هیدروژن در منابع قدیمی (فسیلی) نشان می دهد که آب و هوا از امروز سرد تر بوده است. همچنین اندازه
گیری ایزوتوپها نشان می دهد در حال حاضر فرآیند تغذیه منابع بسیار کند می باشد.بهره گیری از دانش ایزوتوپها امکان پیش بینی ورود آلاینده ها را میسر می سازد. می دانیم آلاینده های منابع زیر زمینی ممکن است برای قرنهای متوالی در زیرزمین باقی بمانند و زدایش و حذف آلاینده های منابع زیرزمینی کاری پر هزینه و دشوار است.تکنیک ایزوتوپ می تواند نقاط آسیب دیده منابع زیرزمینی ناشی از ورود آلاینده ها را مشخص نموده و مسیر و سرعت حرکت آن را تعیین نماید. یکی از شاخصهای اصلی آلاینده ها تعیین غلظت و تراکم نیترات می باشد که ناشی از فعالیتهای کشاورزی نشت از زباله های خانگی و یا فعالیت های صنعتی است.با تعیین خصوصیات ایزوتوپهای نیتروژن شناسایی منشاء آلاینده (نیترات) ممکن می گردد با شناسایی منشاء آلاینده (نیترات) نسبت به حذف آلاینده ورودی به منابع آب برنامه ریزی صورت می گیرد. این تکنیک قادر است آلاینده های جدید و ناشناخته را شناسایی کند و هشدارهای لازم را برای متولیان توزیع آب تئوریزه نماید. این در حالی است که پارامترهای آزمونهای شیمیایی و بیولوژی قادر نیست علت تجمع و تراکم بسیاری از آلاینده ها را مشخص نماید.
●کاربرد انرژی اتمی تامین آب شرب
تکنیکهای اتمی همینطور در انتخاب راههای دیگر تامین آب بویژه در نقاط ساحلی که با معضل کمبود آب یا شوری آب روبرو هستند کار ساز می باشد.طبیعی ترین منابع آب جهان آب دریاها می باشند که همواره در دسترس بوده و هنوز سالم هستند. اما شوری آب دریا بایستی متعادل گردد تا قابل شرب باشد و عملیات شیرین سازی آب به انرژی زیادی محتاج است.انرژی اتمی می تواند جایگزین مناسبی برای سایر انرژیها
باشد.مطالعات تامین آب در شمال امریکا نشان می دهد که راه اندازی آب شیرین کن هایی که با انرژی اتمی کار می کنند اقتصادی تر است.
سفره های آب زیرزمینی
با ورود آبهای جدیدتر و تجمع آنها در آن نقطه زیر زمینی ، بمرور یک انبار و مخزن زیرزمینی از آب تشکیل میشود که بعلت عبور از لایه های مختلف شن و ماسه و سنگهای متنوع دچار تغییراتی نیز شده اند .
این تغییرات از نوع کیفی است و در برخی جاها ممکن است باعث بهبود کیفی و تصفیه آب شده و در برخی نقاط نیز باعث تخریب کیفی و آلودگی آب گردد، و این نکته بستگی به کیفیت اولیه آب و لایه های واقع در مسیر حرکت آن دارد .
در نهایت پس از این تغییر و تحولات که ممکن است سالها بطول انجامد ، در زیر زمین مخزنی از آب تشکیل میشود که یه آن سفره آب زیرزمینی و یا آکیفر می گویند .
اگر در بالای این سفره تا سطح زمین یک لایه نفوذناپذیر قرار داشته باشد آن را سفره تحت فشار و اگر هیچ لایه ای نباشد آنرا سفره آزاد می نامند .
خوب ، انسانها در طول تاریخ با نگاه به همین عملکرد ساده نفوذ آب در زمین بوده که به وجود آب زیرزمینی پی بردند و وقتی ناگزیر از زندگی در اماکنی شدند که از وجود رودخانه ها و منابع آب سطحی دیگر محروم بودند ، برای تامین آب مورد نیاز خود ، آن را در دل زمین جستجو نمودند .
در مسیر همین جستجوها بود که افتخار حفر و بهره برداری از قنات نصیب ایرانیان سخت کوش گردید و ما بدان می بالیم .
چاه
دو نوع چاه داریم ، عمیق و نیمه عمیق
چاه نیمه عمیق
چاهی است که معمولاٌ با دست آنرا حفر می کنند و مقنی ها در احداث این نوع چاهها از تجربیات زیادی برخوردارند . در مواردی که میزان نیاز به آب اینگونه چاهها بسیار محدود و سطح آب زیرزمینی در نزدیکی سطح زمین قرار دارد از دلو و طناب برای آبکشی استفاده می شده است .
اخیراٌ همین چاههای نیمه عمیق را بصورت دهانه گشاد حفاری کرده و سپس آنرا با استفاده از کول های سیمانی یا بتنی ، لوله گذاری نموده و با استفاده از پمپ و موتور ،‌آبکشی می نمایند .
چاه عمیق
چاه عمیق را با دستگاه حفاری حفر می کنند و پس از اتمام حفاری آنرا لوله گذاری می کنند و سپس برای آبکشی از آنها از تجهیزات موتور و پمپ استفاده می کنند .
در زمانی که برداشت آب زیرزمینی بیش از ورود آب نفوذی به مخزن باشد ، رو به کاهش می گذارد و بمرور سطح آب زیرزمینی عمیق تر میشود .
سیستم آبخوان
سفره آب زیرزمینی هم به مانند یک سیستم عمل می کند ، یک تعدادی ورودی دارد و تعدادی هم بعنوان فاکتورهای خروجی آن عمل می کند .
هرگاه میزان ورودی های این سیستم کمتر از میزان خروجی های آن شود ، معادله سیستم به هم خورده و دچار مشکل می شود .
هر گاه میزان ورودی ها بیشتر از میزان خروجی ها گردد نیز مشکل به شکل دیگری بروز می کند . بنابراین بحث تعادل در سیستم آبخوان ، بسیار حائز اهمیت است و هرگونه اخلال در آن موجب دردسر ساکنان و بهره برداران و سازمان های مسئول میشود .
مشکلات سیستم
همانطور که ذکر شد هرگونه خللی که در دو طرف معدله سیستم آب زیرزمینی بروز کند باعث ظهور مشکلاتی میگردد که دو مشکل عمدة آن عبارت از بالا آمدگی سطح آب زیرزمینی و پایین افتادن سطح آب زیرزمینی ، میباشند و هریک از آنان نیز پیامدهای خاص خودشان را دارند .

فایل : 25 صفحه

فرمت : Word