جستجو در همين سايت

 برای دریافت آموزشهای ویژوال بیسیک میتوانید آنها را در منوی موضوعات سایت  و با کلیک روی برنامه نویسی ویژوال بیسیک مشاهده کنید.این آموزشها در صفحه اصلی قرار داده نمیشوند.

 برای دسترسی سریع به مطالبی که فایلهایی برای دانلود دارند، میتوانید آنها را در منوی موضوعات سایت  و با کلیک روی دانلودهای فیزیک  یا دانلودهای رایانه مشاهده کنید.

بنام خدا

سلام

شاید مطلبی که در زیر اضافه میکنم ربطی به فیزیک نداشته باشد ولی نگاه فیزیکی به مسائل سبب شده در مورد چالشهای زندگی شهری و روستایی مدرن از منظر دیگری توجه شود و همین باعث نوشتن این مقاله شده است. از آنجایی که موضوع از نظر نویسنده بسیار مهم است، پس ترجیح دادم از قابلیت این وبلاگ در جهت اطلاع رسانی استفاده گردد.

بسم الله الرحمن الرحیم

تاریخ : 99/10/28

مساله فاضلاب شهری، فرصت یا چالش

مقدمه

در این مقاله سعی شده است که به مساله فاضلاب شهری از منظر دیگری نگاه شود. در نگاه اول فاضلاب مسیری برای خروج آبهای زاید به خارج از محدوده‌ی زندگی است، بدون توجه به اینکه تا چه حد این مواد نیاز به خروج دارند.

مطالب این مقاله به صورت کلی تنظیم شده و برای همه‌ی شهرها قابل استفاده است، فقط بعنوان نمونه و مثال داده های آماری شهر شوشتر در آن استفاده گردیده تا بتوان به نتایج عددی قابل استنادی دست یافت.

چالشها

یکی از مشکلاتی که ما با آن روبرو هستیم این است که همه‌ی مظاهر تکنولوژی را همانطور که در مبدا وجود دارد، در کشور خود مورد استفاده قرار میدهیم  بدون اینکه دقت کنیم که آیا تمام مزایای آن تکنولوژی در اینجا قابل استفاده است و یا توجیه دارد و یا اصلا مضر نیست.

سیستم مدرن دفع  فاضلاب یکی از راهکارهای حل مشکلات شهری است که ما آن را از غرب آموخته ایم البته موقع اجرا همین آموخته را معمولا به طور ناقص اجرا مینماییم مثلا دفع فاضلاب را به حوضه‌های آبریز بزرگ مانند رودخانه‌ها انجام میدهیم ولی تصفیه آن را به شکلی که به ما آموخته اند یا انجام نمیدهیم و یا به طور ناقص این فرایند را پوشش میدهیم چرا که هم زمانبر و هم هزینه‌بر است، و ما متاسفانه به حل مشکلات در کوتاه مدت توجه داریم یعنی دفع آلودگی از محیط شهری ولی کاری به عواقب و هزینه ‌های درازمدت نداریم.

صحبت من در این مقاله این است که در اجرای سیستم فاضلاب شهری به شکل مدرن و کامل هم باید تجدیدنظر شود ، چرا که این سیستم به نظر نویسنده با همه‌ی مزایا، در اقلیم ما و همچنین با توجه به زیرساختهای شهری ما و نیز مشکلات اقتصادی فعلی، نقصهایی دارد که با چند ترفند ساده میتوان با حداقل هزینه، آن را کارآمدتر کرد.

