علوم الأرض والجيولوجيا

نظام برنامج مراقبة أعمال التنفيذ الميداني لإنشاء المصبات البحرية

1996 المصبات البحرية لمياه الصرف الصحي

أ.د عادل رفقي عوض

KFAS

برنامج مراقبة أعمال التنفيذ الميداني إنشاء المصبات البحرية علوم الأرض والجيولوجيا

يُلزم تحديد الدراسة الكاملة والدقيقة لإعمال تصميم وإنشاء المصبات البحرية لتصريف مياه الصرف الصحي في أي موقع من مياه البحر، وضع نظام برنامج مراقبة (monitoring program) يتضمن تحقيق وإجراء الاختبارات الميدانية من أجل توفير المعطيات الأساسية الخاصة بالبيئة المحلية.

مثلا لمدينة اللاذقية كما في غيرها، والتي تتكوّن من مسلسلة محطات قياس وتجارب قرب موقع المصب المقترح ومحطة مركزية بعيدة عن الموقع.

ويفضل إجراء أربعة مسوحات أو أكثر تغطي مختلف الفصول في السنة وتتضمن اختصاراً جمع المعلومات التالية:

– سرعة الرياح: من خلال أعمال المسح وفي فترات مختلفة من السنة (الفصول الأربعة).

– المسح البحري: (الخارطة البحرية).

وتعني دراسة الطبقات أو المقاطقع المائية من السطح إلى العمق وعلى طول موقع المصب المقترح.

 

– الجولوجيا المحلية: معرفة طوبوغرافية قاع البحر وخواص الطبقات الأرضية وأعمال التآكل الارضية على طول موقع المصب المقترح.

– الأمواج: وض الجداول الإحصائية الموسمية والتنبؤات اليومية، في مجال موقع المصب المقترح.

 

– التيارات: وتدرس على فترات متتالية ساعية ويومية، وتتضمن إجراء قياسات السرعة عند الموقع (مقاطع في سرعة التيارات) واتجاهات وإجراء قياسات لنماذج الجريان في مواقع مختارة مستخدمين المرساة العائمة (للطائرات المائية) (drogue)

وبطاقات عوامة متنقلة (drift cards) وعوامات (floats).

وطوافات رادارية (radar buoys) وغير ذلك.

 

– معدل التلاشي (die – away) والانتشار (diffusion): للبكتريا ويلزم معرفة عوامل تلاشي فعالية البكتيريا المحلية وعوامل الانتشار الدوامي (eddy diffusion).

– مواصفات وخواص المياه: من حرارة – ملوحة – أوكسجين منحل (درجة الإشباع بالأوكسجين المنحل) الطلب الحيوي للاوكسجين BOD5– العكارة (عمق الرؤية) – العوائق (البلانكتونات النباتية والحيوانية) عدد العصيات ) coliform count) وتقاس خواص المياه هذه بشكل دوري خلال كل عملية مسح.

– مواصفات وخواص الترسيب: كيمياء الترسيب وطوبوغرافيا الترسيب – كائنات البنتوس القاعية النباتية والحيوانية (bentic organisms).

 

وبعد إجراء عمليات المسح الميدانية السابقة تجمع المعلومات والبيانات الناتجة وتقيم بقصد اتخاذ القرار في وضع الحلول الملائمة للمصبات البحرية, مستخدمين النماذج السابقة التي طرحناها في هذا الجزء من الكتاب إضافة إلى اعتماد قياسات ونتائج دراسة تتبع الأثر التي يمكن الرجوع إلى تفاصيلها في الجزء اللاحق من الكتاب.

وحتى يمكننا أن نطبق النماذج الرياضية النموذجية السابقة على أرض الواقع لتنفيذ أي مشرع لمصب بحري ما لمدينة اللاذقية أو غيرها من المدن الساحلية.

فإن على الجهات العلمية المختصة أن تتعاون فيما بينها لتأمين إجراء المسوحات والبيانات المطلوبة والمذكورة آنفاً لأنه بدونها لايمكن أن نبدأ بتطبيق علمي نموذجي ودقيق وبعيد عن الخطأ والسلبيات.

 

أما عملية التصميم الهيدروليكي للمصب البحري بما تضمه من بيانات (المقطع- السرعة- الفواقد- نوع الأنبوب) وكذلك الجزء الرذاذ من هذا المصب, فهي مشكلة تتعلق بتحليل الجريان المتنوع ومتعدد المظاهر كأن يكون جريانا للطقس الجاف أو المطر.

