تبدیل گچ به سیمان | مقالات مهندسی عمران

اگر چه بروز خشكسالی باعث شده است كه كشور با مشكلات كمبود آب به صورت جدی تر مواجه شود اما محدودیت های منابع آب از یك سو و برداشت بی رویه از این منابع از سوی دیگر، در حال تضعیف این منبع حیاتی است.

جمهوری اسلامی ایران به دلیل قرار گرفتن در كمربند خشك و نیمه خشك جهان در زمره كشورهای با محدودیت منابع آب قلمداد می شود و به همین دلیل نیز این ماده حیاتی در ایران، یكی از مهم ترین اركان توسعه كشور است كه توسعه سایر بخش ها در گروی بهره برداری پایدار از آن است.

وضعیت آب در جهان

آب شیرین نه یك منبع جهانی، بلكه منبعی منطقه ای محسوب می شود كه در حوزه های آبخیز خاصی از جهان قابل دسترس است و به دلیل محدودیت آن به اشكال مختلفی یافت می شود. در برخی از حوزه های آبخیز این محدودیت ها فصلی هستند كه به قابلیت و توانایی ذخیره سازی آب در دوره های خشك وابسته است. در سایر مناطق، محدودیت ها از میزان تغذیه دوباره سفره های آب زیرزمینی، میزان ذوب برف یا از ظرفیت خاك جنگل ها برای ذخیره سازی آب متأثر است.

ماهیت منطقه ای منابع آب مانع از آن است تا جامعه جهانی بیانیه یا كنوانسیون خاصی را برای آن تصویب كند؛ بیانیه ای كه به طور فزاینده عمق نگرانی های بشر را در این خصوص منعكس سازد. آب كالایی منحصر به فرد و ماده ای بسیار حیاتی است. محدودیت های این ماده حیاتی ظرفیت های سایر منابع حیاتی از جمله غذا، انرژی، ذخایر ماهی و حیات وحش را تحت فشار قرار می دهد. استحصال سایر منابع از جمله غذا، مواد معدنی و فراورده های جنگلی نیز به تناسب مقدار كمی و كیفی منابع آب می تواند محدود شود. در شماری از حوزه های آبخیز جهان محدودیت های آب آشكار شده است. در برخی از فقیرترین و ثروتمندترین كشورهای جهان نیز سرانه استحصال آب به دلیل مسایل زیست محیطی، افزایش هزینه ها و كمیابی در حال كاهش است.

توزیع جریان های آبی نیز در سطح جهان نامتعادل است و با توزیع جمعیت تناسب ندارد.

از مجموع كل آب های جهان 4/97 درصد آن را آب شور دریاها و اقیانوس ها تشكیل می دهد كه به دلیل شوری در عمل قابل استفاده نیستند. به این ترتیب از مجموع منابع آب جهان، ذخایر آب شیرین تنها 6/2 درصد كل حجم ذخایر آب های سطح زمین را شامل می شود كه بخش اعظم آن به صورت یخ در قطب های كره زمین و یخچال های طبیعی (98/1 درصد) و آب های زیرزمینی (59/0 درصد) وجود دارند كه در دسترس نیستند. به این ترتیب از مجموع آب های كره زمین تنها 014/0 درصد آب قابل استفاده بوده و در واقع حیات آدمی وابسته به همین مقدار اندك آب است از این مقدار نیز حدود 001/0 درصد، آب موجود در اتمسفر، رودخانه ها، گیاهان و جانوران، 005/0 درصد رطوبت خاك و 007/0 درصد آب شیرین موجود در دریاچه ها است.

میزان آبی كه سالانه از اقیانوس ها تبخیر می شود حدود 425 هزار كیلومتر مكعب است كه بخش اعظم آن به صورت بارندگی به اقیانوس ها برمی گردد و تنها حدود 40 هزار كیلومتر مكعب به صورت نزولات جوی در خشكی ها تخلیه و به صورت روان آب از طریق رودخانه ها و جریان های زیر زمینی دوباره به سوی اقیانوس ها جاری می شود.

