سعی بر آن است که مطالب مرجع تخصصی آب و فاضلاب شامل مسایل ، مقالات و اخبار عمران آب و فاضلاب,آب و فاضلاب و به صورت تخصصی فرآیند های تصفیه آب و فاضلاب،مهندسی آب و فاضلاب و صنعت آب و فاضلاب باشد.
دانشنامه آنلاین آب و فاضلاب
رشته های مرتبط:مهندسی عمران آب و فاضلاب،مهندسی تکنولوژی آب و فاضلاب،مهندسی آب و فاضلاب،محیط زیست،مهندسی بهداشت محیط،مهندسی آب،مهندسی شیمی و...
امیرحسین ستوده بیدختی
,.
خلاصه اي از آب اصطلاحات و روابط آن
۱۳۹۰/۰۴/۰۴
18:42
|
آب در زندگي بشر در مواردي، از قبيل آشاميدن، کشاورزي، دامپروري ، توليد نيرو و مصارف صنعتي و شهري کاربرد وسيعي دارد.
پيوند هيدروژني : براي متصل شدن مولکول هاي آب به يکديگر و يا به ساير سطوح، هيدروژن نقش مهم و کليدي را بازي مي کند. به اين عبارت که اتم هيدروژن با اينکه به اکسيژن يک مولکول جذب شده است در همان زمان به اکسيژن مولکول هاي مجاور نيز متصل مي شود به اين پيوند، پيوند هيدروژني مي گويند.
خواص فيزيکي آب :
نقطه انجماد: انجماد مايعات در درجه حرارت معيني شروع شده که اين درجه حرارت را نقطه انجماد مايع مي نامند. نقطه انجماد در شرايط متعارف صفر مي باشد.
نقطه جوش : به عبارتي نقطه جوش دمايي است که در آن دما، آب از حالت مايع به حالت بخار تبديل مي شود. نقطه جوش آب خالص در شرايط متعارفي 100 سانتي گراد با وجود ناخالصي ها و املاح نقطه جوش را افزايش مي دهد.
وزن مخصوص آب : وزن يک سانتي متر مکعب آب خالص را وزن مخصوص آب مي نامند که در 4 سانتي گراد معادل يک مي باشد. وزن مخصوص آب در حالت جامد (يخ) حدود 92/0 گرم بر سانتي متر مکعب و وزن مخصوص آب صفردرجه 9987/0 گرم بر سانتي متر مکعب است.
کشش سطحي
وجود پيوند هيدروژني بين مولکول هاي H2o باعث بوجود آمدن نيرويي مي شود که کشش سطحي ناميده مي شود.
خاصيت اسمزي
عبور مولکول هاي آب از طريق پرده نيمه تراوا را اسمز مي گويند.
لزوجت : عبارتست از نيروي مقاومتي که مايع در مقابل جريان يافتن از خود نشان مي دهد. آب به عنوان يک مايع داراي لزوجت بوده بدين معني که حرکت لايه هاي آب بر روي يکديگر با مقاومت همراه است. در نزديکي سطوح ذرات، لزوجت آب بسيار زياد مي باشد و اين امر سبب کندي حرکت يا حتي توقف کامل آب مي شود.
افزايش دما باعث کاهش لزوجت و فشار باعث ازدياد آن مي شود.
خواص شيميايي آب :
قابليت هدايت الکتريکي :
آب خالص قابليت هدايت الکتريکي ندارد ولي با حل املاح هدايت الکتريکي آن افزايش مي يابد در مسايل مربوط به آب و خاک با اندازه گيري هدايت الکتريکي محلول خاک و آب آبياري توسط دستگاه هدايت سنج (کنداکتيومتر) درجه شوري يا ميزان املاح را مشخص مي کنند. قابليت هدايت الکتريکي آب با افزايش دما ازدياد پيدا مي کند.
شناخت املاح محلول و غير محلول :
يکي از خواص شيميايي مهم آب خاصيت حلاليت زياد اين ماده مي باشد. اغلب موادي که در خاک هستند در آب حل مي شود. به عمل پراکنده شدن يکنواخت دو يا چند جسم در يکديگر انحلال مي گويند و در اين صورت سيستم حاصل محلول ناميده مي شود.
گردش آب در طبيعت :
چرخه آب در طبيعت يا دور هيدرولوژيکي، فرايند پيوسته اي است که آب از سطح اقيانوس ها و درياها و درياچه ها تبخير شده و به روي خشکي کشيده مي شود و پس از متراکم شدن به صورت باران، برف، تگرگ، ريزش مي نمايد و بالاخره به دريا برمي گردد.
بيلان آبي :
چرخه آب در طبيعت به صورت يک سيستم بسته است. آب هاي زير زميني از اين قاعده مستثني نيست. برداشت آب از چاه ها، جاري شدن آب در قنوات و چشمه ها سبب تخليه ي آب هاي زير زميني مي گردد. گرچه اين آبها به مصرف شرب و کشاورزي و صنعت مي رسد، ولي سرانجام وارد چرخه مي گردد.
بيلان آبي را مي توان با فرمول کلي زير نشان داد :
P = کل ريزش هاي جوي
ET = کل تبخير و تعرق
I = نفوذ سطحي
R = کل آب جاري
P = ET + I + R
منابع و ذخاير آب :
منابع آب را مي توان به صورت زير تقسيم بندي کرد:
1 – نزولات آسماني ( باران، برف، تگرگ)
2 – آب هاي ديگر اتمسفر ( مه و شبنم)
3 – آب هاي جاري (سيلاب و رودخانه)
4 – آب هاي زير زميني ( چشمه ، چاه و قنات)
قسمت 1 و2 منشأ کليه آبها روي زمين اند. قسمت 3و4 در واقع ذخاير آب هستند ولي در اصطلاح ، منظور از منابع، بيشتر هما ذخاير است.
انواع آب هاي سطحي :
منظور از آب هاي سطحي، آب نهرها، رودخانه ها، سيلاب ها، و ... مي باشد که به طرق مختلف ممکن است از آنها در آبياري استفاده نمود.
