مرجع تخصصی آب و فاضلاب

بهره برداري از آبهاي زيرزميني توسط چاه و قنات پيشينه قديمي ايرانيان بوده است. قنات عبارت از يك گالري يا تونل زيرزميني ميباشد مه در دامنه هاي ابرفتي حفر مي شود. قسمتي از اين تونل در زير سطح ايستابي واقع شده و بخشي ديگر از تونل كه آب را به سطح زمين هدايت مي كند در بالاي سطح ايستابي قرار گرفته است. در واقع قنات مجموعه اي از چند ميله ( چاه ) و يك كوره ( تونل) زيرزميني است كه با شيبي كمتر از شيب سطح زمين آب موجود در لايه هاي آبدار مناطق مرتفع زمين را به كمك نيروي ثقل و بدون كاربرد نيروي كشش و هيچ نوع انرژي الكتريكي يا حرارتي با جريان طبيعي جمع آوري كرده و به نقاط پست تر مي رساند.
در مورد تعداد قنوات موجود در ايران ارقام متفاوتي ذكر شده است بنظر مي رسد در ايران 31000 رشته قنات وجود داشته باشد كه سالانه 10 ميليارد متر مكعب آب زيرزميني را از لايه هاي آبدار خارج مي ساند. استان خراسان با بيش از 11000 رشته بالاترين تعداد قنات را در سطح كشور دارا مي باشد. برخي از قناتهاي اين استان مانند قنات سناباد مشهد از 1200 سال قبل داير بوده است. عمق اولين چاه ( چاه مادر) در قنات بيدخت گناباد 350 متر و در قنات كيخسرو بجستان بيش از 400 متر مي باشد. آبدهي برخي از قناتها در ايران كم و حدود يكي دو ليتر در ثانيه است. در حالي كه برخي ديگر مانند قنات قصبه گناباد بيش از 350 ليتر در ثانیه آبدهي دارند. طول گالري قنات در بعضي موارد مانند قنات گناباد متجاوز از 70 كيلومتر است.
قناتها تا 50 سال پيش در ايران بخوبي كارائي داشته و مورد استفاده قرار مي گرفتند زيرا در اكثر لايه هاي آبدار ميزان تغذيه طبيعي بمراتب بيشتر و يا حداقل در حد استخراج آب توسط قنات بود. اما با ورود فناوري چاه و پمپ كه در مدت كوتاهي اين امكان را بوجود مي آورد كه در نقطه مورد نظر چاهي را حفر و آب استخراج كرد بتدريج سطح ايستابي در اكثر دشت ها افت پيدا كرد و گالري قناتها بعنوان تونلهاي خشك در بالاي سطح ايستابي قرار گرفتند. بدين ترتيب اكثر قناتها خشك و از چرخه استفاده خارج شدند. بطوريكه امروزه چاه اساسي ترين ابزار استفاده از ابهاي زيرزميني در آمده است. اما استفاده بيش از حد از آبهاي زيرزميني توسط چاهها نيز باعث گرديده است كه آبدهي آنها كاهش پيدا كرده و تعدادي از آنها نيز خشك شوند.
 

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

قديمي ترين و ساده ترين توربين هيدروليك , چرخ ابي بوده است . كه در ابتدا در يونان قديم به كار برده مي شد . و بيشتر در مصر و اروپا براي اسياب كردن غله به كار مي رفت . كه از يك شافت عمودى و يك سري پره شعاعي  تشكيل شده است .

خروجي نيرو حدود 5/0 اسب بخار بود شافت افقي چرخ ابي در ابتدا بوسيله يك مهندس رماني pollio       marcus vitruviusدر طول يك قرن BC تكه چرخ پدال بود كه در داخل بخار كار گذاشته شده بود بنابراين مانند يك چرخ ابي under shot  عمل مي كرد در هنگام قرن دوم ADبيشترين كارايي چرخهاي   over shotدر  ناحيه پر ازتپه به كار برده شد . در اين ناحيه اب داخل پدالها از بالا پر مي شد و در

مجموع انرژي از اب در حال ريزش بدست مي امد بيشترين انرژي چرخهاي ابي كه از چوب ساخته شده بودند از 3اسب بخار به 50 اسب بخار در قرن وسطي افزايش يافت .

انتقال از چرخ ابي به توربين يكsemantic بزرگ بود . اولين تلاشهاي مهم براي فرموله كردن پايه هاي تئوري براي طرح چرخ هاي ابي درقرن 18 بوسيله مهندس معدن انگليسي John smeaton  بود كه ثابت كرد كه چرخ over shot  بيشتر كارايي را دارد . يك مهندس military فرانسوي Jean victor poncelet   به هر حال چرخ under shot را تقسيم كرد تيغه هاي خميده تقريبا تا 70 درصد بلند مي شد كه اين به سرعت مورد مصرف قرار گرفت . يك مهندس military فرانسوي claude burdin  يك توربين  vtermرا اختراع كرد كه او به تئوري خود به روي سرعت و چرخش ان تأكيد مي ورزيد .

benoit fourneyron  كه در مدرسه  mines  تحصيل كرده بود و چرخهايي را طراحي كرد و ساخت كه سرعت ان از 60RPM هم بالا تر مي رفت و 50 اسب بخار براي ironwork  هاي فرانسوي در نظر گرفت تقريبا Fourneyron  توربيني را  ساخت كه 2300RPM و 60 اسب بخار قدرت داشت.

بر خلاف بازده قابل توجه توربين fourneyron داراي اشكالهاي مشخصي بود كه به دليل عبور اب شعاعى در خلاف جهت جريان بود .

مرجع تخصصی آب و فاضلاب