جداسازی شبکه آب شرب از فضای سبزشهرها، راهکاری اجرایی در راستای مدیریت بهره برداری از منابع آب

(مطالعه موردی شهر ابرکوه)

ابرکوه نمایندگی یزدفردا :

.مقاله زیر یکی از مقالات برگزیدهاولين همايش منطقه اي توسعه منابع آب((1st Regional Water Resources Development Conference

دانشگاه آزاد اسلامي واحد ابركوه می باشد  که در تاريخ  29 ارديبهشت 1390   برگزار شد

نویسندگان:سیدعلیرضا رسولی کارشناس ارشد باغبانی و کارشناس فضای سبز شهرداری ابرکوه-شکرا...اسماعیلی،دانشجوی دکتری آبیاری و زهکشی دانشگاه تهران و مشاور

اعظم مهدی زاده کارشناس ارشد باغبانی و مدرس دانشگاه پیام نور واحد ابرکوه-حسین حاتمی،دانشجوی کارشناس ارشد معماری و کارشناس شهرداری ابرکوه

چکیده

برنامه ریزی آبیاری یکی از فاکتورهایی است که عملکرد هیدرولیکی و اقتصادی سیستم آبیاری را تحت تاثیر قرار می دهد. برنامه ریزی آبیاری هم از دیدگاه صرفه جویی در مصرف آب و هم از دیدگاه راندمان مصرف حائز اهمیت است. می توان گفت که پس از خاک و شرایط آب و هوایی ، برنامه ریزی و مدیریت آبیاری که میزان و زمان برای آب کاربردی در آبیاری هر قطعه فضای سبز را مشخص می کند بیشترین تاثیر بر کارآمدی شبکه توزیع و آبیاری فضاهای سبز شهری را دارد. برای شهرهای واقع در مناطق خشک و نیمه خشک که بعضا در پاره ای از اوقات شبانه روز با کم آبی و قطع آب مواجه هستند مشاهده آبیاری بی رویه فضاهای سبز امر خوشایندی جلوه نمی کند. به نظر میرسد با توسعه فضاهای سبز شهری از یک سو و ورود و توسعه روشهای جدید در آبیاری از سوی دیگر بتوان از این معضلات جلوگیری نمود.شهر ابرکوه با مساحت15کیلومترمربع،ازالگوی پراکنش شهری از نوع خطی منشا گرفته است و مدیریت پهنه های فضای سبز آن مانند دیگر مسایل و شاخص های شهری پرهزینه تر است.بخشی از منابع آبی پوششی فضای سبز شهری را شبکه آب شرب شهرها در گذشته و اکنون به خود اختصاص داده است که هم اکنون هیچ توجیهی برای استفاده از آن با عنایت به کمبود منابع آبی وغیره ندارد،طرح جداسازی شبکه آب شرب از فضای سبزشهر ابرکوه با تصویب در مراجع استانی به عنوان بهترین راهکار مدیریت بهره وری هر دو منابع آب شرب و فضای سبزمی باشد که تاکنون 40%از عملیات آن اجرایی شده است.