مهمترین تفاوتی که بین کشور ما و کشورهای مبدع سیستم مدرن فاضلاب شهری مانند انگلیس و فرانسه و ... وجود دارد، تفاوت در میزان بارش است که ما به آن توجه نکرده ایم، در این کشورها فاضلاب علاوه بر اینکه روشی برای دفع مواد زاید شهری است، ابزاری  برای خروج آبهای سطحی مانند باران و برف است، به همین دلیل سیستم فاضلاب در بعضی شهرهای مدرن اروپایی مانند لندن و پاریس به قدری بزرگندکه به شهرهای زیر زمینی شباهت پیدا کرده است. علاوه بر آن سیستم زه‌کشی مناسب شهری سبب میشود آبهای سطحی به سرعت بعد از جاری شدن جذب کانالهای فاضلاب شده و به سرعت به خارج از محدوده شهری منتقل شوند، پس در چنین شرایطی نیاز به یک سیستم فاضلاب بزرگ با کانال و زهکشی مناسب است و البته شرایط مرطوب و پر بارش این کشورها هر گونه سرمایه گذاری در این زمینه را مقرون به صرفه میکند، چرا که هزینه های انجام شده در طول سال علاوه بر جابجایی فاضلاب شهری وظیفه کنترل و هدایت آبهای سطحی و سیلابهای شهری را دارد. اما اگر ما بخواهیم در طراحی سیستم فاضلاب شهری سازوکاری شبیه لندن یا پاریس بکار بندیم با توجه به شرایط گرم و خشک منطقه از لحاظ اقتصادی به صرفه نیست، چرا که با سیستمی خیلی کوچکتر و کم هزینه تر میتوان مشکل دفع گندآبها و فاضلاب خانگی را انجام داد و زمانهایی هم که بارندگی بقدری شدید باشد که احتمال بروز سیلابهای شهری زیاد شود، بسیار کم است، همین امر سبب شده که در بحث دفع فاضلاب شهری بیشتر در محدودهِ کانالهای کوچک( منهول) کار را انجام دهیم که این امر سبب میشود در هنگام بارنگی شدید، این کانالها ظرفیت پذیرش این حجم آب را نداشته و سرریز کنند که نتیجه آن آبگرفتگیهای شهری مانند آنچه در اهواز و یا بخشهایی از شوشترمشاهده میکنیم، است، البته در شهرهایی مانند اهواز گسترگی بیش از حد شهر و تخت و مسطح بودن شهر و شیب ملایم شهر مزید بر علت است، که رفع این مشکل هم نیاز به ایستگاههایی برای پمپاژ فاضلاب داشته که خود هزینه ای بسیار دارد، که مدت زمان بهره‌بردار از آن فقط به چند روز محدود در سال ( روزهای بارانی شدید و مستمر) محدود میشود. در روزهای عادی همین سیستم فعلی برای رفع نیازهای روزمره مردم کافی است و معمولا مشکلی پیش نمی‌آید.

قبل از اینکه برای رفع مشکل آبهای سطحی در هنگام بارندگی شدید، راهکار ساده‌ و کم هزینه‌ای ارائه شود،لازم است که به نکته‌ای توجه کنیم.

همانطور که همه‌ی ‌ما میدانیم  در منطقه گرم و خشک زندگی میکنیم، بنابراین نگهداری و محافظت از آب امری‌ ضروری است. در طی سالهای اخیر ما برای جبران کمبودهای آبیمان به سراغ آبهای زیرزمینه رفته و مخصوصا در بخش کشاورزی با بهره‌برداری بی‌رویه و یا غیر اصولی سبب شده ایم که این منابع روز بروز ضعیفتر شوند و سطح آبهای زیرزمینی پایینتر رود، ضمن اینکه با از بین بردن پوشش جنگلی و همچنین ایجاد شهرهای بزرگ فرصت جذب آب و احیای سفره‌های زیرزمینی آب را محدود کرده‌ایم.

به شهرهای بزرگ بعنوان یک معضل زیست محیطی در احیای آبهای زیرزمینی اشاره گردید، شاید در نگاه اول خیلی مرتبط به نظر نیاید ولی، اگر کمی عمیق شویم، بیشتر تاثیر آن مشخص میشود.

