علوم الأرض والجيولوجيا

أنواع مختلفة من التأثيرات تتعرض لها المياه الملوثة المصرفة في وسط مائي

1996 المصبات البحرية لمياه الصرف الصحي

أ.د عادل رفقي عوض

KFAS

التأثيرات تتعرض لها المياه الملوثة المصرفة في وسط مائي علوم الأرض والجيولوجيا

إن تصريف مياه التلوث المدينية والصناعية والنفايات السائلة الأخرى من خلال المصبات البحرية في مياه البحرية والمحيطات أمر معمول به في معظم المدن الساحلية في الدول الأوروبية المتقدمة وفي بعض المدن الساحلية العربية والنامية.

وهناك معالجات مختلفة تتم لهذه المياه الملوثة قبل تصريفها. ويجب أن يتحدد موقع المصبات وأن تصمم بشكل يسمح بضمان الانحلال الكافي للمياه الملوثة وتلاشي الجراثيم في هذه المياه وترسيب المواد الصلبة، وإلا أدى ذلك إلى خلق مشاكل تسيء إلى بيئة مياه البحر.

وقد وضعت معايير جودة لهذه المياه وذلك في معظم المناطق الساحلية. إن مستوى المعالجة المسبقة لمياه المجاري وتصميم المصبات البحرية يرتبطان مع بعضهما البعض من خلال تكاليف تصريف مياه المجاري ( الناحية الاقتصادية) بالعلاقة مع درجة تخفيض التلوث في الوسط المائي (الناحية البيئية).

 

إن المشكلات الرئيسية الهيدروديناميكية البحرية تكمن بشكل أساسي في تحديد عمليات الانحلال لتراكيز الملوثات ومعدلات التصريف للمياه الملوثة التي تتم من خلال الانتشار الاضطرابي (الدوامي) لمياه البحر، وفي تحديد موقع المصب البحري وتصميمه, وكذلك في معرفة مواصفات البحر الفيزيائية والديناميكية.

الشكل رقم (4-1) يوضح تصريفاً لمياه مجاري (ملوثة) من خلال مصب بحري والظواهر الرئيسية التي تؤثر على خواص المياه الملوثة ( سائل, مواد, صلبة, كائنات حية) بعد تصريفها في مياه البحر.

فيمكن للمياه الملوثة أن تصرف من خلال فتحة بسيطة عند نهاية المجرور (المصب البحري) لتحقيق عمليات خلط أولية كبيرة للمياه الملوثة مع مياه المحيط أو عبر فتحات متعددة موجودة على طول المصب البحري, وبذلك يتحرك الخليط تبعاً للتيارات البحرية المسيطرة.

 

إن المياه الملوثة المصرفة في وسط مائي تخضع بشكل عام لأنواع مختلفة من التأثيرات هي:

– التيارات: الدوامة المحلية والتيارات الساحلية وهي تقوم بالمهمة الرئيسة في عمليات انتشار الملوثات وتخفيف تركيزها.

– الأمواج : وتحقق خلط ونقل كتلة الملوثات من مكان إلى آخر.

– الرياح السطحية : وتجرف المواد الطافية كالزيوت فوق سطح البحر.

 

وعموماً فإنه في الوقت الذي تساوي فيه كثافة المياه العذبة كثافة المياه الملوثة (مثل مياه المجاري) فإن كثافة مياه البحر تكون أكبر منها, وإلى جانب ذلك فإن كمية الحركة الابتدائية (MOMENTUM) هي التي تسبب ارتفاع النافورة المائية الجائشة (TURBULENT JET) التي تتسع عند تصاعدها في الوسط المائي المحيط مسببة انحلالاً (تخفيف التركيز) مميزاً للمياه الملوثة. والأمر نفسه ينطبق على مياه التبريد المستخدمة في محطات توليد الكهرباء (المحطات الحرارية أو النووية) والتي تقل كثافتها عن كثافة مياه البحر.

إن مقطع الكثافة المحدد باتجاه مياه الوسط المحيط سيتحكم ويضبط قوة التعويم للنافورة من السطح وربما تحكم أيضاً في إمكانية تحقيق التوازن للنافورة قبل وصولها السطح.

إن النافورة المائية للملوثات أثناء تصاعدها من القاع باتجاه السطح تولد تيارات دوامة محلية في الوسط المحيط مسببة عمليات الخلط والانحلال لهذه الملوثات.

 

وعندما تصل المياه الملوثة إلى السطح فإن هذا يعني أنها أخفّ من مياه الوسط المحيط (البحر ولذلك فهي ستخضع إلى عمليات الانتشار الجانبي بسبب التناقص التدريجي الأفقي للكثافة.

وتقوم الرياح بجرف المواد العائمة لتنقلها باتجاه الشاطئ, وحركة الأمواج ستزيد من الخلط (والتهوية) قرب السطح وسيحدث انتقال كتلة الأمواج انجرافاً بطيئاً للمياه الملوثة في اتجاه حركة الأمواج.

وإذا لم يكن هناك تيارات ساحلية فإن المياه الملوثة بفعل الرياح والأمواج ستتراكم فرب موقع المصب بانتشار وانحلال ضعيفين يعودان إلى الاضطرابات المحلية وفروق الكثافة والخلايا الدورانية المحلية المولدة بواسطة نافورة المياه.

 

ويجب على المصمم عادة أن يعتمد بشكل أساسي على التيارات الساحلية لضمان الانحلال المميز للملوثات عندما تصل إلى سطح البحر. إن الانتشار الجانبي الدوامي لمياه البحر سيسبب خلطاً مستمراً للمياه الملوثة مع مياه الوسط المحيط عندما تكون المياه الملوثة قد انتقلت من موقع المصب, بأمل ابتعادها عن الشاطئ بواسطة التيارات الساحلية.

ومع مرور الوقت فإن كل المواد القابلة للترسيب ستترسب والجراثيم الضارة ستموت. وبذلك يكون من المطلوب والمرغوب به زيادة مدة انتقال الملوثات بين موقع المصب والأماكن التي يمكن فيها للمياه الملوثة أن تسبب مضايقات أو مشاكل مثل شواطئ السياحة وذلك لضمان ترسيب أعظمي للمواد الصلبة وتلاشي الجراثيم وانحلال الملوثات بواسطة الخلطة الدوامي.

اظهر المزيد

مقالات ذات صلة

زر الذهاب إلى الأعلى
إغلاق
إغلاق