تامین آب و مدیریت مصرف در عصر جدید

مدیریت بهینه مصرف آب تامین آب و مدیریت مصرف در عصر جدید, جامعه بشری را در سخت ترین بوته آزمایش تاریخ پیدایش قرار خواهد داد و پوشش 71% سطح کره زمین با آب و علم به اینکه تنها 5/2%آن شیرین و 7 هزارم درصد آن قابل استحصال می باشد و ثابت بودن حجم آب در چرخه حیات مشکلات را دو چندان می نماید. توسعه صنعت در دهه های گذشته نیاز آبی جهانیان را افزایش داده و منابع موجود را در حدی آلوده نموده که براساس تحقیقات و گزارشات سازمان ملل تلفات ناشی از مصرف آبهای آلوده 10 برابر جنگ های اخیر برآورد گردیده و در حال حاضر1/1 میلیارد نفر در جهان از مصرف آب شرب بهداشتی محروم می باشند. کارشناسان کمبود آب را دلیل جنگ ها و مناقشات آینده بر می شمارند. در سال 2025 قریب به 3/2 میلیارد نفر جمعیت جهان در کشورهایی که با کمبود آب مواجهند زندگی خواهند کرد و شرایط گلخانه ای حاکم بر جو کره خاکی, ذخایر برفی موجود را تا حد قابل ملاحظه ای تقلیل خواهد داد و نزولات زمستانی با تغییر ماهیت برفی ذخیره ای خود تبدیل به باران گشته و بدون استفاده, به صورت سیلاب های عظیم از دسترس خارج خواهند شد. محدودیت منابع طبیعی و دغدغه تامین مواد غذایی, جوامع بشری را با تنگناهای مضاعف مواجه خواهد ساخت و در راستای پیشگیری و رفع موانع برنامه ریزی و بهره برداری صحیح از منابع و مصرف بهینه آب از ضروریات نخستین خواهد بود. زنگ خطر مشکل کم آبی در استان همدان سالهاست که بصدا درآمده است. در طول ده سال اخیر بارندگی ها بشدت کاهش یافته و تغییر نوع بارش ها از برف به باران و عدم توزیع و پراکندگی زمانی و مکانی مناسب استان ما را با چالش بزرگی درگیر نموده است. چنانچه روند کاهش و تبدیل شکل نزولات جوی ادامه یابد درچند سال آینده حتی برای تامین آب شرب, دچار مشکلات فراوانی خواهیم شد. با توجه به برداشت بی رویه و غیر مجاز آب های زیرزمینی مخصوصاً در دشت های شمالی استان در کمتر از یک دهه اکثر چاه های کشاورزی خشک یا برداشت از آنها غیر اقتصادی خواهد شد. بنابراین هر چه سریعتر باید به فکر چاره بود مجموعه ادارات و شرکت های ذیربط سریعاً باید برنامه ای مفصل طراحی و باجرا درآورند. حاکمان محلی باید ادارات و شرکت های ذیربط استان را در کنترل و پرکردن چاه های غیر مجاز و بقیه تخلفات آبی یاری رسانند. در این راستا تشکیل پلیس آب پیشنهاد می گردد. شرکت آب منطقه ای همدان با مطالعه و احداث سدها و پروژه های تغذیه مصنوعی متعدد در سطح استان موفقیت بزرگی در مهار آبهای سطحی کسب نموده است. حدود 60 الی 70 درصد آب شهرها و روستاها بصورت فاضلاب به هدر می روند. کشورهای اروپایی علیرغم داشتن منابع آبی فراوان سال هاست که با تصفیه و استفاده مجدد و بازچرخانی این آبها حداکثر استفاده را می برند بنابراین مطالعه و احداث تصفیه خانه فاضلاب ها و نحوه و چگونگی استفاده از آنها در اسرع وقت الزامیست. لازم بذکر است, در صورت تصفیه مناسب آب های مذکور می توانند در امور کشاورزی, تغذیه مصنوعی, آبیاری فضاهای سبز شهری و غیر شهری, صنعت و کلیه مصارف غیر شرب و حتی با تصفیه مطلوبتر در شرب مورد استفاده قرار گیرند. اقدام