به این ترتیب مشاهده می شود، به رغم اینكه بخش اعظم سطح زمین را آب پوشانده، تنها بخش اندكی از آن برای بشر قابل استفاده است و در حقیقت تمام برنامه ریزی های بشر باید با توجه به این محدودیت ها صورت پذیرد.

از طرف دیگر، توزیع و پراكنش این حجم محدود آب نیز در سطح كره زمین بسیار ناهمگون است و توزیع مكانی و زمانی آب نیز بسیار متغیر بوده و منطبق با پراكنش جمعیت و نیاز جوامع بشری به آب نیست.

میزان آب مصرفی انسانی (آبی كه برداشت می شود اما به رودخانه ها یا آب های زیرزمینی باز نمی‌گردد زیرا تبخیر یا در گیاهان و فراورده های كشاورزی ذخیره می شود) حدود 2290 كیلومتر مكعب در سال است. حدود 4490 كیلومتر مكعب نیز برای رقیق كردن و كاهش آلودگی ها مورد استفاده قرار می گیرد. حاصل جمع این دو عدد 6780 كیلومتر مكعب در سال است كه نیمی از مجموع آب های روان پایدار (آب شیرین) كره زمین را تشكیل می دهد.

چنانچه میانگین تقاضای سرانه آب به هیچ عنوان تغییر نكند و جمعیت جهان بر اساس پیش بینی های سازمان ملل به نه میلیارد نفر در سال 2050 برسد آبی كه بشر استحصال می كند حدود 10200 كیلومتر مكعب یعنی حدود 82 درصد آب های روان شیرین كره زمین خواهد بود. اگر علاوه بر جمعیت تقاضای سرانه نیز افزایش یابد محدودیت شدید آب در سطح جهان قبل از سال 2100 نمایان خواهد شد.

وضعیت آب در ایران

ایران سرزمینی كوهستانی است كه دو رشته كوه البرز با جهت گیری شرقی- غربی و رشته كوه زاگرس با جهت گیری شمال غربی- جنوب شرقی در آن قرار گرفته اند. این دو رشته كوه همانند دیواره ای مانع رسیدن ابرهای باران زا از شمال و غرب كشور می شوند و به همین دلیل نیز بخش اعظم كشور را مناطق خشك و نیمه خشك تشكیل می دهد. كمبود منابع آبی همواره به عنوان یك عامل محدود كنند فعالیت ها در كشور مطرح بوده است.

توزیع مكانی آب در ایران به دلیل شرایط طبیعی بسیار ناهمگن است. توزیع زمانی نزولات جوی در كشور نیز مانند توزیع مكانی روند مشابهی را نشان می دهد و میزان آن در سال های مختلف و حتی فصول مختل متغیر بوده و این مساله مشكلات گوناگونی را در چند سال اخیر برای بخش های مختلف، به ویژه بخش كشاورزی و تامین آب شرب شهرها به همراه داشته و زیان های زیادی را به این بخش تحمیل كرده است. حتی توزیع نامناسب زمانی بارش ها طی سال های نرمال نیز از تنگناهای جدی محدودیت منابع آب ایران است و این معضل در سال های خشك تشدید می شود. به عنوان نمونه، در مناطقی كه از نظر بارش نزولات جوی در زمره مناطق پرباران طبقه بندی می شوند، در بعضی از ماه های سال كم آبی مشهود است. تحلیل زمانی نزولات جوی بیان كننده دامنه تغییرات زیاد آن از سالی به سال دیگر است. جدول شماره 2 حجم حاصل از ریزش های جوی را در حوزه های آبریز كشور نشان می دهد.

