سامانه های نوین ماژولار ذخیره آب باران

بارندگی کم همراه با توزیع نامناسب زمانی و مکانی، کمبود منابع آب و افزایش تقاضا برای آب از مشکلات اساسی در مناطق خشک و نیمه‌خشک می‌باشد. استفاده بهینه از منابع آبی موجود و نیز تلاش در جهت دستیابی به منابع آبی جدید دو راه حل عمده برای رفع نسبی این مشکلات هستند. از این میان، جمع‌آوری آب باران یکی از شاخص‌ترین روش‌های مدیریت بهره‌برداری از آب باران برای مقابله با کم آبی می‌باشد که در بسیاری از مناطق به سرعت در حال توسعه است. با توجه به تنوع و گستردگی روش‌های جمع‌آوری آب باران، باید در انتخاب روش مناسب به ویژگی‌هایی از قبیل مقدار بارندگی و نحوه توزیع آن، توپوگرافی زمین، نوع خاک، عمق خاک، عوامل اقتصادی و اجتماعی و مصارف آب هر منطقه توجه جدی نمود.

در این مقاله در ادامه ی مقالات تصفیه فاضلاب شرکت مهندسی کاشفان نیلفام به بررسی یک سیستم  ماژولار گودال های نفوذی آب باران که از پلاستیک سخت ساخته شده و در زیر زمین نصب شده اند، میپردازیم.

مقدمه

خندق‌های نفوذی یکی از روش‌های ذخیره آب باران هستند که از ترانشه‌های زیرزمینی برای جذب آب باران، ذخیره موقت آن، فیلتر کردن طبیعی آن و در نهایت به عنوان آب تراوش از قبل تمیز شده به خاک بازگردانده می‌شود. بنابراین ترانشه های نفوذی برای بستن چرخه های آب طبیعی در مناطق با سطوح آب بندی شده بسیار ارزشمند هستند. کاربرد فنی‌تر این گونه سیستم‌ها، مهار بارندگی شدید در مدت زمان کوتاه، برای جلوگیری از طغیان زمین و ورود آب به داخل ساختمان‌ها است.

مطالعه بیشتر : بازیافت آب و استفاده مجدد از فاضلاب در آب آشامیدنی

مزایای استفاده از ماژول های زیر زمینی ذخیره آب باران

ماژول های زیر زمینی ذخیره آب باران به عنوان مخزنی برای آب باران جمع آوری شده و کمک به نفوذ آب باران به آب های  زیر زمینی عمل می کنند.

در مناطق شهری متراکم، چنین سیستم‌های مدولار با کارایی بالا، مزایایی نسبت به خندق‌های نفوذی معمولی نشان می‌دهند، از جمله این مزایا میتوان ظرفیت ذخیره‌سازی بزرگ‌تر آنها که فضا و نیازهای حفاری را کاهش می‌دهد و همچنین  ظرفیت باربری بالای آنها که امکان نصب در زیر جاده های شلوغ یا در اعماق زیاد را نیز فراهم می کند را نام برد. بسته به نیازها و شرایط خاص در محل، ماژول ها را می توان در ترکیب های مختلف مونتاژ کرد.

ملاحظات طراحی

اراه‌های مختلفی برای جمع‌آوری و حفظ رواناب سطحی آب باران برای تغذیه آب‌های زیرزمینی وجود دارد. در این مقاله ما بر روی سیستم های ماژولار و زیرزمینی نفوذی تمرکز می کنیم. سیستم‌های ماژولار خندق نفوذ آب باران معمولاً آب را از رواناب پشت بام جمع‌آوری می‌کنند و عموماً از اجزای اصلی زیر تشکیل شده‌اند:

یک سیستم لوله کشی ساخته شده از پلاستیک، بتن یا مواد دیگر که لوله های ناودانی سقف را با خندق نفوذ متصل می کند.

یک واحد ته نشینی که به آن شفت تمیز کننده نیز گفته می شود، برای تمیز کردن تقریباً گرد و غبار، روغن، برگ ها و سایر قسمت های کوچک قبل از ورود آب به گودال های نفوذی استفاده میشود.

ذخیره‌سازی پلاستیکی جعبه‌ای شکل که به آنها پرکننده‌های مدولار نیز گفته می‌شود، که می‌توانند با یک یا چند لایه کنار هم قرار گیرند و/یا روی بلوک‌ها (خندق‌های نفوذی) چیده شوند.