بعدی مهمی که می توان جهت خروج و یا کاهش اثر بحران آب نام برد جدا کردن لوله کشی های آب شرب و غیر شرب در شهرهاست. شایان ذکر است, حدود 90 درصد آب موجود کل استان به مصرف کشاورزی و تنها حدود ده درصد به مصرف شرب و صنعت می رسد. بنابراین نقش و نحوه استفاده آب در کشاورزی بسیار سازنده است. با توجه به آمار و ارقام بدست آمده راندمان آبیاری سطحی در سطح استان حدود 30 درصد می باشد. یعنی 70 درصد تلفات آب در بخش کشاورزی وجود دارد. چنانچه با تامین اعتبارات لازم, سازمان های مربوطه موفق به افزایش این راندمان گردند. بیشترین اثر را در صرفه جویی و مدیریت آب های سطحی و زیرزمینی خواهد داشت. با تغییر روش های آبیاری از سطحی به تحت فشار و مخصوصاً قطره ای و وادار نمودن کشاورزان به رعایت الگوی کشت مناسب, پیشنهادی و مطالعه شده و جلوگیری از افزایش سطح زیر کشت می توان خدمت بزرگی به نسل های آینده نمود. متاسفانه ملاحظه می شود کشاورزان به محض تغییر روش آبیاری از سطحی به بارانی جهت سود بیشتر سطح زیر کشت را افزایش می دهند و با این عمل نه تنها هیچگونه صرفه جویی در منابع آب زیرزمینی به عمل نخواهد آمد. بلکه باعث افزایش سریعتر افت سطح آب های زیرزمینی گردیده که لطمات جبران ناپذیری به این مخازن که به نسل ها آینده نیز تعلق دارد, وارد می نمایند. چون در آبیاری سطحی و ثقلی بخشی از آب های مورد مصرف به سفره های زیرزمینی می پیوندند. ولی در آبیاری بارانی تنها به اندازه نیاز آبی گیاه, آب به خاک داده می شود و عملاً هیچگونه نشتی به آبهای زیرزمینی وجود نخواهد داشت. لذا با تغییر روش آبیاری از ثقلی به بارانی, سطح زیر کشت باید ثابت بماند تا آب کمتری از چاه ها برداشت گردد. این مسئله مهمی است که کشاورزان و مسئولان مربوطه امید است مورد توجه قرار دهند. کشاورزان باید تغییر الگوی کشت دهند و محصولاتی را بیشتر بکارند که با مصرف آب کمتر, عملکرد بهتر و بیشتری از آنها بدست آید. کاشت هندوانه در دشت های شمالی استان با سطح وسیع کنونی, اشتباه بزرگ و تاراج نمودن مخازن آبهای زیرزمینی است. سریعاً باید چاره ای اندیشیده شود و از این عمل جلوگیری نمود. یکی دیگر از راه های صرفه جویی و مدیریت صحیح منابع آب مطالعه و احداث شبکه های آبیاری و زهکشی مخصوصاً در پایاب سدها می باشد. احداث شبکه های آبیاری و زهکشی درجه 2.1 با عنایت به آمار موجود در سطح کشور رشد چشمگیری داشته است ولی ساخت کانال های درجه 3 و 4 که همان انهار داخل مزرعه می باشند. به خاطر عدم مشارکت مردم و کشاورزان, عدم تجمیع و یکپارچه سازی اراضی, مشکلات اجتماعی و حقوقی و تملکی فراوان و از همه مهمتر کمبود اعتبارات, دارای سرعت کمتری بوده است. البته به این عوامل در شرایط فعلی بدلایل مختلف, نبود هماهنگی های بیشتر بین وزارت نیرو و جهاد کشاورزی و عدم همزمانی اجرا و تامین اعتبار شبکه های اصلی و فرعی را نیز می توان افزود. جهت تحقق شاخص های آبی در برنامه چهارم توسعه, باید ظرفیت تنظیم آبهای سطحی از طریق سدهای مخزنی بزرگ از 32 میلیارد مترمکعب به 43.2 میلیارد مترمکعب و وسعت شبکه های مدرن آبیاری و زهکشی از 6/1 میلیون هکتار موجود به 2.8 میلیون هکتار در سال پایانی برنامه چهارم برسد. بنابراین وظیفه وزارت نیرو و جهاد کشاورزی در این راستا بسیار مهم و کلیدی خواهد بود. منابع و ماخذ: 1-مجموعه مقالات اولین همایش بررسی مشکلات شبکه های آبیاری و زهکشی کمیته ملی آبیاری و زهکشی ایران(گوهران کویر), چاپ دوم, سال 1383. 