وفيما يتعلق ببرامج المراقبة لاحتياجات التقييم البيئي والمقترحة مع أمثلة عنها ومواقع محطات الرصد والمراقبة فهي واردة بالتفصيل في الجزء السادس من الكتاب.

 

خلاصة واستنتاجات

طالما أنه ليس هناك حتى الآن نموذج شامل ومتكامل لميكانيك التيارات البحرية يسمح بالتنبؤ بعمليات الخلط والانتقال التي تحصل لمياه الملوثات (مياه مجاري مدينية مثلاً) المساقة بواسطة مصب بحري إلى وسط مائي (بحر أو محيط) من أجل تحديد عمليات تفريعات التراكيز لهذه الملوثات.

لذا كان لابدّ من إجراء الدراسة على أساس ظاهرتين مستقلتين متتاليتين استندتا أساساً على حلّ معادلات الاستمرارية (المصونية) والهندسية والحركة.

وسميت الظاهرة الأولى بانحلال الملوثات في الحقل القريب التي حددت من خلال نماذج رياضية قامت على التحليل الهيدروديناميكي للخلط الدوامي للملوثات مع التيارات البحرية بشكل نافورة مائية(jet) مع الأخذ بعين الاعتبار حالتي بيئة مائية متجانسة وبيئة مائية غير متجانسة.

 

وقد استنتجت منها حالة دراسة نافورة مائية للملوثات في وضع غاطس مغمور لحقل مياه هذه الملوثات. وبينت وضع الرذاذ في المصب البحري من حيث فتحاته وطوله وعمقه بالعلاقة مع درجة الانحلال المحققة, سواء في بيئة مائية متجانسة عميقة أو في بيئة مائية ضحلة جارية.

وطالما استنتجت الدراسة أن عمليات الانحلال في الحقل القريب لا تكفي على الأغلب لتحقيق شروط الجودة المطلوبة لمياه الشواطئ البحرية بحسب نوعية استخدامها، فقد تمّ استكمال الموضوع بمتابعة عمليات تقدير الانحلال للملوثات في الحقل البعيد عن المصب (والتي هي الظاهرة الثانية المستقلة والتالية للظاهرة الأولى) من خلال نماذج رياضية انطلقت من دراسة توازن (plume) وحُللت النماذج في حالتي الانتشار المستقر والانتشار غير المستقر.

 

وقد استخلصت منها أيضا عوامل تلاشي فعالية الجراثيم كمعيار هام لتحقيق شروط الجودة لمياه السواحل بشكل تصبح معه صالحة للسباحة. إن الوسطاء المحسوبة التي تضبط عمليات الانتشار تمكننا من التقريب بين قيم الانحلال المحسوبة أو المقدرة مع قيمها الفعلية.

إن النماذج الرياضية الموضوعة بأكملها بُنيت على عوامل أو متحولات بسيطة مترابطة منسجمة تكمل بعضها البعض بحيث يكفي حسابها أو العويض عنها بقيم مقاسة ميدانيا، ومتجمعة ضمن نظام برنامج مراقبة يقوم بالمسوحات المختلفة اللازمة لتوفير المعطيات والمعلومات الضرورية، حتى نستطيع التنبؤ بدقة مقبولة بالانحلال الناتج للمياه الملوثة المصرفة بواسطة مصب بحري.

 

ولتبيان عملية الحساب والتصيميم الكامل فقد طبقت النماذج على حساب المصب البحري لمياه مجاري مدينة اللاذقية، وذلك بافتراض قيم تقريبية نظرية استنتاجية من مجمل واقع البحار المجاورة والمدروسة تتعلق بكثافة مياه البحر وعمق المصب وسرعة التيارت البحرية وغير ذلك.

وإذا كنا قد جزأنا المشكلة وحلولها فإن مختلف المراجع العلمية المتخصصة التي راجعناها واعتمدناها لم تضع الحل النهائي الدقيق للمشكلةن ولذلك فإن الأمر يقتضي متابعة البحوث العلمية في هذا المضمار بشكل مكثف وربطها قدر الإمكان بالمسح الميداني حتى نصل إلى وضع نموذج شامل كلي يسمح بتحديد أو بالتنبؤ عن وضع الملوثات بمختلف أنواعها في وسط مائي مهما كانت طبيعته وفي مختلف الأوقات.