کلمات کلیدی:فضای سبز،جداسازی شبکه،مدیرت بهره وری

مقدمه

آب به عنوان اساسی ترین ماده حیات بخش در کره زمین شناخته می شود. در زندگی امروزی بشر آب در بخشهای مختلفی کاربرد دارد. آب جهت آشامیدن ، مصارف شستشو ، مصارف آتشنشانی ، مصارف آبیاری ، مصارف صنعتی و و مصارف زیبا سازی ( فضای سبز ، شستشوی معابر ، آبنما و....) را می توان به عنوان محورهای اصلی این مصارف عنوان نمود. هریک از این مصارف استاندارد کیفی ویژه ای را می طلبد . آبها در شرایط طبیعی به ندرت می تواند تمام استانداردهای مذکور را ارضاء نماید و نیاز به انجام اقداماتی جهت تغییر واصلاح خصوصیات کیفی تحت عنوان تصفیه آب خواهد داشت . تمرکز جمعیت در مناطق شهری مجموعه ای از نیازهای فوق در محدوده کوچکی ایجاد می شود. چنانچه مقرر باشد تمام این نیازها توسط یک شبکه تامین شود ، اگر در بین این مصارف آب آشامیدنی را مستلزم بالاترین کیفیت در نظر بگیریم آبی که در این شبکه جریان می یابد می بایستی دارای بالاترین سطح استاندارد باشد که بالطبع همراه با هزینه زیاد خواهد بود. مشکل فوق در مناطق خشک و نیمه خشک که محدودیتهای کیفی آب بیشتر است و به علت محدودیت منابع آب توجه به راندمان کاربرد آب و نظارت بر الگوی مصرف آب حائز اهمیت بیشتری است پررنگتر است. یکی از بزرگترین مصرف کنندگان آب خام در شهرها فضاهای سبز هستند. هر گونه اقدامی جهت کاهش مصرف آب در این بخش در اولین گام مستلزم افزایش راندمان آبیاری می باشد. افزایش راندمان آبیاری مستلزم استفاده از روشهای نوین آبیاری است که با عنوان روشهای آبیاری تحت فشار شناخته میشوند. یکی از ملزومات استفاده مطلوب از این روشهای آبیاری تامین فشار مناسب و یکنواخت متناسب با شرایط توپوگرافی شهر است. این فشار در اغلب این روشهای آبیاری بیش از فشار مورد نیاز در شبکه های آبرسانی شهری است. طراحی ظرفیت شبکه های آبرسانی فضای سبز که با هدف توزیع و آبیاری فضاهای سبز احداث می شوند از نظر اصول مشابه شبکه های آبیاری مزارع با در نظر داشتن محدودیتهای خاص اجرائی و بهره برداری از شبکه های آبیاری فضای سبز می باشد. در شبکه های آبیاری از سه روش جهت تعیین ظرفیت شبکه ها استفاده می شود:

1- روش مبتنی بر آبرسانی دائم Continues flow method

2- روش مبتنی بر گردش Rotational flow method

3- روش مبتنی بر تقاضا On demand method

مواد و روش ها

جهت بررسی مسیر خطوط جمع آوری و انتقال آب ،از نقشه های 2000/1و25000/1سازمان نقشه برداری کشور و پیمایش انجام شده در مسیر خطوط جمع آوری وانتقال ،استفاده گردید و اندازه گیری مختصات چاه ها توسط دستگاهG.P.Sاستفاده شده است.

با توجه به موقعیت مکانی منابع موجود و پیشنهادی ،انتقال آب به محل های مصرف بر اساس موقعیت عرصه های فضای سبز صورت خواهد گرفت و خطوط انتقال آب باید شرایط هیدرولیکی مناسب و فشار کافی،برای لوله و تاسیسات خط انتقال داشته باشد. بررسی های انجام شده در مورد نیاز آبی و توسعه عرصه های مختلف فضای سبز نیاز آبی در پیک مصرفی را برابر با 48 لیتر در ثانیه که با لحاظ کردن میزان آبدهی چاه های موجود ،کمبود آب در دراز مدت را حدود 8 لیتردر ثانیه در شرایط پیک مصرف نشان می دهد. تعیین شدت جریان آب کاربردی و زمان کاربرد آب

به منظور محاسبه دبی و زمان آبیاری شده از معادله (q.t)=dg.Aاستفاده می شود که در آن qشدت کاربرد،tزمان کاربرد آب،dgعمق ناخالص آبیاری و Aسطح تحت آبیاری می باشد. سمت راست این مقاله بستگی به مساحت تحت آبیاری و عمق ناخالص آبیاری برای آبیاری یک گیاه بالغ در خاکی معین عدد ثابتی خواهد بود.دو نکته حائز اهمیت است:اول آنکه فرض تداوم 24ساعنه آبیاری در شهر غیر قابل قبول است و تجربه نشان می دهد بهترین مدت فرض امکان انجام16ساعت عملیات آبیاری در شبانه روز است.دوم انکه در بسیاری از قطعات فضای سبز؛بدلیل کوچک بودن مساحت حجم آب آبیاری در هر نوبت بسیار کوچک خواهد بودوعملا انتخاب دبی و زمان کاربردآب به روش فوق مقدور نخواهد بود.بنابراین برای آبیاری قطعات ،حداقل زمان کاربرد آب جهت هماهنگی با نفوذپذیری خاک انتخاب وحداکثر آن با توجه به زمان بهره برداری روزانه ساعت منظور می شود.