با توجه به روند رشد جمعیت كشور و تشدید نیاز بخش های مختلف، افزایش مصرف آب بخش شهری، روستایی وصنعتی اجتناب ناپذیر خواهد بود. آب در فرایند توسعه اقتصادی، اجتماعی و فرهنگی كشور نقش عمده و كلیدی دارد. افزایش تولیدات كشاورزی و امنیت غذایی، توسعه مراكز جمعیت شهری و روستایی و بهبود و ارتقای كیفیت زندگی در گروی انجام سرمایه گذاری های لازم و هماهنگ در ابعاد مختلف توسعه و بهره برداری از منابع آب است.

منابع آب تجدید شونده كشور با توجه به وضعیت بارندگی، پوشش گیاهی و سایر عوامل تاثیرگذار در حجم نزولات جوی،‌ حدود 130 تا 139 میلیارد مترمكعب در سال است كه حجم قابل استحصال و با احتساب آب های برگشتی حدود 126 میلیارد مترمكعب برآورد می وشد. از كل آب های تجدید شوند حدود 105 میلیارد مترمكعب را جریان های سطحی و 25 میلیارد مترمكعب را جریان های نفوذی به منابع زیرزمینی تشكیل می دهند.

در حالی كه متوسط حجم كل آب سالانه كشور رقم ثابتی است تقاضا برای آب به علت رشد جمعیت، توسعه كشاورزی، شهرنشینی و صنعت در خلال سال های اخیر، متوسط سرانه آب قابل تجدید كشور را تقلیل داده است به طوری كه این رقم در سال 1340 حدود 5500 مترمكعب بود در سال 1357 به حدود 3400 در سال 1367 به حدود 2500 و در سال 1376 به حدود 2100 مترمكعب كاهش یافته است. این میزان با توجه به روند افزایش جمعیت كشور در سال 1385 به حدود 1750 تنزل یافته است و در افق سال 1400 به حدود 1300 مترمكعب تنزل خواهد یافت.

صرف نظر از تفاوت های آشكار منطقه ای در كشور و طیف گسترده مناطق خشك نظیر سواحل خلیج فارس و دریای عمان، نیمه شرقی كشور از خراسان تا سیستان و بلوچستان و نیز حوزه های مركزی كه میزان سرانه آب قابل تجدید در آنها از میزان متوسط كشور به مراتب پایین تر است، ارقام متوسط سرانه آب كشور در سال های آینده به مفهوم ورود ایران به مرحله تنش آبی و كم آبی خواهد بود.

برداشت بی رویه آب از آب های زیرزمینی یكی دیگر از مسایل اساسی كشور در بخش آب به شمار می آید كه در حال حاضر مشكلات جدی را در كشور پدید آورده است. به همین دلیل نیز در بسیاری از نواحی كشور سطح سفره های آب زیرزمینی افت كرده و با توجه به خشكسالی های اخیر، افزایش بهره برداری از آب های زیرزمینی تشدید شده و خسارت های غیرقابل جبرانی را بر منابع آبی زیرزمینی كشور وارد آورده است.

در كنار كاهش كمیت منابع آب انتشار پساب های صنعتی، كشاورزی و شهری نیز از دیگر عوامل تهدید كننده منابع محدود آب كشور محسوب می شوند. هر چند در خلال سال های گذشته به ویژه برنامه های سوم و چهارم توسعه اقدام های قابل قبولی برای تصفیه پساب های شهری و صنعتی صورت گرفته و مبین توجه دولت به حفاظت از كیفیت منابع آب است اما با توجه به افزایش جمعیت كشور، گسترش شهرنشینی و توسعه فعالیت های صنعتی و كشاورزی ضروری است تا اقدام ها از شتاب بیشتری برخوردار شوند.

شاخص های تطبیقی منابع و مصارف آب

با فرارسیدن قرن بیست و یكم و هم زمان با افزایش جمعیت به ویژه در كشورهای در حال توسعه، تقاضا برای آب به منظور تأمین نیازهای جمعیتی افزایش قابل ملاحظه ای یافته است. این موضوع به خصوص در مناطقی از جهان كه به صورت طبیعی همواره با كمبود آب مواجه بودند، بیشتر حایز اهمیت است.