شهرهای امروزی بر خلاف شهرها در گذشته انباشته از بتن و آسفالت هستند و بخش عمده ای از فضای شهری را چنین مصالحی در بر میگیرند که عایق آب و رطوبتند و همین امر سبب شده بر خلاف شهرهای گذشته، با بارش باران آب یه سرعت جذب زمین نشده و در سطح به حرکت درآیند، مقدار این آب شاید در ظاهر ناچیز آید ولی وقتی که مقادیر ناچیز دست به دست هم دهند در مناطق پایین دست شهری سیلابهای شهری را سبب میشوند که نمونه‌ی آن را در مناطقی مانند فرهنگشهر و نیرو میبینیم، هر چند این مشکلات در شهری مانند شوشتر به دلیل شیب مناسب شهر، کوچکی شهر و وجود رودخانه در وسط شهر به سرعت ایجاد و تقریبا به همان سرعت هم پایان میابد ولی در همان زمان اندک هم مشکلاتی برای مردم ایجاد کرده و هزینه‌هایی را به بار می‌آورد که قابل پیشگیری است. ضمن اینکه این بارشها برای مناطقی مانند ما بسیار ارزشمندند و میبایست تا جایی که امکان دارد، از آن بهترین استفاده را کرد، نه اینکه بصورت یک معضل سبب ایجاد هزینه شوند.

برای روشن شدن موضوع یک محاسبه سرانگشتی ساده انجام میدهیم.

وسعت محدوه شهری شهر شوشتر(بخش مرکزی) حدودا دوازه کیلومترمربع است، این محدوده تقریبا محدوده بافت شهری است و مناطقی را در بر میگیرد که با مصالح سخت ساخته شده اند که نه تنها مانع نفوذ آب به زمین میشوند بلکه خود سبب میشوند که آبهای سطحی از نقاط مرتفعتر به نقاط پایین دست هدایت شوند.(برای اندازه گیری  وسعت مناطق دلخواه میتوانید از سایتhttps://www.bahesab.ir/map/area/ استفاده کنید.)

متوسط بارندگی در شوشتر تقریبا 332 میلیمتر در سال است بنابراین با یک محاسبه ساده مشخص میشود که این شهر کوچک تا چه حد مانع نفوذ آب در زمین میشود. اگر متوسط بارندگی را 300 میلیمتر بگیریم از ضرب این عدد در سطح 12 کیلوتر مربع حجم بارش سالیانه در  محدوده‌ی این شهر مشخص میشود که به عدد 3600000 متر مکعب میرسیم( یعنی حدودا 1500 استخر المپیک)، که بخش عمده این آب توسط سیستم فاضلاب به رودخانه هدایت شده و از دسترس دور میشود، البته در بعضی وقتها نیز سبب آبگرفتگی و مشکلاتی مانند این میشود، مثلا در منطقه فرهنگشهر و نیرو و عمار و ... با وسعتی حدود 4 کیلومترمربع در روزی که حدودا 20میلیمتر بارنگی داشته باشیم سیستم فاضلاب، بعلاوه خیابانها و کوچه‌ها حجم آبی معادل 80000 متر مکعب را به پایین دست هدایت میکنند که این معادل تقریبا 32 استخر المپیک است که باید توسط سیستم فاضلاب در یک زمان محدود و از چند مجرای محدود تخلیه و به رودخانه ریخته شود. چون مجراهای خروجی فضلاب توانایی چنین حجمی را در یک زمان محدود ندارند کم می آورند و سبب میشود آب از دریچه‌های فاضلاب بیرون زده و مشکلاتی را ایجاد کنند.

پس راه کار چیست؟ آیا باید سیتمی که در بخش عمده‌ی سال بطور موثر و کارآمد وظیفه‌اش را انجام میدهد، با صرف هزینه هنگفت پهن‌تر و عریضتر و با مجراهای خروجی بیشتر اصلاح کرد و یا تحمل کرد و از مردم بخواهیم که چند روز معدودی که در طول سال با مشکل آبگرفتگی روبرو هستیم ، صبر کنند، تا مشکل خود بخود حل شود.

این مشکلاتی که شمرده شد در حداقل تاثیر بر روی شوشتر موثر است و در شهرهای بزرگتر و وسیعتر و همانطور که گفتم شهرهای مسطح و با شیب کم مانند اهواز و یا شهرهایی که رودخانه ای در محدوده‌ی شهر نیست به مرور زمان با گسترش شهر از لحاظ وسعت و جمعیت بیشتر پدیدار میشود.

