صرف

صرف

تركيب أنابيب البولى ايثيلين عالى الكثافة فى مشروع تصريف ميه الأمطار، المكسيك.

الصرف هو الازالة الطبيعية أو الاصطناعية للميه السطحية والميه الجوفية من منطقة بيها ميه زائدة.

الصرف الداخلى لمعظم أنواع التربة الزراعية كويس بدرجة كافية لمنع التشبع الشديد بالميه (الظروف اللاهوائية اللى تضر بنمو الجذور)، لكن كتير من أنواع التربة تحتاج صرف صناعى لتحسين الانتاج أو ادارة امدادات الميه .

تاريخ

التاريخ المبكر

بقايا استنزاف فى لوثال حوالى 3000 قبل الميلاد

كان عند حضارة وادى السند أنظمة صرف صحى وصرف صحي. تتمتع كل البيوت فى مدينتى هارابا وموهينجو دارو الرئيسيتين بامكانية الوصول لمرافق الميه والصرف الصحي. تم توجيه الميه العادمة للمجارى المغطاة اللى تصطف على جنبين الشوارع الرئيسية.

القرن التمنتاشر و التسعتاشر

تانك ستريم ، مجرى تاريخى فى مدينة سيدني، اوستراليا

يرجع الفضل فى اختراع الصرف الصحى بالأنابيب المجوفة للسير هيو دالريمبل، اللى تو سنة 1753.

الممارسات دلوقتى

أنبوب صرف بلاستيكى مرن (PVC)، يستخدم لتصريف الميه من سطح البيت أو المبنى السكنى

المنسوجات الأرضية

تشتمل أنظمة تصريف ميه الأمطار الجديدة على مرشحات تكسية أرضية تحافظ على حبيبات التربة الدقيقة وتمنعها من المرور للمصرف وسده. المنسوجات الأرضية هيا أقمشة نسجية اصطناعية تم تصنيعها خصيص لتطبيقات الهندسة المدنية والبيئية. اتصمم المنسوجات الأرضية للاحتفاظ بجزيئات التربة الدقيقة مع السماح للميه بالمرور. فى نظام الصرف النموذجي، ى اتحطها على طول خندق يتم ملؤه بعد كده بمواد حبيبية خشنة: الحصى أو الأصداف البحرية أو الحجر أو الصخور . يتم بعد كده طى النسيج الأرضى فوق الجزء العلوى من الحجر بعدين يتم تغطية الخندق بالتربة. تتسرب الميه الجوفية من النسيج الأرضى و تتدفق عبر الحجر للمصب. فى ظروف الميه الجوفية المرتفعة، ياتحط أنبوب بلاستيكى مثقوب ( PVC أو PE ) على طول قاعدة الصرف لزيادة حجم الميه المنقولة فى الصرف.

بدل ده ، ممكن التفكير فى نظام صرف بلاستيكى جاهز مصنوع من HDPE ، وفى الغالب ما يتضمن مواد تكسية أرضية أو ألياف جوز الهند أو مرشحات خرقة . لممكن بقا استخدام دى المواد اكتر شيوع بشكل متزايد نظر لسهولة استخدامهاو ده يلغى الحاجة لنقل ووضع ركام الصرف الحجرى اللى يكون اكتر تكلفة من الصرف الاصطناعى والبطانات الخرسانية.

المنسوجات الأرضية و مرشحات PVC ومرشحات HDPE بقت هيا وسائط مرشح التربة الاكتر استخدام. رخيصة الانتاج و سهلة التركيب، مع خصائص يتم التحكم فيها على ايد المصنع اللى تضمن أداء ترشيح طويل الأمد و لو فى ظروف التربة الغرينية الناعمة.

بدائل القرن الواحد و عشرين

المرافق العامة فى سياتل (مدينة فى واشنطن، امريكا) أنشأت برنامج تجريبى مشروع بدائل Street Edge. المشروع يركز على تصميم نظام "لماتر الصرف الصحى اللى يحاكى بشكل أوثق المناظر الطبيعية قبل التطوير مقارنة بأنظمة الأنابيب التقليدية". وتتميز الشوارع بوجود خنادق على جنبين الطريق، مع مزروعات مصممة فى كل اماكن المنطقة. ان التركيز على الأرصفة غير المقيدة يسمح للميه بالتدفق بحرية اكبر لمناطق السطح النفاذية على جانب الشوارع. و بسبب المزروعات، الميه الجارية من المنطقة الحضرية لا تذهب جميعها مباشرة للأرض، لكن ممكن كمان امتصاصها فى البيئة المحيطة. تشير المراقبة اللى أجرتها شركة سياتل للمرافق العامة لانخفاض بنسبة 99 % فى ميه الأمطار الخارجة من مشروع الصرف

خضع الصرف لمرا بيره بيئية واسعة النطاق زمان القريب فى المملكة المتحدة. اتصمم أنظمة الصرف الحضرية المستدامة (SUDS) لتشجيع المقاولين على تركيب نظام صرف يحاكى بشكل أوثق التدفق الطبيعى للميه فى الطبيعة. من سنة 2010، بقا التخطيط المحلى والأحياء فى المملكة المتحدة مطلوب حسب القانون لادراج SUDS فى أى مشاريع تنموية تكون مسؤولة عنها.