منشأ آب هاي زير زميني :
1- منشأ اصلي آب هاي زيرزميني از ريزش جدي است. زيرا مقداري از آب باران و برف به درون زمين راه مي يابد.
2- بعضي از آبهاي زير زميني نيز از سرد شدن بخار ماگما پديد مي آيند. اين گونه آبها در نواحي آتشفشاني زيادند.
3 – آب دريا همزمان با عمل رسوب گذاري در منافذ و لابه لا ي مواد رسوبي محبوس مي ماند. اين قبيل آب هاي شور در بسياري از معادن نفت همراه با آن دريافت مي شوند.
منابع آب هاي زير زميني :
1 – چشمه :
زماني که آب زير زميني به سطح زمين برسد و جرياني کم و بيش مداوم داشته باشد، تشکيل چشمه را مي دهد.
برخي از چشمه ها در دامنه کوهها و تپه ها، ظاهر مي شوند. برخي ديگر به طور طبيعي تشکيل چشمه هاي آرتزين را داده اند.
2 – قنات :
قنات عبارتست از يک رشته چاه هاي (ميله)،واقع در يک زمين شيب داراست که انتهاي آنها به کانالي افقي ( کوره) و شيبدار متصل است که موجب جريان آب از سفره هاي آب زيرزميني کم عمق به ويژه در زمين هاي آبرفتي دامنه کوهها به دشت مي گردد.
شناخت قنات :
1 – به اولين چاه حفر شده به داخل لايه آبدار مادر چاه اطلاق مي گردد.
2 – محلي را که آب از دهانه قنات خارج مي شود مظهر قنات مي نامند.
3 – چاه هاي بين مادر چاه و مظهر قنات که جهت تسهيل در حفره کوره ولايروبي قنات ايجاد مي شوند را «ميله يا چاه هاي تخليه و تنفس» گويند.
4 – خشکه کار و تره کار قنات به بخشي از طول کوره که از آبخانه مي گذرد، مي گويند.
5 – کول براي جلوگيري از ريزش کوه استفاده مي شود.
6 – حدفاصل بين دو ميله را «پشته» مي گويند.
7 – حريم قنات در تمام طول قنات 12 مي باشد.
چاه ها :
چاه ها سوراخ هايي هستند که تا زير سطح دستيابي حفر مي گردند، اگر اين سطح، به سطح زمين نزديک باشد، چاه را سطحي و کم عمق مي گويند.
انواع چاه :
چاه نيمه عميق :
در يک منطقه گاه ممکن است لايه هاي مختلفي در آب زيرزميني وجود داشته باشد که روي يکديگرقرار گرفته به وسيله لايه نفوذ ناپذير از هم جدا شده باشند، چنانچه ضمن حفاري در يک منطقه که لايه هاي آب متفاوتي دارد، چاه فقط به لايه اول برسد، اين چاه نيمه عميق است.
چاه عميق :
اين چاه ها صرفاً براي کشاورزي، استفاده در قطب هاي صنعتي و يا آب مشروب شهرهاي بزرگ حفر مي شوند. چاه هاي عميق را چاه هاي لوله اي نيز مي گويند و علت اين است که جداره اين چاه ها به منظور جلوگيري از ريزش لوله گذاري مي شود.
چاه هاي آرتزين :
چنانچه آب زيرزميني بين دو لايه غير قابل نفوذ قرار گيرد و منطقه تغذيه آب در ارتفاعات بلند واقع شده باشد اين آب تحت فشار قرار مي گيرد. اگر در چنين محل هايي چاه حفرشود، به هر صورت سطح آب داخل چاه نسبت به سطح دستيابي آب زيرزميني بالاتر آمده و ممکن است به صورت فوران خارج شود که به آن چاه آرتزين مي گويند.
دبي جريان آب
مقدار آبي که در يک ثانيه از يک منبع آب (چاه، چشمه، قنات، رودخانه، کانال و غيره) جريان پيدا مي کند دبي ، بده و يا آبدهي آن منبع مي گويند و با حرف Q نشان داده مي شود. دبي جريان آب را در سيستم متريک بر حسب متر مکعب در ثانيه ، متر مکعب در ساعت و يا ليتر در ثانيه بيان مي کنند. واحد مترمکعب در ثانيه براي دبي هاي زياد مثل رودخانه و کانال هاي بزرگ و واحد ليتر در ثانيه براي جريان هاي آب چاه ها و ابي که وارد نشتيها مي شود، بکار مي رود.
روش هاي اندازه گيري دبي جريان آب :
الف)روش اندازه گيري دبي جريان آب به روش وزني : در اين روش مقدار اب جريان يافته که از يک منبع آب را در واحد زمان بر حسب واحد وزني اندازه گيري مي کنيم.
وسايل لازم :
ظرف خالي، قپان يا ترازوي مناسب براي توزين و کرونومتر
شرح آزمايش :
ظرف خالي که وزن آن قبلاً تعيين شده باشد را در زير جريان آب قرار داده وحدت زماني را که طول مي کشد از آب پر شور شود(t) مشخص مي کنيم، سپس ظرف توأم با آب را با ترازوي و يا قپان وزن کرده و با استفاده از فرمول زير دبي را محاسبه مي کنيم.
Q = دبي يا بده جريان بر حسب ليتر در ثانيه
P1 = وزن خالي ظرف kg
P2 = وزن ظرف + آب kg
T = زمان بر حسب ثانيه
Y = وزن مخصوص آب بر حسب kg/I
Q =(P2 - P1) /t × y
ب) روش حجمي :
در اين روش مستقيماً حجم آب جريان يافته از منبع آب را بر حسب واحد حجمي در زمان معين اندازه گرفته و سپس دبي را در واحد زمان محاسبه مي کنيم. روش حجمي دقيقتر از روش وزني است.