البته همه‌ی این بحث و مثالهای بیان شده صرفا بهانه‌ای بود برای بیان یک مشکل و یا بهتر بگویم یک کم‌توجهی بزرگتر در سیستم دفع فاضلاب شهری در اقلیم گرم و خشک ایران بود، چرا که به نظر این ساختار به این شیوه شاید در کشورهای پرباران اروپایی کارآمد باشد ولی در کشور ایران از دست دادن فرصت است.

در کشور ما برای تهیه آب سالم با سختی مواجه هستیم و آن را با زحمت از طریق رودخانه ها و چشمه‌های دوردست و یا از طریق چاههای زیرزمینی بدست می‌آوریم از دست دادن این آب گرانبها چه بصورت آب پسماندهای شهری و چه آب باران و ... کاری زیانبار است.

اگر متوسط مصرف هر خانوار را در یک دوره چهل وپنج روزه حدود 20 متر مکعب در نظر بگیریم، در شهرستانی مانند شوشتر با جمعیتی حدود 190هزار نفر(طبق آمارگیری سال 95) و متوسط 5 نفر برای هر خانوار حدود 40 هزار خانوار و خانه و جود دارد که در یک دوره حدود 800 هزار متر مکعب آب مصرف میکنند، از این مقدار آب حدود یک پنجم آن صرف مصارف توالت میشود و باقیمانده آبهای خاکستری هستند که به راحتی قابل بازیافتند. توجه داشته باشید که تقریبا همه‌ی این آب در شهرهایی که سیستم فاضلاب و رودخانه دارند در نهایت به دریا ریخته میشود، یعنی عملا ما روز به روز سفره‌های زیر زمینی را فقیرتر کرده و آب شیرین گرانبها را به دریا واریز میکنیم. همانطور که قبل گفتم در کشورهای پر باران با پوشش جنگلی قوی ، شاید این کار مشکل خاصی ایجاد نکند ولی در کشور ما ، بنظر میآید که باید در سیستم فعلی فاضلاب تجدید نظر شده ، اصلاحاتی صورت گیرد.

راه‌کار ساده و کارآمد

در گذشته‌های نچندان دور برای دفع پس‌آبهای آلوده از سیستم چاه استفاده میکردیم، متاسفانه به این راهکار صرفا با دید منفی نگاه کرده و تنها برخی نتایج منفی این سیستم را مانند آلوده کردن آبهای زیرزمینی را برجسته کرده‌ایم و به مهمترین مزیت آن یعنی تغذیه سفره‌های زیرزمینی، کمک به بهبود پوشش گیاهی شهری، کنترل سیلابهای شهری و ... توجهی نکردیم.

توصیه من احیا چاههای فاضلاب به شکل قدیم خود نیست چرا که معضل آلودگی آبهای زیرزمینی مشکل کوچکی نیست که بخواهیم از آن بگذریم، بلکه پیشنهاد این است که ترکیبی از سیستم چاه و کانالهای فاضلاب به همراه هم میتواند به بهترین شکل ممکن همه‌ی محاسن هر دو شیوه چاه و فاضلاب مدرن را داشته و ضمنا در بسیاری از هزینه‌ها صرفه‌جویی به عمل می‌آید.

برای اینکار کافی است که ابتدا به ساختمانی که قرار است مجوز ساخت داده شود، اجبار به عمل آید که حتما میبایست در سیستم دفع فاضلاب خود یک چاه هم در نظر بگیرد، تمام آبهای خروجی خاکستری مانند حمام، آشپزخانه، روشویی، ناودانی و آبروی حیاط و ساختمان همگی به این چاه متصل شده و انتهای چاه (قسمت بالای چاه)  توسط لوله‌ای به فاضلاب شهری متصل شود تا درصورت سرریز اضافه آب به کانالهای فاضلاب منتقل گردد.(مانند شکل زیر)