 

ملخص

يمكن لنا تحليل عمليات توزيع التركيز لمياه المجاري المدينية المصرفة بواسطة مصب بحري، من خلال وضع نماذج رياضية نموذجية تستند على الظروف الهيدروديناميكية للخلط الدوامي للتيارات البحرية مع الملوثات بشكل نافورة مائية (jet) وذلك لتقدير انحلال الملوثات في الحقل القريب للمصب, مع بيان مختلف أنواع الأجزاء الرذاذة في المصب البحري من حيث توضع فتحات الرذاذ والتباعد فيما بينها في حالتي البيئة المائية المتجانسة العميقة والبيئة الضحلة الجارية مع الدراسة الهيدروليكية للجزء الرذاذ.

وكان لابدّ من مراجعة وتقويم المسح الأوقيانوغرافي (لمياه المحيطات) المتوافر لدينا وكذلك المعلومات والمراجع العلمية التي تتناول تحديد العمليات الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية والهيدروديناميكية الخاصة بالمصبات البحرية لمياه الصرف الصحي.

 

كما عالجنا موضوع تقدير توزيع التركيز في الحقل البعيد عن المصب من خلال وضع نماذج رياضية تستند على دراسة توازن الكتلة لعمليات الخلط بواسطة الانتشار الجانبي الدوامي بشكل قمعي (plume). وحللنا النماذج في حالتي الانتشار المستقر وغير المستقر وعوامل تلاشي فعالية الجراثيم كمعيار عام لتحقيق شروط جودة مياه البحر الساحلية للسباحة وللصيد مثلاً.

وقد أخذنا مدينة اللاذقية كحالة دراسة حسبت فيها كل العمليات السابقة في مشروع تصميم مصب بحري لمياه مجاري المدينة, مفترضين قيماً تقريبية نظرية استنتاجية من مجمل واقع البحار والمجاورة والمدروسة تتعلق بكثافة مياه البحر وعمق المصب وسرعة التيارات البحرية. كما أوضحنا المسوحات الميدانية المطلوبة واللازمة لتطبيق النماذج الرياضية الموضوعة بشكل دقيق.