وسايل لازم :
کرنومتر، ظرف با حجم مشخص که متناسب با ميزان دبي بوده و ممکن است از يک ظرف کوچک تا بشکه تغيير کند.
شرح آزمايش :
ابتدا حجم ظرف يا حوضچه را محاسبه کرده و سپس جريان منبع آب را وارد ظرف مي کنيم و زمان لازم براي پر شدن ظرف را با کرنومتر اندازه مي گيريم، دبي جريان از فرمول زير بدست مي آيد :
Q = دبي (ليتر در ثانيه)
v= حجم ظرف (ليتر)
T= زمان پر شده ظرف در ثانيه
Q = V / t
اندازه گيري دبي آب در کانالها با تعيين سرعت و سطح مقطع جريان آب :
با توجه به تعريف دبي، دبي آب را در کانالها مي توان از فرمول زير بدست آورد.
Q = دبي (حجم در ثانيه )
V = سرعت آب (مسافت در ثانيه)
S = مساحت سطح مقطع آب در کانال (سانتي متر مربع يا متر مربع)
Q = V × S
واضح ست که براي تعيين Q بايد سرعت متوسط آب در کانال و سطح مقطع جريان آب در کانال را تعيين کرد.
اندازه گيري سرعت آب در کانالها:
همان طور که مي دانيم سرعت هر جسم متحرک عبارتست از مسافت طي شده توسط آن جسم در واحد زمان .
L = مسافت
t = زمان
V = l / t
الف) اندازه گيري سرعت آب در کانال با جسم شناور ساده :
وسايل لازم :
جسم شناور، کرنومتر و متر
شرح آزمايش : براي تعيين سرعت آب در اين روش، دو نقطه را در مسير آب به طول 20 الي 30 متر که نسبتاً مستقيم و عاري از علف و گياهان آبي باشد انتخاب مي کنيم و جسمي را که حتي المقدور اثر باد در آن کمتر باشد در ابتداي مسير انتخاب شده (نقطه A) انداخته و فاصله زماني را که جسم شناور به انتهاي مسير (نقطه B) برسد را با کرنومتر اندازه مي گيريم. اگر فاصله زماني لازم t و فاصله بين دو نقطه (A,B) برابر با l باشد، سرعت سطحي آب از فرمول رو به رو دست مي آيد.
متر (m) مسافت = L
V = l / t
بايد توجه کرد که سرعت جريان آب در دو طرف نهر کمتر و در وسط بيشتر است. همچنين سرعت آب در اعمال مختلف نهر متفاوت است که بيشترين سرعت در سطح آب و کمترين آن در عمق نزديک به کف کانال است. لذا براي محاسبه سرعت، سرعت متوسط را اندازه گيري مي کنند.
(vm=kv) مقدار k به عمق آب بستگي دارد و حدوداً 8/0 در نظر مي گيرند.
ضريب = k
سرعت سطحي = V
سرعت متوسط = vm
براي اندازه گيري سرعت متوسط آب در کانالها از ميله شناور که انتهاي آنها کمي سنگين است و در داخل آب به طور عمودي قرار مي گيرند، استفاده مي شود. در پاره اي موارد نيز به جسم شناور وزنه اي با نخ متصل مي کنند که در اين حالت هنگامي که جسم در اب انداخته شود اگر در عمق معادل 6/0 عمق آب از کف روخانه قرار گيرد سرعت حرکت آب در اين وضعيت برابر با سرعت متوسط جريان آب (vm) است.
Dm = d × bN
که در اين فرمول a,b ضرايب مربوط به نوع سرعت سنج است و توسط کارخانه سازنده در دفترچه راهنماي دستگاه نوشته مي شود. در جريان هاي کم سرعت سنج با دست در داخل آب کار گذاشته مي شود، ولي در جريان هاي زياد وزنه اي به سرعت سنج متصل و از بالا توسط کابل سيمي آب قرار مي گيرد. محور پروانه ها در بعضي از مولنيدها، عمودي و در برخي افقي است. از متداولترين انواع مولينه هايي که داراي محور عمودي بوده و محور پروانه عمود به جهت جريان آب قرار مي گيرد مولينه پرايس است.
اندازه گيري سطح مقطع آب در کانال ها :
براي محاسبه سطح مقطع جريان آب (s) اگر چنانچه مقطع نهر دست ساز و داراي شکل هندسي منظم ( ذوزنقه اي ، مستطيل ، نيم دايره، مثلثي) باشد از قواعد هندسي استفاده مي شود.
در مواردي که سطح مقطع نهر شکل هندسي غيرمنظم داشته باشد در اين صورت از طريق محاسبه عمق متوسط و حاصلضرب آن در عرض جريان آب، سطح مقطع جريان را بدست مي آوريم.
اندازه گيري عمق متوسط آب در کانال هاي طبيعي با سطح مقطع غيرهندسي
وسايل لازم :
خط کش
شرح آزمايش : مقطعي از يک آبگذر را که جريان نسبتاً ملايمي داشته، انتخاب مي کنيم.
خط کش را در کف نهر قرار داده به طوري که صفر خط کش در کف واقع شود سپس در فواصل مختلف عمق آب را اندازه گرفته و معدل را پيدا مي کنيم. از ضرب عمق متوسط در عرض جريان، سطح مقطع جريان (s) بدست مي آيد.
S = سطح مقطع جريان
L = عرض مقطع جزر
dm = عمق متوسط
S = dm × L
راندمان آبياري :
بازده را در لغت نسبت منافع حاصله بر منبع سرمايه گذاري شده مي گويند و در آبياري بازده به مفهوم نسبت آب مصرفي به وسيله گياه به کل آب جدا شده از منبع آبي است.
اندازه گيري راندمان آبياري :
وسايل مورد نياز :
سرريز متناسب با دبي جريان – خط کش
روش کار :
1- جريان آب در کانال را موقتاً قطع کنيد.
2 – دو نقطه از کانال يکي در محل منبع و يکي در ورودي مزرعه به صورتي انتخاب مي شود که امکان اندازه گيري وجود داشته باشد.