شفت کنترلی که به آن شفت بازرسی نیز گفته می‌شود، برای دسترسی به کانال‌های بازرسی یکپارچه در گودال‌های نفوذی برای اهداف نظارت و تمیز کردن استفاده میشود.

برای ارتقای عملکرد واحد رسوب‌گذاری، ابعاد سیستم لوله‌کشی باید متناسب با ظرفیت تمیز کردن واحد رسوب‌سازی باشد. بنابراین، بسته به میزان و تمیزی بارندگی مورد انتظار، حداکثر سطح سقف وجود دارد که می تواند به هر واحد ته نشینی متصل شود. همچنین، قطر انتخاب شده برای لوله های ورودی به واحدهای ته نشینی باید اطمینان حاصل کند که از جریان خاصی تجاوز نمی شود. توجه به این نکته ضروری است که رفع شیب سقف ها و در نظر گرفتن محل خروجی آب باران قبل از نصب سیستم، می تواند هزینه های لوله کشی را به میزان قابل توجهی کاهش دهد.

اجزا مختلف سیستم های ذخیره باران

واحد ته نشینی یک ماژول شفت است که امکان دسترسی برای بازرسی را فراهم می کند، دارای یک محفظه لجن یکپارچه  واقع در قسمت پایینی واحد ته نشینی و حجمی برای مایعات است. باید مطمئن بود که تا حد امکان کمترین کثیفی وارد ماژول های گودال نفوذی می شود.

ماژول‌های خندق نفوذ معمولاً توسط شبکه‌های دیوار جانبی تقویت می‌شوند و علاوه بر این کاملاً با یک فیلتر ژئوتکستایل پوشانده می‌شوند و توسط یک لایه ماسه اضافی محافظت می‌شوند. ژئوتکستایل اطمینان می دهد که هیچ ماده خاکی وارد نمی شود و ماژول های نفوذ را مسدود می کند. سطح ماسه پایینی به عنوان بستر عمل می کند و اجازه می دهد تا ماژول ها به صورت افقی قرار بگیرند. منطقه حفاری شده باید مسطح / یکنواخت باشد، بنابراین هیچ آبی در زیر مخزن ذخیره سازی تجمع نمی یابد

در یک سیستم مدولار، شفت های کنترل را می توان در هر نقطه از قاب ماژول ها نصب کرد. در حالت ایده آل، شفت کنترل دسترسی راحت از بالا را برای اهداف بازرسی و تمیز کردن فراهم می کند. ارتفاع شفت‌های کنترلی با تعداد لایه‌های کانال‌های نفوذ متصل تعیین می‌شود و می‌توان آن را لایه به لایه با ساخت خندق نفوذ گسترش داد. شفت کنترل باید مجهز به یک لوله کششی باشد که به سرریز اضطراری متصل می شود، بنابراین در صورتی که از خندق نفوذ به ظرفیت کامل خود استفاده شده باشد، جریان آب اضافی را می توان به فاضلاب یا سایر بدنه دریافت کننده تخلیه کرد. در سیستم های ماژولار، ماژول شفت کنترل با تمام اجزای لازم تامین و در محل مونتاژ می شود. شفت های کنترل را می توان بر روی سطح توسط حلقه های بتنی تقویت کرد تا محافظت بیشتری در برابر بارهای پوشاننده مانند وسایل نقلیه ایجاد کند.

قبل از نفوذ آب به داخل بدنه آب زیرزمینی، عبور از یک لایه فیلتر – مطابق با الزامات قانونی که برای نفوذ باید رعایت شود، الزامی است.

بسته به تنظیمات خاص، سیستم می تواند به یک ایستگاه هواشناسی دیجیتال برای نظارت بر مقادیر آب باران و یک سنسور نصب شده در یک شفت بازرسی برای ارائه اطلاعات در مورد ظرفیت ذخیره سازی فعلی مجهز شود. این اجازه می دهد تا میزان دقیق آب باران تخلیه شده به بدنه آب زیرزمینی را تعیین کنید.

الزامات اصلی  نصب سیستم جمع آوری آب باران

در ادامه برخی از الزامات اصلی را که باید هنگام نصب یک سیستم خندق نفوذی مدولار رعایت شود شرح می‌دهیم:

• حداقل فاصله از ساختمان‌ها و سایر اشیاء سازه‌ای حتما رعایت شود، فاصله بین سیستم نفوذ و بدنه آب زیرزمینی باید حداقل یک متر باشد.
• اگر شرایط زیرزمینی برای نفوذ نامطلوب است و نمی توان آب باران را حفظ کرد و نفوذ به شدت به تأخیر می افتد می توان از پمپاژ آب زیرزمینی استفاده کرد.
• به منظور تضمین قابلیت تردد، لبه بالایی ترانشه نفوذ باید حداقل 80 سانتی متر زیر لبه بالایی روسازی باشد. سازه در بین باید با بارهای مورد انتظاری که سیستم در معرض آن قرار می گیرد، تطبیق داده شود.