أثبت الصرف عبر الفتحات أنه المنتج الاكتر تقدم كخيار صرف. و باعتباره نظام صرف قناة، تم تصميمه للتخلص من الحاجة لتركيب المزيد من أنظمة الأنابيب بالتوازى مع الصرف،و ده يقلل من التأثير البيئى للانتاج و تحسين تجميع الميه . الفولاذ المقاوم للصدأ ، والقنوات الخرسانية ، والـ PVC، والـ HDPE كلها مواد متاحة لتصريف الفتحات اللى بقت معايير صناعية فى مشاريع البناء.

الصرف الصحى فى صناعة البناء

ياتحط الأنابيب للحوض

المهندس المدنى هو المسؤول عن الصرف فى مشاريع البناء. لممكن حددوا من المخططات كل الطرق ومزاريب الشوارع والصرف الصحى والقنوات والمجارى المشاركة فى عمليات البناء . وقت عملية البناء، سيتم تحديد كل المستويات اللازمة لكل عامل من العوامل المذكورة قبل كده .

يعمل المهندسين المدنيون ومديرو البناء مع المهندسين المعماريين والمشرفين والمخططين ومساحى الكميات والقوى العاملة العامة، فضل عن المقاولين من الباطن. فى العاده ما يكون عند معظم الولايات القضائية مجموعة من قوانين الصرف للتحكم لأى درجة ممكن لمالك الأرض تغيير الصرف من قطعة الأرض الخاصة به.

تشمل خيارات الصرف للبنا ما يلي:

• نقطة الصرف، اللى تعترض الماء فى الأخاديد (النقاط). تتصل الأخاديد بأنابيب الصرف الموجودة تحت سطح الأرض ويلزم اجراء حفر عميق لتسهيل ده النظام. مطلوب دعم الخنادق العميقة على شكل ألواح خشبية أو دعامات أو دعامات.
• تصريف القناة، اللى يعترض الميه على طول مجرى القناة بالكامل. فى العاده ما يتم تصنيع تصريف القنوات من الخرسانة أو الفولاذ أو البوليمر أو المواد المركبة. يكون معدل اعتراض تصريف القناة اكبر من الصرف النقطى وفى العاده يكون الحفر المطلوب أقل عمق بكثير.

فى العاده يكون الفتح السطحى لقناة الصرف على شكل شبكات (بوليمر أو بلاستيك أو فولاذ أو حديد) أو فتحة واحدة (فتحة تصريف) تمتد على طول سطح الأرض (عادةً ما تكون مصنوعة من الفولاذ أو الحديد).

الصرف الصحى فى الجدران الاستنادية

تحتاج هياكل الاحتفاظ بالأرض زى الجدران الاستنادية كمان لمراعاة تصريف الميه الجوفية . ياتبنا الجدران الاستنادية النموذجية من مواد غير منفذة ممكن أن تمنع مسار الميه الجوفية. لما يتم اعاقة تدفق الميه الجوفية، يتراكم ضغط الميه الهيدروستاتيكى على الجدار وممكن يسبب أضرار كبيرة. اذا لم يتم تصريف ضغط الماء بشكل مناسب، ممكن أن تنحنى الجدران الاستنادية وتتحرك وتنكسر وتنفصل طبقاتها. ممكن أن يؤدى ضغط الماء كمان لتآكل جزيئات التربة،و ده يؤدى لظهور فراغات خلف الجدار وحفر فى التربة فوقها. ممكن أن تشتمل أنظمة تصريف الجدران الاستنادية التقليدية على المصارف الفرنسية أو أنابيب الصرف أو فتحات التصريف . لمنع تآكل التربة، يتم تركيب أقمشة مرشحات التكسية الأرضية مع نظام الصرف الصحي.

الصرف فى قصارى الزرع

صرف قصارى الزرع تنفيذ أنظمة صرف فعالة مصممة لحاويات أو أوانى النباتات. الصرف المناسب أمر بالغ الأهمية فى قصارى الزرع لمنع التشبع بالميه وتعزيز نمو النبات الصحي. يتضمن صرف الغراس دمج فتحات الصرف أو طبقات الصرف أو أنظمة الصرف المتخصصة لضمان خروج الماء الزائد من الغراس. يساعد ذلك على منع تعفن الجذور وتراكم الميه و غيرها من المشكلات اللى ممكن تؤثر على صحة النبات. من ماتر الصرف الكافى فى اقصارى الزرع ، يدعم النمو الأمثل للنباتات و يساهم فى النجاح الشامل لمشاريع البستنة أو المناظر الطبيعية.