همچنین یک مسیر جداگانه برای اتصال فاضلاب توالت به فاضلاب شهری باید در نظر گرفته شود تا مانع از آلوده شدن آبهای زیر زمینی گردد. به این ترتیب با حدااقل هزینه چندین مشکل حل میشود:

1.     بازگشت آبهای با حداقل آلودگی به زمین

2.     کمک به کنترل سیلبهای شهری، چرا که وجود چاهها در هر خانه مانند مخزنهای متعدد (مانند خازن در بحث الکتریسیته) عمل کرده و سبب میشوند که همه‌ی آبی که از حیاط و ناودانها جمع میشود ابتدا به سمت این چاه هدایت شوند، در این حالت دو وضعیت بوجود میآید، یا باران به حدی نیست که چاه به طور کامل پر شود که این امر سبب میشود آب باران به مرور زمان جذب زمین شود بنابراین اثر مخرب مصالح سخت ساختما یعنی سیمان و موزاییک و آسفالت و ... از بین میرود و زمین مانند گذشته آب باران را جذب میکند و یا باران بسیار شدید است و چاه پر میشود، در این صورت اضافه آب از طریق مجرای خروجی به سمت فاضلاب شهری هدایت میشود که این امر سبب میشود به کانالهای فاضلاب فرصت داده شود تا آبهای خروجی را به مرور تخلیه کنند زیرا از لحاظ آماری همه‌ی چاههای مردم همزمان و با هم پر نمیشوند و همین امر زمان کافی را به سیستم فاضلاب میدهد.

3.     به دلیل افزایش رطوبت نسبی لایه‌های سطحی خاک، گیاهان و مخصوصا درختان در چنین شهرهایی بهتر پرورش میابند بنابراین در یک سیتم شهری هماهنگ و کارآمد در چنین شرایطی فضای سبز افزایش میابد، هوا پاکتر شده و  اگر به بافت انبوه گیاهی ختم شود حتی در تنظیم درجه حرارت هوا در حدود 2 تا 3 درجه مخصوصا در خوزستان گرم کمک میکند.

4.     سیستم فاضلاب شهری درست و اصولی باید به یک تصفیه‌کننده فاضلاب منتهی باشد تا قبل انتقال آب به رودخانه آلودگی آب را به حداقل برساند، در چنین شرایطی، از آنجا که بخش عمده آب در چاهها بازیافت میشوند، (تقریبا چهارپنجم) حجم کاری و هزینه کار تصفیه‌خانه فاضلاب کمتر شده و راندمان کار بالا می‌آید.

5.     مورد پنجم مورد مهمی است که متاسفانه به آن توجهی نمیشود و آن مخصوص مناطق گرم و مرطوبی مانند خوزستان است و آن بازیافت آب از سیستمهای سرمایشی است.

هر ساله در فصل گرما با روشن شدن کولرها، مقدار زیادی از رطوبت هوا توسط این وسیله گرفته شده و توسط لوله‌های خروجی آن یا به حیاط منتقل شده و تبخیر میشود و یا توسط سیستم فاضلاب دور ریخته میشود. در نظر اول این مقدار آب خیلی کم به نظر میآید ولی اگر دقت کنیم با یک محاسبه سرانگشتی به اعداد شگفت انگیزی میرسیم. بعنوان مثال محاسبه‌ی ساده‌ای را انجام میدهم:

طبق بررسیهایی که در خانه خود انجام دادم برای یک کولر معمولی، اگر آب خروجی آن در طول یک شبانه روز جمع‌آوری شود، حداقل یک ظرف 20 لیتری پر میشود، اگر برای هر خانوار در شهری مانند شوشتر یک کولر فرض کنیم، بنابراین چیزی حدود 40 هزار کولر باید در نظرگرفته شود،یعنی روزی 800000 لیتر یا 800 متر مکعب آب در روز و اگر این عدد را در مدت استفاده کولر در سال ضرب کنیم یعنی حدااقل شش ماه به عددی حدود 150000(صد و پنجاه هزار ) متر مکعب آب خالص و شیرین از این طریق از دست میرود یعنی چیزی معادل 12.5 میلیمتر بارش سالیانه اضافه در محدوده بافت شهری. این را درنظر بگیرید که در این محاسبه حداقلها در نظر گرفته شده.