3 – سرريز در کانال نصب مي کنيم و مانع نفوذ آب از اطراف سرريز مي شويم.
4 – خط کش را در بالادست سرريز به فاصله تقريباً چهار برابر ارتفاع آب روي سرريز نصب مي کنيم.
5 – اجازه مي دهيم مقدار کمي آب جريان پيدا کند و تا پشت سرريز آب جمع شده و به لبه سرريز برسد.
6 – هنگامي که سطح آب کاملاً تراز است محل داغ آب روي خط کش را قرائت کنيد. (H1)
7 – جريان آب را برقرار کنيد تا به تعادل برسد.
8 – محل داغ آب روي خط کش را قرائت کنيد. H2
9 – ارتفاع آب روي سرريز (H2-H1) را محاسبه کنيد.
10 - باتوجه به طول تاج سرريز و ارتفاع آب روي سرريز، دبي جريان را قرائت مي کنيم. (Q1)
11 – موارد 1 تا 10 را در محل ورودي مزرعه نيز انجام مي دهيم (Q2)
12 – بازده انتقال را محاسبه مي کنيم.
100*Q2
بازده انتقال
انواع ساختمان هاي انتقال و توزيع آب
آبراهه هاي روباز : آبراهه هاي روباز از معمولترين روش هاي انتقال آب به شمار مي آيند. اين آبراهه ها در شبکه آبياري کانال و در شبکه زهکشي ، زهکش ناميده مي شوند. در آبراهه هاي روباز آب فقط در امتداد شيب زمين حرکت مي کند و به همين دليل کانال ها معمولاً در بالاترين قسمت زمين ساخته مي شوندتا آب بتواند از طريق کانال وارد مزرعه شود.
کانال پوشش نشده:
اين کانال معمول ترين نوع کانال به شمار مي ايند که بر روي زمين حفر مي شوند و خاک هاي حفاري شده به منظور تشکيل خاکريز کنار کانال مورد استفاده قرار مي گيرد.
کانال پوشش شده :
کانال ها را مي توان از مصالح مختلفي چون خاک رس کوبيده شده، بتن، آجر ، آسفالت و ورقه هاي (pvc) پوشش داد. در اين صورت از رشد علف هاي هرز، فرسايش خاک، نفوذ ، ديواره و ... جلوگيري کرده و بازده انتقال آب را افزايش داده ايم.
خطوط لوله :
گاهي در بعضي از سيستم هاي آبياري به جاي کانال هاي روباز و يا به جاي قسمتي از آنها از لوله استفاده مي شود، دلايل اين کار عبارتست از :
- کم کردن تلفات آب ناشي از نشت و تبخير
- عدم رويش علف هاي هرز
- کنترل بهتر بر نحوه توزيع آب
- اشغال زمين کمتر در سيستم آبياري
- جنبه هاي بهداشتي و کيفيت آب
تأسيسات کنترل آب :
دريچه تنظيم : دريچه اي است که در مسير جريان آب قرار مي گيرد و مقدار عبور آب از آن در حد دلخواه تنظيم مي شود
مقسم ها :
براي تقسيم آب کانال به دو يا چند بخش معين به طوري که هر کدام از قسمت ها حجم معيني از جريان آب کانال شامل شوند، از ساختمان ها به نام مقسم استفاده مي شود.
فلومها :
براي عبور آب از روي گودالها و يا دره هاي تنگ و نيز به منظور هدايت آب براي آبياري در امتداد دامنه تپه هاي شيبدار از فلومهاي چوبي، فلزي، و يا ترکيبي از چوب و فلز استفاده مي شود.
شيب شکن :
جايي که شيب زمين زياد است و بر اثر سرعت بيش از حد آب، امکان فرسايش کف و ديواره هاي کانال وجود دارد از شيب شکن استفاده مي شود.
سيفون معکوس :
از سيفون هاي معکوس به منظور انتقال آب، از زير جاده، رودخانه ، نهر زه کش و .. استفاده مي شود.
پيوند هيدروژني : براي متصل شدن مولکول هاي آب به يکديگر و يا به ساير سطوح، هيدروژن نقش مهم و کليدي را بازي مي کند. به اين عبارت که اتم هيدروژن با اينکه به اکسيژن يک مولکول جذب شده است در همان زمان به اکسيژن مولکول هاي مجاور نيز متصل مي شود به اين پيوند، پيوند هيدروژني مي گويند.
خواص فيزيکي آب :
نقطه انجماد: انجماد مايعات در درجه حرارت معيني شروع شده که اين درجه حرارت را نقطه انجماد مايع مي نامند. نقطه انجماد در شرايط متعارف صفر مي باشد.
نقطه جوش : به عبارتي نقطه جوش دمايي است که در آن دما، آب از حالت مايع به حالت بخار تبديل مي شود. نقطه جوش آب خالص در شرايط متعارفي 100 سانتي گراد با وجود ناخالصي ها و املاح نقطه جوش را افزايش مي دهد.
وزن مخصوص آب : وزن يک سانتي متر مکعب آب خالص را وزن مخصوص آب مي نامند که در 4 سانتي گراد معادل يک مي باشد. وزن مخصوص آب در حالت جامد (يخ) حدود 92/0 گرم بر سانتي متر مکعب و وزن مخصوص آب صفردرجه 9987/0 گرم بر سانتي متر مکعب است.
کشش سطحي
وجود پيوند هيدروژني بين مولکول هاي H2o باعث بوجود آمدن نيرويي مي شود که کشش سطحي ناميده مي شود.
خاصيت اسمزي
عبور مولکول هاي آب از طريق پرده نيمه تراوا را اسمز مي گويند.
لزوجت : عبارتست از نيروي مقاومتي که مايع در مقابل جريان يافتن از خود نشان مي دهد. آب به عنوان يک مايع داراي لزوجت بوده بدين معني که حرکت لايه هاي آب بر روي يکديگر با مقاومت همراه است. در نزديکي سطوح ذرات، لزوجت آب بسيار زياد مي باشد و اين امر سبب کندي حرکت يا حتي توقف کامل آب مي شود.