خيارات صرف قصارى الزرع تشمل  :

• المصارف السطحية لادارة الجريان السطحى من الأسطح المرصوفة، الأرصفة و مواقف العربيات. وترتبط أحواض التجميع، اللى تجمع الميه والحطام، بأنابيب تحت الأرض تحمل الميه بعيد عن الموقع.
• تصميم المصارف تحت السطح لادارة الميه اللى تتسرب للتربة تحت سطح الزراعة. المصارف الفرنسية ، هيا خنادق مملوءة بالحصى مع أنابيب مثقوبة فى الأسفل، هيا النوع الاكتر شيوع للمصارف تحت السطح. تُستخدم كمان مصارف الخنادق ، و هيا متشابهة لكن أقل عمق و أوسع، فى بعض المواقف.

أسباب الصرف الاصطناعى

قناة تصريف زراعية بره ماغوم ، اليابان بعد هطول أمطار غزيرة. تخلق النتوءات ميه ًا مضطربة،و ده يمنع الرواسب من الاستقرار فى القناة.

تربة الأراضى الرطبة ممكن تحتاج صرف لاستخدامها فى الزراعة . فى شمال امريكا و أوروبا، أدى التجلد لانشاء الكتير من البحيرات الصغيرة اللى امتلأت تدريجى بالدبال لتكوين المستنقعات . وممكن تم تجفيف بعض دى الأراضى باستخدام الخنادق والخنادق المفتوحة لانشاء الأراضى الطينية ، اللى تستخدم فى المقام الاولانى لزراعة المحاصيل اللى ليها القيمة العالية زى الخضروات .

اكبر مشروع من النوع ده فى العالم يجرى تنفيذه من قرون فى هولندا . كانت المنطقة بين أمستردام وهارلم ولايدن ، فى عصور ما قبل التاريخ ، مستنقعات وبحيرات صغيرة. أدى قطع العشب ( استخراج الخث ) والهبوط وتآكل الشاطئ بالتدريج لتكوين بحيرة واحدة كبيرة، هيا بحيرة هارلميرمير ، أو بحيرة هارلم. سمح اختراع محركات الضخ اللى تعمل بطاقة الرياح فى القرن الخمستاشر بتصريف بعض الأراضى الهامشية، لكن الصرف النهائى للبحيرة كان لازم ينتظر تصميم مضخات كبيرة تعمل بالبخار والاتفاقيات بين السلطات الاقليمية. حدث القضاء على البحيرة بين 1849 و 1852،و ده اتسبب فى خلق آلاف الكيلومترات ^{المربعة} من الأراضى الجديدة.

السهول الساحلية ودلتا الأنهار ممكن فيها ارتفاع منسوب الميه بشكل موسمى أو دائم و لازم يكون بيها تحسينات فى الصرف اذا كانت هاتتزرع . من الأمثلة منطقة زراعة الحمضيات اللى ليها الأخشاب المسطحة فى فلوريدا بالولايات المتحدة. بعد فترات هطول الأمطار الغزيرة، يتم استخدام مضخات الصرف لمنع تلف بساتين الحمضيات من التربة شديدة الرطوبة. يتطلب انتاج الأرز التحكم الكامل فى الميه ، حيث تحتاج الحقول لغمرها أو تجفيفها فى مراحل مختلفة من دورة المحصول. وممكن قادت هولندا كمان الطريق فى ده النوع من الصرف، مش بس لتصريف الأراضى المنخفضة على طول الشاطئ، لكن فى الواقع دفع البحر للخلف لحد يتم توسيع الدولة الأصلية بشكل كبير.

فى المناخات الرطبة، ممكن تكون التربة مناسبة للزراعة باستمدح أنها تصبح مشبعة بالميه لفترات قصيرة كل عام، بسبب ذوبان الثلوج أو الأمطار الغزيرة. التربة اللى يغلب عليها الطين هاتمرر الماء ببطء شديد للأسفل، وفى الوقت نفسه تختنق جذور النباتات علشان الماء الزائد حول الجذور يمنع حركة الهواء عبر التربة.

ممكن تحتوى أنواع التربة التانيه على طبقة منيعة من التربة المعدنية، تسمى الطبقة الصلبة أو طبقات صخرية غير منفذة نسبى ممكن تحت التربة الضحلة. الصرف مهم بشكل خاص فى انتاج ثمار الأشجار . ممكن تكون التربة الممتازة مشبعة بالميه لمدة أسبوع فى العام، و هو ما يكفى لقتل أشجار الفاكهة وتكلف انتاجية الأرض لحد ممكن انشاء بدائل. وفى كل حالة من دى الحالات، يؤدى الصرف المناسب لتدفق مؤقت للميه لمنع تلف المحاصيل السنوية أو المعمرة .

فى الغالب ما تتم زراعة المناطق الاكتر جفاف عن طريق الرى ، ولا يعتبر المرء أن الصرف ضروري. بس، تحتوى ميه الرى دايما على معادن و أملاح ، اللى ممكن أن تتركز لمستويات سامة عن طريق التبخر . و تحتاج الأراضى المروية لعمليات شطف دورية بميه الرى والصرف المفرطة للتحكم فى ملوحة التربة .