بنابراین اگر سیستم چاه بعلاوه فاضلاب استفاده شود و سیستم خروجی کولرها هم به بجای رها شدن به خروجی آبروها متصل شوند، میتوان به این میزان آب به سفره‌های زیر زمینی اضافه کرد.

چالشی که در این میان مطرح است، مشکل حفر چاه در شهرهایی با مشکل نزدیکی آبهای زیرسطحی به سطح زمین است ( مانند اهواز) که این مشکل هم با حفر چاه به عمق کم و تعداد بیشتر یا پهنای بیشتر قابل حل است.

مهمترین ایرادی که میتوان به این شیوه گرفت، 1- هزینه کمی است که در ساخت خانه ایجاد میشود که در برابر هزینه‌های دیگر قابل چشم‌پوشی است.2- انتقال آلودگیهای شیمیایی توسط پس‌آبهای خانگی به سفره‌‌های زیر زمینی است، البته با توجه کم خطر بودن این پس‌آبها نسبت به نوع صنعتی آن ونیز نسبت بسیار کم آن به نسبت حجم آبهای بازیافتی و نیز فیلتر طبیعی زمین برای بخش قابل توجهی از این آلودگیها ، میتوان تا حدودی این مورد را نسبت به مزایای آن نادیده گرفت، البته میشود طی کارهای تحقیقی بررسی شود که آیا راهکاری برای کاهش این خطر وجود دارد؟

در کل  توجه به مزایای شمرده شده بنظر می رسد که باید هر چه سریعتر اقدامی انجام گیرد، برای شروع هم همانطور که گفتم میتوان از مالکان خانه‌های در دست ساخت خواست که به طرح عمل کنند، شاید در ابتدا به نظر کاری کم اثر باشد ولی به مرور زمان اثر خود را نشان میدهد، ضمن اینکه میتوان با طرحهای تشویقی مانند کم کردن عوارض شهری و یا هزینه دفع فاضلاب از مشترکینی که خانه‌های ساخته شده دارند، آنها را به انجام این کار تشویق نمود، و مهمتر از همه‌ی اینها میتوان با انجام کارهای تبلیغی فرهنگی برای بالا بردن سطح آگاهی مردم ، مدیرت شهری را در انجام کارهای اینچنین یاری رساند.

یادآوری میکنم، بالا بردن راندمان و بهروری صرفا بالا بردن سود نیست، بلکه کاهش هزینه‌ها خود بهترین گزینه است، در صرفه جویی منابع مادی و طبیعی و انرژی صرفا کم مصرف کردن و بهینه مصرف کردن هنر نیست، بلکه از دورریزها و مصرف شده دوباره استفاده کردن ، صورت دیگری از استفاده بهینه و افزایش بازده و راندمان است.

یک توصیه ساده دیگر برای کمک به سفره های زیر زمینی این است که، با توجه به فقیر شدن بافت گیاهی و مخصوصا جنگلی و تاثیر منفی آن در جذب آب توسط زمین میتوان به عنوان یک راهکار اضطراری و کم هزینه ، در مسیر مسیلهای طبیعی (مسیر سیلابهای طبیعی) در فضاهای خارج شهری و  مخصوصا در مناطقی که از لحاظ پوشش گیاهی فقر هستند و زمینهای بایر، با حفر گودالهای نسبتا وسیع و کم عمق کمک کنیم که تالابها و آبگیرهای مصنوعی ایجاد شود که ضمن کمک به جذب آب در فصلهای بارشی، سبب غنای زیست بوم و در درازمدت سبب زیبایی منطقه میشود.

محمدعلی اندکایی

از پژوهشسرای شهید احمدی روشن شوشتر

کارشناس ارشد نانوفیزیک

نمايش اين کد فقط در ادامه مطلب براي قرار کد مورد نظر به ويرايش قالب مراجعه کنيد