برای محاسبه افت فشاراز فرمول تجربی هیزت-ویلیامز استفاده شد که عبارتست ازV=/849 Chw R.63h S.54. بامحاسبات صورت گرفته ضریب هیزن –ویلیامز جهت لوله های فایبر گلاس و پلی اتیلن عدد130ولوله های آزبست سیمان عدد120 به دست آمد.

با عنایت به پراکندگی اراضی فضای سبز و توپوگرافی خاص شهر؛اصل پهنه بندی کل عرصه ای فضای سبز به 4منطقه فشاری مورد بررسی وعملیاتی شد. بنابر محاسبات وبه منظور مدیریت بهینه پروژه لوله های پلی اتیلن 160و125میلیمتر با فشار کاری 6جهت سیستم انتقال شبه شهر ابرکوه انتخاب شد. طبق طراحی صورت گرفته این شبکه توزیع ؛ تمامی مخازن 20مترمکعبی موجود در چاه ها و ایستگاه های پمپاژ را به همدیگر و به محل مخزن بتنی 200مترمکعبی(ایستگاه پمپاژاصلی)متصل می نماید. طول کل مسیر شبکه انتقال آب24.6کیلوکتر می باشد،که ازاینمجموع 15.65کیلومترلوله 125میلیمترو8.95کیلومترلوله160طراحی گردید.

در تاسیسات آبیاری فضاهای سبز شهری حهت تنظیم مصرف آب وبه منظور جبران نوسانات مصرف،احداث مخازن ذخیره؛متعادل کننده؛جمع آوری کننده و پشتیبان مورد تاکید بود به نحویکه به تعداد4عددمخزن20مترمکعبی و1عددمخزن200مترمکعبی حسب مطالعات ونیاز سهر تعبیه شد. توزیع آب به اراضی فضای سبز سومین تدبیر اساسی در مدیریت منابع آب فضای سبز شهری است . طبق محاسبات صورت گرفته با استفاده از لوله های 90؛75؛63؛50 درمجموع45/88کیلومتر طول شبکه توزیع در نظر گرفته شده است.

بحث

احداث شبکه توزیع آب خام با هدف اصلی آبرسانی و آبیاری فضاهای سبز اعم از فضاهای سبز عمومی و خصوصی نیاز به مطالعات ویژه ای با محوریت آبیاری را می طلبد. بخشی از این مطالعات مربوط به بررسیهای باغبانی و خاکشناسی است که منجر به انتخاب گونه های گیاهی منطبق با شرایط آب و هوایی ونیازهای زیباسازی شهری با در نظر داشتن حداقل نیاز آبی است.برآورد نیازهای آبی و ارائه برنامه مناسب جهت آبیاری قطعات سبز شهری همگی منجربه افزایش راندمان کاربرد آب و مصرف بهینه آن در جهت شادابی و طراوت مورد نیاز خواهند شد . بررسی کمی وکیفی منابع آب و نعیین میزان تناسب آنها برای آبیاری با در نظر داشتن هزینه های مربوط به استحصال ، تامین فشار و توزیع در شبکه همگی از جمله پارامترهایی هستند که طراحی توزیع شبکه آب خام و آبیاری فضاهای سبز بدون آنها ابتر خواهد ماند. بنابر توضیحات فوق می توان اهداف طرحهای مطالعات شبکه های توزیع آب خام در شهرها را بصورت زیر معرفی نمود:

1- شناخت و تفکیک نیازهای آبی

2- برآورد نیازهایی آبی در بخشهای مختلف

3- تعیین مناسبترین محور توسعه فضاهای سبز شهری

4- بررسی و انتخاب روشهای مناسب آبیاری برای کاربریهای مختلف

5- بررسی منابع آب و میزان تناسب آنها جهت استفاده در شبکه توزیع آب خام

6- مطالعه و بررسی طرح تفضیلی شهر و انتخاب نواحی مناسب فشاری برای شبکه آب خام

7- تعیین و طراحی هیدرولیکی – فنی و اقتصادی بهترین گزینه جهت شبکه توزیع آب خام

طرح وتوسعه فضای سبز می بایستی با هدف کاربرد موثر آب صورت پذیرد. راندمان کاربرد آب در یک سیستم آبیاری فضای سبز می بایستی بر اساس بیلان آبی ماهیانه و سالیانه مورد اندازه گیری و ارزیابی قرار گیرد. ذیلا مبانی طراحی سیستم آبیاری کنترل شده برای فضای سبز ارائه گردیده است.

استفاده بهینه و صرفه جویی در مصرف در عملیات طراحی فضای سبز میبایستی با مدنظر قرار دادن موارد زیر انجام گیرد:

1- تهیه طرح مناسب برای قطعات فضای سبز

2- انتخاب صحیح واریته چمن ( پوشش سبز )

3- کاهش میزان تبخیر از سطح زمین با بهره گیری مناسب از مالچها

4- گروه بندی گیاهان مورد استفاده بر اساس نیازهای اقلیمی و آب مورد نیاز

5- بهبود شرایط نگهداری و رهاسازی آب در خاک با استفاده از مواد آلی

6- طرح سیستم آبیاری با راندمان کاربرد و توزیع مناسب

7- تهیه و بکارگیری برنامه آبیاری و نگهداری مناسب از سیستم

در طراحی شبکه های آبرسانی شهری از آنجائی که تقاضای آب مصرفی در کنترل مدیران شبکه نیست انتخاب ظرفیت لوله های آبرسانی بر اساس حداکثر مصرف و با اعمال ضرائب مربوط به نوسانات تقاضای آب صورت می گیرد.

در کشور ما عزم جدی در جداسازی شبکه های آبیاری فضای سبز از شبکه های آبرسانی شهری تنها به دو دهه اخیرمحدود می شود. بررسی طرحهای مطالعه شده در شهرهای کلان کشور نشان می دهد در اکثر قریب به اتفاق این شهرها طراحی لوله های اصلی و ظرفیت آبرسانی شبکه بر اساس مدول متوسط آبیاری ماهیانه یا بعضا سالیانه انجام شده است. در این روش جهت تعیین ظرفیت لوله های آبرسان که برای آبیاری قطعات مورد استفاده قرار می گیرد روش تقاضا مورد استفاده قرار گرفته و فرض شده است تقاضای آبیاری برای تمام قطعات بصورت همزمان حادث می شود ، لذا لوله های آبرسانی با حداکثر ظرفیت انتخاب شده اند.

مقایسه هزینه های اولیه طرحهای آبرسانی فضای سبز با استفاده از روش پیشنهادی در این مقاله با روشهای رایج نشان داده است با توجه به وسعت شهر و سرانه فضای سبز میزان صرفه جویی در هزینه ها بین حداقل 15 تا 40 درصد خواهد بود. عیب اصلی روشهای رایج افزایش هزینه ها به میزان یاد شده نیست ، بلکه عدم امکان مدیریت صحیح میزان مصرف آب در آبیاری فضاهای سبز است.

معیارهای اصلی جهت ارزیابی کارائی سیستمهای آبرسانی و آبیاری فضاهای سبز را می توان به شرح زیر طبقه بندی نمود:

- کاربرد آب به میزان مورد نیاز گیاهان

- کاربرد یکنواخت آب آبیاری

- استفاده از ادوات از روشهای آبیاری متناسب با خاک، گیاه و آب

- کاربرد آب با شدت پخش متناسب با سرعت نفوذ خاک

- امکان انجام عملیات آبیاری با شرایط خاص زمانی و مکانی در فضاهای سبز

- کاهش تلفات سطحی و عمقی

راهکارهای اجرائی جهت رسیدن (یا نزدیک شدن) به حد مطلوب معیارهای فوق شامل موارد ذیل است:

- طراحی صحیح موضع تحت آبیاری و سیستم آبیاری

- مشخصات سیستم تامین آب، مقدار، میزان جریان، کیفیت آب

- ارزیابی جنبه های باغبانی- برآورد آب مورد نیاز

- محدودیتهای مربوط به آب- ویژگیهای خاص موقعیت موردنظر

- نوع و مشخصات خاک در ناحیه ریشه

- هزینه آب

- راهکارهای جهت استفاده از تکنولوژی روز

- مسائل مربوط به بهره برداری و نگهداری

نیازهای کلیدی برای آبیاری با راندمان بالا را می توان به شرح ذیل لیست نمود:

- طراحی سیستم آبرسانی متناسب با شرایط و نیازهای طرح و با حداقل هزینه

- طراحی سیستم آبیاری با کیفیت بالا

- اجرا و نصب صحیح سیستم آبیاری بر اساس مبانی و مشخصات طراحی سیستم

- نگهداری اجزاء سیستم آبرسانی وتاسیسات سیستم آبیاری

- کنترل و مدیریت دقیق سیستم آبیاری

نتیجه گیری

تدوین برنامه آبیاری باعث افزایش کارائی سیستم آبیاری، ارتقاء راندمان آبیاری و کاهش هزینه های سرمایه گذاری و بهره برداری و در برآیند باعث اصلاح الگوی مصرف و صرفه جویی در مصرف آب و انرژی خواهد شد.هدف نهایی از تدوین برنامه آبیاری، طراحی شبکه براساس برنامه ازپیش تدوین شده با منظور نمودن پارامترهایی است که افزایش راندمان آبیاری و اصلاح الگوی مصرف را در پی داشته باشد. بعبارت دیگر افزایش راندمان آبیاری میبایستی بعنوان اولین و مهمترین اولویت دست اندرکاران آبیاری فضای سبز مناطق شهری جهت اصلاح الگوی مصرف و صرفه جویی مدنظر قرار گیرد. بمنظور اطمینان از انجام آبیاری با راندمان بالا چندین جنبه کلیدی میبایستی بطور همزمان در سیستم وجود داشته باشند. نیازهای کلیدی برای آبیاری با راندمان بالا عبارتند ازانتخاب روش صحیح آبیاری، دبی کاربردی، مدت و زمان اختصاص آب به هر قطعه فضای سبز. سیستمی از آبرسانی وآبیاری قادر به تامین این نیازها خواهد بودکه اقدامات انجام شده در تمام مراحل طراحی، اجرا و بهره برداری بر پایه برنامه ریزی آبیاری صورت گرفته باشد.

براساس یک اصل کلی ،برنامه ریزی شبکه آبیاری می بایستی به گونه ای باشد که دبی مورد تقاضای شبکه آبیاری در هر ناحیه ودرکل شهر از شبکه آبرسانی با دبی حاصل از ضرب مساحت فضای سبز هر ناحیه در حاصلضرب ضریب انعطاف در هیدرومول آبیاری تفاوت زیادی نداشته باشد لذا با توجه به اینکه برخی از قطعات فضای سبز وسیع می باشند؛با تقسیم بندی آن به قطعات کوچکتر آبیاری،هرواحد در یک روز وباتوجه به مدت زمان بهره برداری از شبکه آبیاری می شود.

منابع

1-سازمان مدیریت و برنامه ریزی،ضوابط و معیارهای فنی آبیاری تحت فشار(طراحی)،نشریه 286، 1383

2-سازمان شهرداری ها و دهیاریهای کشور،دفتر آموزش ومطالعات کاربردی،معاونت آموزشی حهاددانشگاهی،راهنمای جامع مدیریت شهری

3- سازمان شهرداری ها و دهیاریهای کشور،دفتر آموزش ومطالعات کاربردی،معاونت آموزشی حهاددانشگاهی،مجموعه مقالات سمینارتبیین راهکارهای اجرایی اصلاح الگوی مصرف در شهرداریها،1388

4-شرکت فنی مهندسی و عمرانی آب و خاک طبس،طرح جامع جداسازی شبکه آبیاری فضاهی سبز شهر ابرکوه،1388

5-علیزاده،اصول طراحی سیستم های آبیاری،آستان قدس رضوی،1378

• نویسنده : یزد فردا
• منبع خبر : خبرگزاری فردا