همان گونه كه عنوان شد، توزیع مكانی آب در جهان بسیار نامتوازن است و به همین دلیل نیز میزان دسترسی و سرانه مصرف آن نیز تفاوت های فاحشی را در بین مناطق مختلف جهان نمایان می سازد.

یكی از شاخص های بسیار مهم در خصوص وضعیت منابع آبی هر كشور نسبت استحصال آب به آب قابل دسترس (پتانسیل آبی) است. این شاخص از تقسیم آب مصرف شده به آب قابل دسترس هر كشور به دست می آید. هر قدر مقدار این شاخص بزرگ تر باشد، میزان فشار بر منابع آبی كشور بیشتر بوده و مبین تنش آبی در یك كشور است. بر اساس این معیار در صورتی كه مقدار این شاخص در دامنه 5-1 باشد كشور موردنظر هیچگونه تنش آبی ندارد، در صورتی كه شاخص مزبور بین 20-5 باشد كشور دارای تنش آبی كم، در صورتی كه این رقم بین 40-20 باشد دارای تنش آبی متوسط و بیش از 40 نیز دارای تنش آبی شدید خواهد بود.

یكی دیگر از شاخص های مصرف منابع آب شاخص بهره وری آب است كه نشان می دهد به ازای هر واحد تولید ناخالص داخلی چه مقدار آب مصرف شده است. برای محاسبه آب شاخص تولید ناخالص هر بخش بر مقدار آب مصرف شده در بخش مزبور تقسیم می شود و عدد حاصل به عنوان شاخص مورد استفاده قرار می گیرد. مقدار این شاخص به تبعیت شرایط و ساختار اقتصادی كشورها متفاوت است.

 بررسی این شاخص در بین كشورهای مختلف جهان تفاوت های آشكاری را بین كشورهای توسعه یافته و در حال توسعه نشان می دهد به طوری كه مقدار كل این شاخص بین 2/28 در كشورهای با درآمد بالا تا 8/0 در كشورهای با درآمد پایین در نوسان بوده است.

همانگونه كه ملاحظه می شود، مقدار این شاخص در كشورهای توسعه یافته به دلیل فناوری های بالاتر از كارایی و بهره وری بیشتر برخوردار بوده و به همین دلیل نیز به ازای هر واحد مصرف آب، ارزش افزوده بیشتری نسبت به كشورهای كمتر توسعه یافته تولید می كنند. این در حالی است كه اكثر كشورهای توسعه یافته به دلیل قرار گرفتن در عرض های بالاتر كره زمین كمتر با محدودیت آبی دست به گریبان بوده و با مشكلات كمتری در این زمینه مواجه هستند. از این رو،‌ارتقای بهره وری و كارایی آب در كشورهای كم آبی نظیر جمهوری اسلامی ایران بسیار حایز اهمیت بوده و ضروری است تا سیاست و اقدام های مقتضی در این زمینه صورت گیرد.

جمع بندی

ما در جهانی زندگی می كنیم كه كمبود آب همواره به عنوان یك موضوع اساسی، مطرح بوده است. كمبودی كه هر ساله بیشتر می شود.

در حال حاضر بسیاری از افراد كشورهای در حال توسعه از آب كافی برای برآوردن نیازهای اصلی خود مانند شرب، حمام و پخت و پز، محروم هستند.

پیش بینی می شود كه تا سال 2050 میلادی حدود 563 میلیون نفر بر جمعیت كشور هند، 187 میلیون نفر بر جمعیت كشور چین كه در زمره فقیرترین كشورهای جهان به لحاظ اراضی كشاورزی قلمداد می شود، افزوده شود كه در حال حاضر نیز با مشكلات عدیده ای در زمره تأمین منابع آب مواجه هستند. كشورهایی نظیر مصر، مكزیك و جمهوری اسلامی ایران نیز با افزایش جمعیت مواجه بوده و بر اساس پیش بینی سازمان ملل متحد جمعیت آنها نیز تا سال 2050 حدود 50 درصد افزایش خواهد یافت. در این كشورها كه در حال حاضر با كمبود آب مواجه هستند، تداوم رشد جمعیت بسیاری از شهروندان را با كمبود آب مواجه كرده است و در صورتی كه اقدام های اساسی را برای استفاده بهینه از منابع محدود آب در دستور كار خود قرار ندهند، به طور قطع با مشكل هایی برای دستیابی به توسعه پایدار مواجه خواهد شد.