2- مجله مهاب قدس. شماره 34. بهار1385 3- فصلنامه نظام مهندسی کشاورزی و منابع طبیعی. شماره11و12.بهار و تابستان 1385. محمدنیکخواه کارشناس ارشد آبیاری و زهکشی 17/7/85 زمان درج خبر : 18 مهر 1385 / 10:54

پروفسور ایرانی از آینده انرژی سخن می گوید

مجله اطلاعات علمی، در زمینه آینده انرژی گفت و گویی با پرفسور رضا ابهری، استاد تمام وقت آئروترمودینامیک (Aerothermodynamics) دانشگاه فنی زوریخ – سوئیس، ترتیب داده است که توجه شما را به بخش‌هایی از این مصاحبه جلب می کنیم. پروفسور رضا ابهری، رئیس آزمایشگاه سیالات و مرکز تحقیقات تبدیل انرژی (CEC1) است. وی، تحصیلات خود را در مقطع کارشناسی، در سال 1984 از دانشگاه آکسفورد و دکترای تخصصی مهندسی هوا فضا را، در سال 1991 از دانشگاه MTT آمریکا اخذ کرده است. موضوع‌های اصلی تحقیقات وی در آزمایشگاه سیالات و مرکز تحقیقات تبدیل انرژی، مربوط به توسعه فناوری، کاهش مصرف سوخت در موتور خودروها و هواپیماها و در نتیجه، کاهش گازهای آلاینده محیط زیست و افزایش کارایی تبدیلات انرژی است. طی 25 سال آینده، نیاز انرژی جهان حدود 60 درصد افزایش می یابد و این در حالی است که در قرن 21 منابع انرژی های فسیلی، یعنی سوخت های ذغال سنگ، نفت و گاز رو به اتمام است. آیا جهان برای این رویارویی با این مشکل آمادگی دارد؟ نگاه به آینده انرژی، بسیار پیچیده است. همه پیش بینی ها، به پیشرفت علم و فناوری در تولید و مصرف انرژی، وضع قیمت ها و تصمیم گیری های سیاست انرژی بستگی دارد. در موضوع تأمین انرژی آینده جهان، خیلی از عوامل هنوز جای بحث دارد، اما مسلم است، که سوخت های فسیلی به تدریج طی قرن حاضر، جانشین می‌شوند. امروزه، دانش فنی تولید برق از انرژی های تجدید پذیر فراهم و در دسترس است، ولی در برخی موارد به سبب هزینه های گران، انرژی‌های تجدیدپذیر، با سوخت های فسیلی نمی توانند رقابت کنند. اما، با کار تدریجی منابع سوخت های فسیلی، قیمت آنها افزایش خواهد یافت. انرژی های تجدید پذیر، جایگاه خاصی می یابند،به هر حال، قادر هستیم برای مشکلی که با آن رو به رو می شویم، به خوبی راه حل مناسبی بیابیم. فقط، در خصوص سوخت هواپیماها هنوز جایگاه مطمئنی چندان متصور نیست. کدام یک از انرژی های تجدیدپذیر، بیشترین منابع و پتانسیل آینده را دارند؟ در آینده نزدیک و در سطح جهانی، سهم انرژی های تجدیدپذیر در مقایسه با سوخت های فسیلی، کم خواهد شد و طی 20 تا 30 سال آینده ( 2035-2025)، مصرف انرژی اولیه جهان، همچنان از منابع نفت، گاز و ذغال سنگ تأمین می شود، اما مسلما با افزایش قابل ملاحظه سوخت های فسیلی، انرژی های خورشیدی و بادی مطرح هستند. در دراز مدت، از نظر فناوری، انرژی های تجدیدپذیر و انرژی هسته ای برای تأمین انرژی مورد نیاز، بسیار مهم می شوند. درهمه حال، آینده انرژی هسته ای قبل از همه چیز با تصمیمات سیاست گذاری مرتبط است . در سوئیس وضع چگونه است؟ در این مورد و خصوصاً در گرمایش خانگی، انرژی زمین گرمایی، می تواند جالب باشد. در حال حاضر، من خودم گرمای مورد نیاز خانه ام را، از طریق انرژی زمین گرمایی تأمین می کنم. آیا سهم انرژی های تجدیدپذیر، سریع افزایش خواهد یافت؟ برای تولید برق، استفاده از نیروی سدهای آبی در سوئیس گسترش فراوانی یافته است و هنوز هم نیاز مردم به انرژی برق، که از منابع طبیعی و پاک تأمین می شود، زیاد است. به سبب قیمت های زیاد تولید برق از انرژی‌های تجدیدپذیر، تصور نمی کنم بدون یارانه در بخش خصوصی، این سهم صعود سریعی داشته باشد. یکی از جانشین‌های منابع متداول انرژی را می توان پیل های سوختی دانست که انرژی شیمیایی هیدروژن را به برق و گرما، هم زمان تبدیل می کند. به راستی چه زمانی استفاده از پیل های سوختی متداول می شود؟ در عمل، پیل‌های سوختی که با هیدروژن کار می‌کنند، بسیار جالب هستند. این پیل ها از نظر بازدهی تبدیل انرژی و این که می توان چندین پیل سوختی را با هم مرتبط و انرژی مورد نیاز را تأمین کرد، اهمیت دارند. در همه حال، تا زمانی که مسائل مربوط به تولید هیدروژن، ذخیره سازی و توزیع آن حل نشده باشد، بعید به نظر می‌رسد که توسعه بیشتری داشته باشد. در این زمینه به سرمایه گذاری های وسیعی نیاز است. در هر حال، با احتمال نزدیک به یقین، هیدروژن حامل اصلی انرژی آینده جهان خواهد بود. پیل های سوختی در کدام بخش استفاده خواهند شد؟ استفاده از پیل های سوختی در بخش حمل و نقل و خودرو، ضرورت تام دارد و ابتدا کاربری آنها در رایانه ها و تلفن های همراه و وسایل دیگر، رواج می یابد. امروزه تولید برق در نیروگاه های عظیم انجام می شود. آیا در آینده تولید برق در نیروگاه‌های کوچک و نزدیک محل مصرف خواهد بود؟ در این مورد، ضروری است به یک قانون فیزیک اشاره کنم که هر قدر ماشین تبدیل انرژی عظیم باشد، بازدهی آن زیاد خواهد بود. در کشورهای در حال توسعه، خوب است که شبکه برق به صورت غیر متمرکز و در محل نزدیک مصرف باشد. در کشورهای پهناوری نظیر هند و چین، استفاده از منابع طبیعی انرژی باید بسیار از نظر کاربری (نحوه استفاده و تعمیر و نگهداری)‌ساده باشد تا افراد بتوانند بدون دردسر، برق مورد نیاز خود را تولید و استفاده کنند. آیا تصور این که هر دهکده یا حتی هر خانه، نیروگاه کوچک تأمین کننده برق داشته باشد، امکان دارد؟ این امر، در حال حاضر، از نظر فنی امکان پذیر است، ولی، از نظر اقتصادی و به صرفه بودن در همه جا معقول نیست. این کار برای تأمین انرژی حداقل مورد نیاز متصور است، اما برای نیازهای برق بیش از حد متداول، قطعاً مرتبط بودن با شبکه برق (حداقل درمناطق توسعه یافته) لازم است. زمینه های اصلی تحقیقات در مؤسسه فناوری های انرژی دانشگاه فنی زوریخ کدام ها هستند و مرکز تحقیقات تبدیل انرژی (‍‍CEC ) چه می کند؟ یکی از موارد اصلی تحقیقات، استفاده بهینه و با بهره وری زیاد از سوخت های فسیلی است. در مرکز تحقیقات تبدیل انرژی، برای افزایش کارایی مبدل های انرژی در توربین های گازی و بخار، کار می کنیم. این کارها را فقط به منظور کاهش CO2 در بحث اعلامیه کیوتو انجام نمی دهیم، بلکه دستگاه و تجهیزاتی را که می‌توانند در دماهای بسیار زیاد، اندازه گیری و کار کنند (مثلاً در توربین های گازی که دما تا 1600 درجه سانتیگراد می‌رسد)، ‌می‌سازیم و آزمایش می کنیم. در مؤسسه فناوری های انرژی دانشگاه فنی زوریخ، در مورد انرژی های تجدید پذیر، انرژی هسته ای و موتورهای هواپیما نیز کار می شود. در مورد موتور خودروها چطور؟ در مورد موتورهای درون سوز هوشمند، کارهای تحقیقاتی زیادی صورت می گیرد افزایش کارایی تبدیل انرژی، به کاهش انتشار گازهای آسیب رسان محیط زیست منتهی می شود. تحقیقات مربوط به کار موتورهای تلفیقی (موتورهای درون سوز سوخت فسیلی و موتورهای الکتریکی)‌نیز، در مرکز تحقیقات انجام می شود. به نظر شما، در یک صد سال آینده،‌ تأمین انرژی کشور سوئیس چگونه خواهد بود؟ بسیاری از کارها به آینده انرژی هسته ای بستگی دارد. اگر سیاست کاری نشود، بدون شک سهم انرژی هسته‌ای افزایش خواهد یافت و چنان که تصمیم گرفته شود از انرژی هسته ای به عللی استفاده محدود شود، به ناچار، تولید برق با سوخت های فسیلی انجام خواهد شد. فکر می کنم در بخش حمل و نقل به استفاده از سوخت فسیلی و در بخش تولید برق به نیروی سدهای آبی و نیروگاه های هسته ای باید اهمیت ویژه ای بدهیم؛ اما، در دراز مدت باید به تولید برق از انرژی‌های تجدیدپذیر و تولید هیدروژن برای بخش خودروها متمرکز شویم. در هر حال، همه این ها به سیاست گذاری انرژی بستگی دارد. زمان درج خبر : 5 مهر 1385 / 13:05

نیروگاه‌های شناور و تولید برق از امواج دریا

نیروگاه شناور به عنوان راهکار جدیدی برای تولید برق از انرژى امواج خروشان دریا مورد استفاده قرار خواهد گرفت. به گزارش خبرگزاری دانشجویان ایران (ایسنا)، سرمایه‌گذاران بزرگى مانند شرکت آمریکایى جنرال الکتریک و شرکت نروژى نورسک هیدرو یکى از مطرح‌ترین کنسرسیوم‌های‌ نفت و گاز اروپا، روى این طرح سرمایه گذارى کرده‌اند. نخستین نیروگاه شناور، تابستان امسال در شرق اقیانوس آتلانتیک، نزدیکى سواحل پرتقال نصب شده است. خبرگزاری آلمان در گزارشی با بیان این‌پرسش‌ که تا چند وقت دیگر نفت و گاز و سوختهاى فسیلى در اختیار داریم و پس از تمام شدن انرژى فسیلى چه خواهیم کرد؟ تاکید کرده‌است که هر چند استفاده از انرژى هسته‌اى همچنان به عنوان یک گزینه مطرح است، اما در نهایت ذخیره اورانیوم هم تمام شدنى است. پس از طرح موفق نیروگاه‌هاى بادى، دانشمندان اروپایى در نظر دارند انرژى امواج خروشان دریا را به برق تبدیل کنند. چندى پیش 12 کشور اروپایى پیمانى به نام ”تبدیل انرژی آب‌ها“ امضا کرده‌اند؛ در حال حاضر این کشورها در این زمینه تحقیق مى‌کنند. طرح‌هاى متفاوتى براى عملى کردن این ایده، یعنى استفاده از انرژى امواج دریا در دست بررسى است. در این میان طرح نیروگاه شناور که به تازگى توسط شرکت اسکاتلندی "اوشن پاور" ارائه شده، توجه سرمایه‌گذاران بزرگ را به خود جلب کرده است. نیروگاه شناور که در مرحله آزمایشى موفق بوده است، نیروگاهى است که نیروى امواج دریا را به انرژى برق تبدیل مى‌کند و سرمایه‌گذاران بزرگى روى این طرح سرمایه گذارى