افزايش دما باعث کاهش لزوجت و فشار باعث ازدياد آن مي شود.
خواص شيميايي آب :
قابليت هدايت الکتريکي :
آب خالص قابليت هدايت الکتريکي ندارد ولي با حل املاح هدايت الکتريکي آن افزايش مي يابد در مسايل مربوط به آب و خاک با اندازه گيري هدايت الکتريکي محلول خاک و آب آبياري توسط دستگاه هدايت سنج (کنداکتيومتر) درجه شوري يا ميزان املاح را مشخص مي کنند. قابليت هدايت الکتريکي آب با افزايش دما ازدياد پيدا مي کند.
شناخت املاح محلول و غير محلول :
يکي از خواص شيميايي مهم آب خاصيت حلاليت زياد اين ماده مي باشد. اغلب موادي که در خاک هستند در آب حل مي شود. به عمل پراکنده شدن يکنواخت دو يا چند جسم در يکديگر انحلال مي گويند و در اين صورت سيستم حاصل محلول ناميده مي شود.
گردش آب در طبيعت :
چرخه آب در طبيعت يا دور هيدرولوژيکي، فرايند پيوسته اي است که آب از سطح اقيانوس ها و درياها و درياچه ها تبخير شده و به روي خشکي کشيده مي شود و پس از متراکم شدن به صورت باران، برف، تگرگ، ريزش مي نمايد و بالاخره به دريا برمي گردد.
بيلان آبي :
چرخه آب در طبيعت به صورت يک سيستم بسته است. آب هاي زير زميني از اين قاعده مستثني نيست. برداشت آب از چاه ها، جاري شدن آب در قنوات و چشمه ها سبب تخليه ي آب هاي زير زميني مي گردد. گرچه اين آبها به مصرف شرب و کشاورزي و صنعت مي رسد، ولي سرانجام وارد چرخه مي گردد.
بيلان آبي را مي توان با فرمول کلي زير نشان داد :
P = کل ريزش هاي جوي
ET = کل تبخير و تعرق
I = نفوذ سطحي
R = کل آب جاري
P = ET + I + R
منابع و ذخاير آب :
منابع آب را مي توان به صورت زير تقسيم بندي کرد:
1 – نزولات آسماني ( باران، برف، تگرگ)
2 – آب هاي ديگر اتمسفر ( مه و شبنم)
3 – آب هاي جاري (سيلاب و رودخانه)
4 – آب هاي زير زميني ( چشمه ، چاه و قنات)
قسمت 1 و2 منشأ کليه آبها روي زمين اند. قسمت 3و4 در واقع ذخاير آب هستند ولي در اصطلاح ، منظور از منابع، بيشتر هما ذخاير است.
انواع آب هاي سطحي :
منظور از آب هاي سطحي، آب نهرها، رودخانه ها، سيلاب ها، و ... مي باشد که به طرق مختلف ممکن است از آنها در آبياري استفاده نمود.
منشأ آب هاي زير زميني :
1- منشأ اصلي آب هاي زيرزميني از ريزش جدي است. زيرا مقداري از آب باران و برف به درون زمين راه مي يابد.
2- بعضي از آبهاي زير زميني نيز از سرد شدن بخار ماگما پديد مي آيند. اين گونه آبها در نواحي آتشفشاني زيادند.
3 – آب دريا همزمان با عمل رسوب گذاري در منافذ و لابه لا ي مواد رسوبي محبوس مي ماند. اين قبيل آب هاي شور در بسياري از معادن نفت همراه با آن دريافت مي شوند.
منابع آب هاي زير زميني :
1 – چشمه :
زماني که آب زير زميني به سطح زمين برسد و جرياني کم و بيش مداوم داشته باشد، تشکيل چشمه را مي دهد.
برخي از چشمه ها در دامنه کوهها و تپه ها، ظاهر مي شوند. برخي ديگر به طور طبيعي تشکيل چشمه هاي آرتزين را داده اند.
2 – قنات :
قنات عبارتست از يک رشته چاه هاي (ميله)،واقع در يک زمين شيب داراست که انتهاي آنها به کانالي افقي ( کوره) و شيبدار متصل است که موجب جريان آب از سفره هاي آب زيرزميني کم عمق به ويژه در زمين هاي آبرفتي دامنه کوهها به دشت مي گردد.
شناخت قنات :
1 – به اولين چاه حفر شده به داخل لايه آبدار مادر چاه اطلاق مي گردد.
2 – محلي را که آب از دهانه قنات خارج مي شود مظهر قنات مي نامند.
3 – چاه هاي بين مادر چاه و مظهر قنات که جهت تسهيل در حفره کوره ولايروبي قنات ايجاد مي شوند را «ميله يا چاه هاي تخليه و تنفس» گويند.
4 – خشکه کار و تره کار قنات به بخشي از طول کوره که از آبخانه مي گذرد، مي گويند.
5 – کول براي جلوگيري از ريزش کوه استفاده مي شود.
6 – حدفاصل بين دو ميله را «پشته» مي گويند.
7 – حريم قنات در تمام طول قنات 12 مي باشد.
چاه ها :
چاه ها سوراخ هايي هستند که تا زير سطح دستيابي حفر مي گردند، اگر اين سطح، به سطح زمين نزديک باشد، چاه را سطحي و کم عمق مي گويند.
انواع چاه :
چاه نيمه عميق :
در يک منطقه گاه ممکن است لايه هاي مختلفي در آب زيرزميني وجود داشته باشد که روي يکديگرقرار گرفته به وسيله لايه نفوذ ناپذير از هم جدا شده باشند، چنانچه ضمن حفاري در يک منطقه که لايه هاي آب متفاوتي دارد، چاه فقط به لايه اول برسد، اين چاه نيمه عميق است.