مجلة العلوم
‫‪عناقيد الحالات: لغز رئيسي من ألغاز جائحة كورونا
    كاي كوبفرشميدت ترجمه:   د. عبد الرحمن سوالمه تغطيه مجله ساينس Science لكوفيد-19 بدعم من مركز بوليتزر Pulitzer Centre في 10 مارس، عندما التقي 61 شخصًا للتدريب علي التراتيل بكنيسه  في ماونت فيرنون بواشنطن، بدا كل شيء طبيعيًا. ولمده ساعتين ونصف الساعه انشد المنشدون، وتناولوا الكعك والبرتقال، وانشدوا مره اخري. ولكن احدهم كان يعاني منذ ثلاثه ايام ما يبدو كانه زكام، والذي تبين فيما بعد انه كوفيد-19 COVID-19. وفي 12 مايو نشرت مراكز مكافحه ...
التقدم العلمي
‫‪هل أنت سجين "غرف الصّدى"؟
عمّار العاني باحث في المعلوماتيه وتاثير وسائل التواصل الاجتماعي، سوريه في الوقت الذي تظهر فيه معظم الابحاث العلميه ان ظاهره الاحترار العالمي والتغير المناخي حقيقه مؤكده، فان نحو 15% من الجمهور لا يصدق هذه النظريه ويعتبرها خدعه من قبل الحكومات. وتظهر الاحصاءات ان نحو 5% من الاهالي يمتنعون عن تقديم اللقاحات الاساسيه لاطفالهم ايماناً منهم باخطارها، علي الرغم من التوافق شبه الكامل في الاوساط الطبيه علي ان هذه المخاوف لا اساس لها.     وفي سياق ...
مجلة العلوم
‫‪"سرعة خاطفة": جهود أمريكية لإنتاج اللقاح تخرجإلى العلن
     جون كوهين ترجمه:   د. عبد الرحمن سوالمه الحكمه المتعارف عليها هي ان انتاج لقاح لكوفيد-COVID-19 19 لن يكون ممكنا قبل سنه علي الاقل من الان، ولكن جهود الجهات التنظيميه في حكومه الولايات المتحده، والتي تعرف بعمليه السرعه الخاطفه  Operation Warp Speed او اسرع من الضوء، لا تنطبق عليها هذه الحكمه التقليديه. وهذا المشروع،  المبهم حتي الان، والذي من المرجح ان يُعلِن عنه البيت الابيض رسميًا في الايام القادمه، سيختار مجموعه متباينه من ...
التقدم العلمي
‫‪الإشكاليات الطبية لمرض كوفيد 19
جمال المطر اختصاصي في امراض الاذن والانف والحنجره، الكويت تعد الكائنات الحيه الدقيقه والفيروسات من العوامل الممرضه الشائعه للانسان، ويتميز بعضها عن بعض بعدد من الخصائص والسمات. فبعض الفيروسات يصيب النباتات وبعضها يصيب الحيوانات، وهناك انواع تصيب الانسان مسببه له امراضاً متنوعه مثل متلازمه عوز نقص المناعه المكتسبه الايدز، والتهاب الكبد الفيروسي، والحصبه. ويشهد العالم حاليا اول جائحه يسببها فيروس كورونا الذي ينتمي الي فصيله فيروسات واسعه ...
التقدم العلمي
‫‪أصبح العدو القديم حليفًا .. استخدام الفيروسات في علاج السرطان
خالد صنبر، د. معتصم البارودي، د. نبيل احمد باحثون في مجال الامراض والفيروسات بكليه الطب في هيوستن، الولايات المتحده علي الرغم من كونها اكثر الكائنات بساطًه فان الفيروسات اتقنت عمليه التطور بصوره مذهله؛ فقد اتاح استغلال تلك المخلوقات الدقيقه لمخلوقات اكثر تعقيدًا، لحاجتها الي التكوينات الخلويه، قدره كبيره لها علي اجتياز العقبات التطوريه. ففي جينومنا الخاص، اتخذت الفيروسات مخبئًا لاحدي اكثر الرحلات نجاحًا عبر الزمن، اذ يعتقد ان نحو %10 من ...
التقدم العلمي
‫‪قصة الفيروسات .. 3 رواد أسهموا في اكتشافاتها المذهلة
اسلام حسين باحث في مجال الفيروسات في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، الوريات المتحده يعتبر اواخر القرن التاسع عشر العصر الذهبي لعلم الميكروبيولوجيا علم الاحياء المجهريه، اذ شهد اكتشافات كثيره عن بعض انواع المكروبات، وتحديدا البكتيريا والفطريات. وادت هذه الاكتشافات الي تكوين نظريه شموليه عن الميكروبات، تعرف بنظريه الجراثيم germ theory، التي بنيت علي معلومات توفرت لدي العلماء في ذلك الوقت. افترضت هذه النظريه توفر بعض الخصائص في اي مسبب مكروبي ...
التقدم العلمي
‫‪المادة السلبية.. أسرع من إيقاع الضوء والزمن
مغربي طبيب ومترجم وكاتب متخصص بالموضوعات العلميه، لبنان هل يمكن السفر باسرع من الضوء؟ اذا كان ايقاع الزمن يسير بسرعه الضوء، وفق نظريه اينشتاين عن النسبيه، الا يكون التحرك بسرعه الضوء او اكثر سفراً في الزمن ايضاً؟ اليس بموجب معادله اينشتاين الشهيره عن الماده والطاقه E=a.mc2 تتبدد الماده وتتحوّل الي طاقه صرفه عندما تصل الي التحرّك بسرعه الضوء، فكيف يمكن التنقل اسرع من الضوء من دون حدوث ذلك؟  يالف عُشاق السينما افلاماً عن اله الزمن Time ...
التقدم العلمي
‫‪فيروس كورونا المستجد .. كيف نشأ، وكيف سينتهي؟
عبدالله القيسي باحث في علم الفيروسات،السعوديه مضي اكثر من شهرين علي الاعلان عن اكتشاف اولي الحالات المصابه بفيروس كورونا المستجد المسبب لمرض كوفيد - 19 COVID-19 في مدينه ووهان الصينيه. وخلال هذه المده انتشر الفيروس بسرعه هائله ليصل الي اكثر من 140 دوله، وتسبب في اصابه اكثر من 300 الف شخص، ووفاه اكثر من 30 الفًا اخرين. ولم تتوقف اضرار ذلك الفيروس عند هذا العدد الكبير من الاصابات والوفيات، بل كانت له اثار سلبيه علي معظم مجالات الحياه. فما هو ...