کرده‌اند. دیوید لیندلای ـ مهندس انگلیسى و یکى از طراحان نیروگاه ـ پروژه را این‌طور تعریف مى‌کند: چهار برگه کالباس را تصور کنید که روی سطح آب شناورند، ببینید وقتی موج به قسمت جلویی این ورقه‌ها مى‌خورد‌، ورقه‌ها تا مى‌شوند و بالا مى‌روند. البته لیندلای سعی مى‌کند طرح را تا جایی که ممکن است ساده توضیح دهد. آنچه که او به ورقه‌های کالباس تشبیه مى‌کند، میله‌هایى از جنس فولاد و به طول 30 متر هستند که از وسط تا مى‌شوند. این میله‌ها درون سیلندرهاى مخصوصى قرار مى‌گیرند که مثل واگن‌های قطار‌، چهارتایى به هم متصلند. امواج دریا میله‌هاى فولادى را بالا و پایین مى‌کند. در اصل مثل این است که پا را از زانو جمع و دوباره دراز کنید و به این ترتیب از این بالا و پایین شدن مداوم، انرژی تولید مى‌شود. لیندلاى ادامه مى‌دهد: لوله‌ها با امواج بالا و پایین مى‌شوند و این حرکت مداوم پیستون‌های هیدرولیکی سیلندرها را به کار می‌اندازند؛ درست مثل این‌که با صرف نفت، موتور هیدورلیک را به حرکت در آورده و برق تولید کنید. ظرفیت تولید نیروگاه در حال حاضر حدود 2 مگاوات است. این پروژه در ابعاد بسیار کوچک آغاز شده است، اما در آینده نزدیک گسترش پیدا خواهد کرد. در مرحله بعد میله‌های فودلادی چهار تایی درون سیلندر‌ها تبدیل به جفت‌های دوازده تایی خواهند شد و مرحله تکمیلى سیلندرهای صد و 10 تایی خواهند بود که انرژی مورد نیاز حدود 15 هزار خانواده را تأمین مى‌کنند. بهره‌بردارى از این نیروگاه که در پنج کیلومترى ساحل پرتقال در اقیانوس نصب شده، اواخر پاییز امسال آغاز مى‌شود و برق تولیدى به ساحل ارسال خواهد ‌شد. نصب اولین نیروگاه شناور در پرتقال اتفاقى نبوده است. دولت پرتقال از این طرح حمایت مى‌کند و تولید انبوه انرژى با صرف هزینه اندک هدفى است که دولت پرتقال دنبال مى‌کند. ورونیکا لا رگینا ـ یکی از کارکنان مرکز تحقیقاتی ”انرژی امواج“ در لیسبون پایتخت پرتقال ـ مى‌گوید: حداکثر تا پنج سال آینده در پرتقال پنج نیروگاه ساخته خواهد شد. پس از بررسی خطرات زیست محیطی این نوع نیروگا‌ه‌ها، مکان‌های مناسب نصب آنها مشخص خواهد شد. البته غیر از سواحل پرتقال، مکان‌هاى مناسبى براى نصب این نیروگاه‌ها وجود دارد، مثلأ سواحل اسپانیا، فرانسه، انگلیس و یا جنوب آفریقا یا آمریکایی جنوبی. در همین‌حال، مهندسان این نیروگاه در حال بررسى سواحل آمریکا ـ بزرگ‌ترین مصرف‌کننده انرژی جهان ـ نیز هستند. بر اساس این گزارش، محاسبه‌ها نشان مى‌دهند که امواج طوفانی دریا مى‌توانند تا 300 گیگاوات برق تولید کنند. دیوید لیندلای پیشنهادات جدیدی برای طرحش دریافت کرده است. وی می‌گوید : شرکت اسکاتلندی "اسکاتیش پاور" هم اعلام کرده است که از طرح ما حمایت مالی مى‌کند. البته در سال جاری میلادی سفارش‌های دیگرى هم داریم و احتمال دارد بزودى براى پنج نیروگاه جدید قرارداد ببندیم. روشن است که نیروگا‌ه‌هاى شناور مانند نیروگاه های بادی به زودى جاى خود را باز خواهند کرد. آن‌طور که لیندلاى معتقد است، این طرح موفق‌تر از نیروگاه‌هاى بادى خواهد بود و آینده انرژی از آن نیروگاه‌های شناور خواهد بود. زمان درج خبر : 19 مهر 1385 / 12:06