چاه عميق :
اين چاه ها صرفاً براي کشاورزي، استفاده در قطب هاي صنعتي و يا آب مشروب شهرهاي بزرگ حفر مي شوند. چاه هاي عميق را چاه هاي لوله اي نيز مي گويند و علت اين است که جداره اين چاه ها به منظور جلوگيري از ريزش لوله گذاري مي شود.
چاه هاي آرتزين :
چنانچه آب زيرزميني بين دو لايه غير قابل نفوذ قرار گيرد و منطقه تغذيه آب در ارتفاعات بلند واقع شده باشد اين آب تحت فشار قرار مي گيرد. اگر در چنين محل هايي چاه حفرشود، به هر صورت سطح آب داخل چاه نسبت به سطح دستيابي آب زيرزميني بالاتر آمده و ممکن است به صورت فوران خارج شود که به آن چاه آرتزين مي گويند.
دبي جريان آب
مقدار آبي که در يک ثانيه از يک منبع آب (چاه، چشمه، قنات، رودخانه، کانال و غيره) جريان پيدا مي کند دبي ، بده و يا آبدهي آن منبع مي گويند و با حرف Q نشان داده مي شود. دبي جريان آب را در سيستم متريک بر حسب متر مکعب در ثانيه ، متر مکعب در ساعت و يا ليتر در ثانيه بيان مي کنند. واحد مترمکعب در ثانيه براي دبي هاي زياد مثل رودخانه و کانال هاي بزرگ و واحد ليتر در ثانيه براي جريان هاي آب چاه ها و ابي که وارد نشتيها مي شود، بکار مي رود.
روش هاي اندازه گيري دبي جريان آب :
الف)روش اندازه گيري دبي جريان آب به روش وزني : در اين روش مقدار اب جريان يافته که از يک منبع آب را در واحد زمان بر حسب واحد وزني اندازه گيري مي کنيم.
وسايل لازم :
ظرف خالي، قپان يا ترازوي مناسب براي توزين و کرونومتر
شرح آزمايش :
ظرف خالي که وزن آن قبلاً تعيين شده باشد را در زير جريان آب قرار داده وحدت زماني را که طول مي کشد از آب پر شور شود(t) مشخص مي کنيم، سپس ظرف توأم با آب را با ترازوي و يا قپان وزن کرده و با استفاده از فرمول زير دبي را محاسبه مي کنيم.
Q = دبي يا بده جريان بر حسب ليتر در ثانيه
P1 = وزن خالي ظرف kg
P2 = وزن ظرف + آب kg
T = زمان بر حسب ثانيه
Y = وزن مخصوص آب بر حسب kg/I
Q =(P2 - P1) /t × y
ب) روش حجمي :
در اين روش مستقيماً حجم آب جريان يافته از منبع آب را بر حسب واحد حجمي در زمان معين اندازه گرفته و سپس دبي را در واحد زمان محاسبه مي کنيم. روش حجمي دقيقتر از روش وزني است.
وسايل لازم :
کرنومتر، ظرف با حجم مشخص که متناسب با ميزان دبي بوده و ممکن است از يک ظرف کوچک تا بشکه تغيير کند.
شرح آزمايش :
ابتدا حجم ظرف يا حوضچه را محاسبه کرده و سپس جريان منبع آب را وارد ظرف مي کنيم و زمان لازم براي پر شدن ظرف را با کرنومتر اندازه مي گيريم، دبي جريان از فرمول زير بدست مي آيد :
Q = دبي (ليتر در ثانيه)
v= حجم ظرف (ليتر)
T= زمان پر شده ظرف در ثانيه
Q = V / t
اندازه گيري دبي آب در کانالها با تعيين سرعت و سطح مقطع جريان آب :
با توجه به تعريف دبي، دبي آب را در کانالها مي توان از فرمول زير بدست آورد.
Q = دبي (حجم در ثانيه )
V = سرعت آب (مسافت در ثانيه)
S = مساحت سطح مقطع آب در کانال (سانتي متر مربع يا متر مربع)
Q = V × S
واضح ست که براي تعيين Q بايد سرعت متوسط آب در کانال و سطح مقطع جريان آب در کانال را تعيين کرد.
اندازه گيري سرعت آب در کانالها:
همان طور که مي دانيم سرعت هر جسم متحرک عبارتست از مسافت طي شده توسط آن جسم در واحد زمان .
L = مسافت
t = زمان
V = l / t
الف) اندازه گيري سرعت آب در کانال با جسم شناور ساده :
وسايل لازم :
جسم شناور، کرنومتر و متر
شرح آزمايش : براي تعيين سرعت آب در اين روش، دو نقطه را در مسير آب به طول 20 الي 30 متر که نسبتاً مستقيم و عاري از علف و گياهان آبي باشد انتخاب مي کنيم و جسمي را که حتي المقدور اثر باد در آن کمتر باشد در ابتداي مسير انتخاب شده (نقطه A) انداخته و فاصله زماني را که جسم شناور به انتهاي مسير (نقطه B) برسد را با کرنومتر اندازه مي گيريم. اگر فاصله زماني لازم t و فاصله بين دو نقطه (A,B) برابر با l باشد، سرعت سطحي آب از فرمول رو به رو دست مي آيد.
متر (m) مسافت = L
V = l / t
بايد توجه کرد که سرعت جريان آب در دو طرف نهر کمتر و در وسط بيشتر است. همچنين سرعت آب در اعمال مختلف نهر متفاوت است که بيشترين سرعت در سطح آب و کمترين آن در عمق نزديک به کف کانال است. لذا براي محاسبه سرعت، سرعت متوسط را اندازه گيري مي کنند.
(vm=kv) مقدار k به عمق آب بستگي دارد و حدوداً 8/0 در نظر مي گيرند.