یكی از مهم ترین نشانه های كمبود آب، خشك شدن رودخانه ها است كه اكنون در تعدادی از رودخانه های مهم جهان مشاهده می شود و به همین دلیل افرادی كه در انتهای سرشاخه های این رودخانه ها زندگی می كنند، با كمبود شدید آب در تمام یا بخشی از سال مواجه هستند. پدیده ای كه در حال حاضر در تعدادی از رودخانه های كشور ما نیز مشهود است.

نام كشور                               كشاورزی     صنعت            كل

آفریقای جنوبی                          5/0           53             3/11

كشورهای با درآمد پائین              3/0            7/0            8/0

كشورهای با درآمد متوسط           6/0           19             3/3

كشورهای با درآمد بالا               7/2           6/33           2/28

جهان                                      1             7/18           6/8

از سوی دیگر، به دلیل انتشار انواع آلودگی ها و ورود آنها به منابع محدود آب، همین مقدار آب محدود نیز به دلیل آلودگی شدید از حیز انفاع خارج شده است و امكان استفاده از آنها در برخی از موارد غیر ممكن می شود. همچنین در شرایطی كه رودخانه های مهم جهان پیوسته خشك می شوند، سفره های آب زیرزمینی نیز در تمام قاره ها به علت فزونی گرفتن تقاضای آب از بازده پایدار آبخوان ها پیوسته در حال تنزل هستند. پمپاژ كردن آب از عمق زمین پدیده ای است كه در نیم قرن اخیر و از زمان پیدایش موتورهای نیرومند دیزلی ممكن شده و توانسته است در مدتی كوتاه كاهش شدید منابع آب های زیرزمینی را باعث شود.

پیشنهادها

روش های بی شماری برای استفاده از آب به صورت پایدار و نه از طریق مصرف آب بیشتر، وجود دارد. فهرست خلاصه ای از مهم ترین اقدام ها را در این زمینه می توان به شرح زیر ارایه كرد:

- انطباق میان كیفیت آب با نوع مصرف، برای مثال، استفاده از آب غیر شرب حاصل از تصفیه فاضلاب ها در سیفون توالت و برای آبیاری چمن.

- توسعه روش آبیاری قطره ای كه می تواند مصرف آب را بین 30 تا 70 درصد كاهش و هم زمان میزان تولید محصول را نیز بیست تا نود درصد افزایش دهد.

- استفاده از شیرهای آب كم مصرف در دستشویی ها و ماشین لباس شویی

- جلوگیری از نشت آب

- كشت گیاهان سازگار با شرایط اقلیمی در مناطق خشك و كم آب و توسعه فضای سبز با كشت گیاهان بومی كه نیاز اندكی به آب دارند.

- بازیافت آب، برخی از صنایع، به ویژه در مناطق خشك و كم آب، پیشگام استفاده از روش های كارآمد و كم هزینه برای بازیافت، تصفیه و استفاده مجدد از آب بوده اند.

- جمع آوری آب باران در مناطق شهری، با توسعه سیستم جمع آوری و ذخیره آب از طریق سقف منازل می توان آبی به اندازه آب های روان حاصل از نزولات جوی را مانند سد بزرگی ذخیره و مصرف كرد.

یكی از بهترین روش ها برای استفاده عملی از این اقدام ها توقف اعطای یارانه به بخش آب است. چنانچه قیمت استحصال نشان دهنده تمام یا بخشی از هزینه های مالی، اجتماعی و زیست محیطی تأمین آب باشد، استفاده عقلایی از منابع آب به طور خودكار محقق می شود.