کاربرد سیستم های ذخیره باران

به طور کلی، سیستم های نفوذ بارندگی مدولار برای مناطق شهری متراکم مناسب هستند. اول از همه، این به دلیل این واقعیت است که در چنین زمینه‌هایی سطوح به شدت آب‌بندی شده و زه‌کشی طبیعی، همچنین ظرفیت نگهداری، ناکافی است و فضاهای باز را بسیار مستعد سیل می‌کند.

همچنین، به ویژه در مناطق شهری متراکم، فضای زمین بسیار ارزشمند است، بنابراین کاهش فضا و حجم مورد نیاز حفاری مزیت دارد. جنبه دیگری که سیستم های مدولار را به طور خاص برای مناطق شهری جالب می کند ظرفیت تحمل بار آنها است. این سیستم ها حتی می توانند در جاده های شلوغ، تا ظرفیت بارگیری کامیون های تا 60 تن یا در عمق زیاد نصب شوند. اگر ابعاد و نصب به خوبی داشته باشند، سیستم ها قوی و بادوام هستند، زیرا در زیر زمین نصب می شوند. اما در صورت ابعاد ناکافی حجم ترانشه نفوذی که منجر به سیلابی شدن یا عدم نگهداری شود، ممکن است عوارض و گاهی خرابی کامل سیستم ها ایجاد شود.

تولید کنندگان شفت جمع آوری و کنترل آب پلاستیکی برای سیستم های نفوذ مدولار بسته به استفاده مورد نظر از آب باران جمع آوری شده (به عنوان مثال: تغذیه آب زیرزمینی، نگهداری آب برای استفاده بعدی)، اجزاء می توانند از بتن، آجر یا سایر اجزای پلاستیکی نیز ساخته شوند. سایر مصالح ساختمانی مانند پشم های ژئوتکستایل و فویل ها و حلقه های بتنی را نیز می توان استفاده کرد.

مطالعه بیشتر : عوامل بحران آب در ایران و راهکارهای بازیافت آب

عملیات و نگهداری

از آنجایی که خطر گرفتگی یا لجن شدن سیستم جمع آوری آب باران وجود دارد، نظارت منظم، تمیز کردن حرفه ای و نگهداری منظم برای اطمینان از عملکرد صحیح و جلوگیری از خرابی اجزای مختلف سیستم ضروری است.

یک بازرسی اولیه باید بلافاصله پس از مرحله ساخت و ساز پیش بینی شود. دقیقاً در این دوره است که قطعات کوچک و سایر آلاینده ها وارد گودال نفوذی می شوند.

پس از آن سیستم ها سالی دو بار بررسی می شوند و پس از ارزیابی، بر اساس آن تمیز می شوند. سیستم باید در دوره های بحرانی که بارندگی های شدید رخ می دهد، بیشتر بررسی شود. بازرسی از طریق شفت های کنترل، یا در حالت ایده آل، با یک دوربین کوچک انجام می شود. بسته به طراحی بلوک‌های نفوذ/ذخیره، برخی از طرح‌ها راهروهایی را پیش‌بینی می‌کنند تا بتوان با دوربین عبور کرد. اگر در معرض کثیفی زیاد قرار دارند، بازرسی دوربین از ماژول ها توصیه می شود.

ماژول ته نشینی را می توان به صورت دستی یا با یک پمپ تمیز کننده خودکار تمیز کرد. تمیز کردن باید به طور منظم و بیشتر در طول فصل باران انجام شود. کل بدنه سیستم برداشت آب باران باید پس از دوره باران موسمی با استفاده از روش شستشوی فاضلاب / شستشوی فشار قوی تمیز شود. دستورالعمل های دقیق در مورد تکنیک های تمیز کردن و نگهداری که باید مورد استفاده قرار گیرند به سازنده ماژول ها بستگی دارد.

برای دریافت اطلاعات بیشتر و همچنین استعلام قیمت پکیج های تصفیه فاضلاب با کارشناسان ما در شرکت مهندسی کاشفان نیلفام تماس بگیرید.