ضريب = k
سرعت سطحي = V
سرعت متوسط = vm
براي اندازه گيري سرعت متوسط آب در کانالها از ميله شناور که انتهاي آنها کمي سنگين است و در داخل آب به طور عمودي قرار مي گيرند، استفاده مي شود. در پاره اي موارد نيز به جسم شناور وزنه اي با نخ متصل مي کنند که در اين حالت هنگامي که جسم در اب انداخته شود اگر در عمق معادل 6/0 عمق آب از کف روخانه قرار گيرد سرعت حرکت آب در اين وضعيت برابر با سرعت متوسط جريان آب (vm) است.
Dm = d × bN
که در اين فرمول a,b ضرايب مربوط به نوع سرعت سنج است و توسط کارخانه سازنده در دفترچه راهنماي دستگاه نوشته مي شود. در جريان هاي کم سرعت سنج با دست در داخل آب کار گذاشته مي شود، ولي در جريان هاي زياد وزنه اي به سرعت سنج متصل و از بالا توسط کابل سيمي آب قرار مي گيرد. محور پروانه ها در بعضي از مولنيدها، عمودي و در برخي افقي است. از متداولترين انواع مولينه هايي که داراي محور عمودي بوده و محور پروانه عمود به جهت جريان آب قرار مي گيرد مولينه پرايس است.
اندازه گيري سطح مقطع آب در کانال ها :
براي محاسبه سطح مقطع جريان آب (s) اگر چنانچه مقطع نهر دست ساز و داراي شکل هندسي منظم ( ذوزنقه اي ، مستطيل ، نيم دايره، مثلثي) باشد از قواعد هندسي استفاده مي شود.
در مواردي که سطح مقطع نهر شکل هندسي غيرمنظم داشته باشد در اين صورت از طريق محاسبه عمق متوسط و حاصلضرب آن در عرض جريان آب، سطح مقطع جريان را بدست مي آوريم.
اندازه گيري عمق متوسط آب در کانال هاي طبيعي با سطح مقطع غيرهندسي
وسايل لازم :
خط کش
شرح آزمايش : مقطعي از يک آبگذر را که جريان نسبتاً ملايمي داشته، انتخاب مي کنيم.
خط کش را در کف نهر قرار داده به طوري که صفر خط کش در کف واقع شود سپس در فواصل مختلف عمق آب را اندازه گرفته و معدل را پيدا مي کنيم. از ضرب عمق متوسط در عرض جريان، سطح مقطع جريان (s) بدست مي آيد.
S = سطح مقطع جريان
L = عرض مقطع جزر
dm = عمق متوسط
S = dm × L
راندمان آبياري :
بازده را در لغت نسبت منافع حاصله بر منبع سرمايه گذاري شده مي گويند و در آبياري بازده به مفهوم نسبت آب مصرفي به وسيله گياه به کل آب جدا شده از منبع آبي است.
اندازه گيري راندمان آبياري :
وسايل مورد نياز :
سرريز متناسب با دبي جريان – خط کش
روش کار :
1- جريان آب در کانال را موقتاً قطع کنيد.
2 – دو نقطه از کانال يکي در محل منبع و يکي در ورودي مزرعه به صورتي انتخاب مي شود که امکان اندازه گيري وجود داشته باشد.
3 – سرريز در کانال نصب مي کنيم و مانع نفوذ آب از اطراف سرريز مي شويم.
4 – خط کش را در بالادست سرريز به فاصله تقريباً چهار برابر ارتفاع آب روي سرريز نصب مي کنيم.
5 – اجازه مي دهيم مقدار کمي آب جريان پيدا کند و تا پشت سرريز آب جمع شده و به لبه سرريز برسد.
6 – هنگامي که سطح آب کاملاً تراز است محل داغ آب روي خط کش را قرائت کنيد. (H1)
7 – جريان آب را برقرار کنيد تا به تعادل برسد.
8 – محل داغ آب روي خط کش را قرائت کنيد. H2
9 – ارتفاع آب روي سرريز (H2-H1) را محاسبه کنيد.
10 - باتوجه به طول تاج سرريز و ارتفاع آب روي سرريز، دبي جريان را قرائت مي کنيم. (Q1)
11 – موارد 1 تا 10 را در محل ورودي مزرعه نيز انجام مي دهيم (Q2)
12 – بازده انتقال را محاسبه مي کنيم.
100*Q2
بازده انتقال
انواع ساختمان هاي انتقال و توزيع آب
آبراهه هاي روباز : آبراهه هاي روباز از معمولترين روش هاي انتقال آب به شمار مي آيند. اين آبراهه ها در شبکه آبياري کانال و در شبکه زهکشي ، زهکش ناميده مي شوند. در آبراهه هاي روباز آب فقط در امتداد شيب زمين حرکت مي کند و به همين دليل کانال ها معمولاً در بالاترين قسمت زمين ساخته مي شوندتا آب بتواند از طريق کانال وارد مزرعه شود.
کانال پوشش نشده:
اين کانال معمول ترين نوع کانال به شمار مي ايند که بر روي زمين حفر مي شوند و خاک هاي حفاري شده به منظور تشکيل خاکريز کنار کانال مورد استفاده قرار مي گيرد.
کانال پوشش شده :
کانال ها را مي توان از مصالح مختلفي چون خاک رس کوبيده شده، بتن، آجر ، آسفالت و ورقه هاي (pvc) پوشش داد. در اين صورت از رشد علف هاي هرز، فرسايش خاک، نفوذ ، ديواره و ... جلوگيري کرده و بازده انتقال آب را افزايش داده ايم.
خطوط لوله :
گاهي در بعضي از سيستم هاي آبياري به جاي کانال هاي روباز و يا به جاي قسمتي از آنها از لوله استفاده مي شود، دلايل اين کار عبارتست از :
- کم کردن تلفات آب ناشي از نشت و تبخير
- عدم رويش علف هاي هرز
- کنترل بهتر بر نحوه توزيع آب
- اشغال زمين کمتر در سيستم آبياري
- جنبه هاي بهداشتي و کيفيت آب
تأسيسات کنترل آب :
دريچه تنظيم : دريچه اي است که در مسير جريان آب قرار مي گيرد و مقدار عبور آب از آن در حد دلخواه تنظيم مي شود
مقسم ها :
براي تقسيم آب کانال به دو يا چند بخش معين به طوري که هر کدام از قسمت ها حجم معيني از جريان آب کانال شامل شوند، از ساختمان ها به نام مقسم استفاده مي شود.
فلومها :
براي عبور آب از روي گودالها و يا دره هاي تنگ و نيز به منظور هدايت آب براي آبياري در امتداد دامنه تپه هاي شيبدار از فلومهاي چوبي، فلزي، و يا ترکيبي از چوب و فلز استفاده مي شود.
شيب شکن :
جايي که شيب زمين زياد است و بر اثر سرعت بيش از حد آب، امکان فرسايش کف و ديواره هاي کانال وجود دارد از شيب شکن استفاده مي شود.
سيفون معکوس :
از سيفون هاي معکوس به منظور انتقال آب، از زير جاده، رودخانه ، نهر زه کش و .. استفاده مي شود.
اصطلاحات آبي - جمعه نوزدهم شهریور 1389
سیستم زه کشی چند جریانه - پنجشنبه هجدهم شهریور 1389
اثرات MTBE در آلودگي منابع آب - پنجشنبه هجدهم شهریور 1389
کشتن میکربها با افزودن کلر به آب بیمارستان ها - چهارشنبه هفدهم شهریور 1389
نحوه تعيين حجم مفيد مخازن آب تصفيه شده زميني - چهارشنبه هفدهم شهریور 1389
مدیریت اسید شویی در سیستمهای آبیاری قطره ای - سه شنبه شانزدهم شهریور 1389
کلر، سرطان و بیماری قلبی - سه شنبه شانزدهم شهریور 1389
Download the digital books in Hydrology, Hydraulic, hydraulic structures, Ground water eng, Envirome - دوشنبه پانزدهم شهریور 1389
چالشهای آب در عصر كنونی - دوشنبه پانزدهم شهریور 1389
آبگذر زيرزمين يا کالورت - یکشنبه چهاردهم شهریور 1389
میکروبیولوژی - یکشنبه چهاردهم شهریور 1389
مشخصات آب اشامیدنی - شنبه سیزدهم شهریور 1389
پالايش آب دريا توسط حرارت خورشيد - شنبه سیزدهم شهریور 1389
آشنایی با مهندسي آب - جمعه دوازدهم شهریور 1389
فرایند نرم سازی به شیوه ته نشینی - جمعه دوازدهم شهریور 1389
تصفیه آبهای سطحی - پنجشنبه یازدهم شهریور 1389
آب بند چیست و مناسب ترین نوع آن کدام است؟ - پنجشنبه یازدهم شهریور 1389
لوله GRP - چهارشنبه دهم شهریور 1389
بكارگيري تكنولوژي اشعه UV در استراتژي هاي گندزدايي آب شهري - چهارشنبه دهم شهریور 1389
تأثیر فاضلاب وپس ابهای صنعتی كارخانجات بر آبزیان - سه شنبه نهم شهریور 1389
گذری بر واحد ها و تاسیسات تصفیه خانه های آب - سه شنبه نهم شهریور 1389
چگونه یک پروپزال یا پیشنهاد فنی تهیه کنیم - دوشنبه هشتم شهریور 1389
لژیونلا باکتری خطرناک موجود در آبهای آلوده آشامیدنی و استخرهای آلوده شنا - دوشنبه هشتم شهریور 1389
بیماریهای ناشی از آب - یکشنبه هفتم شهریور 1389
مهندسی فاضلاب یا پزشک میکروارگانیزمها - یکشنبه هفتم شهریور 1389
رودخانه ها - شنبه ششم شهریور 1389
آزمايشي آسان براي تشخيص وجود آرسنيك در آب - شنبه ششم شهریور 1389
اثرات فاضلاب بر محیط - جمعه پنجم شهریور 1389
حوضه آبریز - جمعه پنجم شهریور 1389
اصول کلی تصفیه فاضلاب - پنجشنبه چهارم شهریور 1389
تصفیه و ضدعفونی آب و فاضلاب - پنجشنبه چهارم شهریور 1389
دانلـود نـرم افــــزارهـای جـدیـد مهندسی عمران آب و فـاضلاب - چهارشنبه سوم شهریور 1389
آبگیری از رودخانه با دریچه - چهارشنبه سوم شهریور 1389
طراحی و بهره برداری از تاسیسات حذف بیولوژیکی نیتروژن - سه شنبه دوم شهریور 1389
نرم افزار WaterGEMS Modeler v3.0 - سه شنبه دوم شهریور 1389
نرم افزار Epanet-Z v0.5 - دوشنبه یکم شهریور 1389
معرفی سیستم تصفیه فاضلاب به روش USBF - دوشنبه یکم شهریور 1389
كاربرد ازن در تصفيه آب - یکشنبه سی و یکم مرداد 1389
PIPE FLOW EXPERT 2007 - یکشنبه سی و یکم مرداد 1389
نرم افزار EPANET - شنبه سی ام مرداد 1389
فواید آب برای ما - شنبه سی ام مرداد 1389
تصفيه آب با روش اسمز معکوس - اب شیرین کن - جمعه بیست و نهم مرداد 1389
موج شکن – Break water - جمعه بیست و نهم مرداد 1389
زهکشی - پنجشنبه بیست و هشتم مرداد 1389
پکیج های تصفیه فاضلابهای صنعتی - پنجشنبه بیست و هشتم مرداد 1389
فیلتر شنی و کربنی - چهارشنبه بیست و هفتم مرداد 1389
آشنایی با نرم افزار ArcGIS - چهارشنبه بیست و هفتم مرداد 1389
گندزدايي آب در مناطق روستايي - سه شنبه بیست و ششم مرداد 1389
سختي گير رزيني - سه شنبه بیست و ششم مرداد 1389
ازن ژنراتور - دوشنبه بیست و پنجم مرداد 1389