بررسي پتانسيل جمع¬آوري آب باران در مناطق خشك براي آبياري فضاي سبز شهري (مطالعه موردي شهر اردكان)

Investigation of rainwater harvesting potential in an arid region for irrigation of urban green space (Case study: Ardakan city)

اميري هنزائي علي Amiri Hanzaee Ali

نجمه يرمي Yarami Najmeh

عزيزيان ابوالفضل Azizian Abolfazl , سلطاني گردفرامرزي سميه Soltani-Gerdefaramarzi Somayeh

علوم و مهندسي آب گرايش آبياري و زهكشي

كارشناسي ارشد

كشاورزي و منابع طبيعي

علوم و مهندسي آب

جمع¬آوري آب باران، نياز آبي، فضاي سبز، روش شماره منحني، روش استدلالي، شهر اردكان

Rainwater harvesting, Water requirement, Green space, CN method, Rational method, Ardakan City

چكيده يكي از چالش¬هاي اساسي و دائمي در مناطق خشك و نيمه خشك، كمبود منابع آب است. لذا استفاده بهينه و صحيح از منابع آب امري لازم و ضروري است. يكي از راهكارهاي ساده و عملياتي در مديريت شهري اين مناطق براي دستيابي به منابع آب جديد، جمع¬آوري آب باران براي تأمين نيازهاي غير شرب مثل آبياري فضاي سبز شهري است. در سطوح كم نفوذ يا نفوذ ناپذير مناطق شهري با هر مقدار بارندگي سالانه مي¬توان اقدام به جمع¬آوري رواناب نمود. هدف از اين پژوهش بررسي پتانسيل جمع¬آوري آب باران در شهر اردكان براي تأمين نياز آبي فضاي سبز اين شهر بود. براي تعيين مقدار رواناب قابل استحصال از آمار 16 ساله بارندگي ماهانه در اين شهر استفاده شد. مقادير بارندگي ماهانه با احتمال وقوع 50 و 75 درصد تعيين شد و بر اساس آنها مقدار رواناب قابل استحصال به دو روش سازمان حفاظت خاك آمريكا (SCS) و روش استدلالي تعيين گرديد. حجم رواناب قابل استحصال براي سطوحي مانند كوچه¬ها، معابر اصلي و فرعي، خيابان¬ها، پشت¬بام ساختمان¬هاي مسكوني و غير مسكوني محاسبه گرديد. مساحت هر بخش به طور مجزا و دقيق توسط نرم افزار اتوكد تعيين شد. سپس نياز آبي فضاي سبز شهر اردكان با محاسبه تبخير-تعرق گياه مرجع به روش پنمن-مانتيث و در نظر گرفتن ضريب فضاي سبز تعيين شد و بر اساس مساحت فضاي سبز شهر به محاسبه حجم آب لازم براي آبياري پرداخته شد. نتايج نشان داد كه كل حجم سالانه رواناب قابل جمع¬آوري به روش استدلالي براي بارندگي¬هايي با احتمال وقوع 50 و 75 درصد به ترتيب حدود 236 و 72 هزارمترمكعب است. مقادير متناظر حجم سالانه رواناب قابل جمع¬آوري به روش SCS به ميزان 136 و 19 هزار مترمكعب است. مقدار ساليانه تبخير-تعرق پتانسيل فضاي سبز با احتمال وقوع 50 و 75 درصد به ترتيب حدود 1700و 1600 ميلي¬متر تعيين شد. با در نظر داشتن اين مقدار تبخير-تعرق فضاي سبز و با فرض اينكه كل فضاي سبز شهر به روش قطره¬اي آبياري شود و علاوه بر آن مديريت آب آبياري نيز با اعمال 50 درصد كم آبياري باشد، مقايسه حجم رواناب قابل استحصال به روش SCS بر اساس بارندگي با احتمال وقوع 50 و 75 درصد و نياز آبي فضاي سبز نشان مي¬دهد كه رواناب مي¬تواند به ترتيب 7/18 و 8/2 درصد از نياز آبي فضاي سبز را تأمين كند. حجم رواناب قابل استحصال به روش استدلالي بر اساس بارندگي با احتمال وقوع 50 و 75 درصد نيز به ترتيب مي¬تواند 5/32 و 4/10 درصد از نياز آبي فضاي سبز شهر اردكان را تأمين كند. با توجه به ارزش آب در مناطق گرم و خشك اين مقادير قابل توجه بوده و در صورت استفاده صحيح مي¬تواند تا حدودي مشكلات كمبود آب براي آبياري فضاي سبز را در اردكان مرتفع سازد. كاربرد رواناب قابل استحصال براي تأمين بخشي از نياز آبي فضاي سبز اردكان و كاشت گياهان مقاوم و داراي نياز آبي كم مي¬تواند راهكارهايي براي توسعه فضاي سبز در اين شهر به منظور اصلاح منظر شهري و كاهش آلودگي هوا باشد.

Abstract One of the main and permanent challenges in the arid and semi-arid regions is limited water resources. Therefore, the optimal and correct use of water resources is necessary. One of the simple and practical methods in urban management of these areas to access new water resources is collecting rainwater to meet non-drinking needs such as irrigation of urban green space. Runoff can be collected from any low- or im-permeable levels of urban areas with any amount of annual rainfall. The purpose of this study was to investigate the potential of rainwater collection in Ardakan City to meet the green space water need. To determine the amount of harvestable runoff, 16-year monthly rainfall data of the city were used. Monthly rainfall was determined with a probability of 50 and 75%, and based on them, the amount of harvestable runoff was determined by two methods of the US Soil Conservation service (SCS) and the Rational Method (RM). The volume of harvestable runoff was calculated for surfaces such as alleys, main and side passages, streets, roofs of residential and non-residential buildings. The area of each section was separately determined by using AutoCAD software. Then, the water requirement of Ardakan green area was determined by calculating the evapotranspiration of the reference crop by Penman-Montith method and considering the green area coefficient and based on the area of this part, the volume of water required for irrigation was calculated. Results showed that the total annual volume of harvestable runoff by RM is about 236 and 72 thousand cubic meters for rains with a probability of 50 and 75%, respectively. Corresponding values of annual runoff which can be collected by SCS method is 136 and 19 thousand cubic meters. The annual amount of evapotranspiration potential of green area with a probability of 50 and 75% was about 1700 and 1600 mm, respectively. Considering this amount of evapotranspiration and assuming that the entire green area of the city is irrigated by drip irrigation with 50% deficit irrigation, the volume of harvestable runoff by the SCS method can provide 7/18 and 8/2% of the water requirement of green space, on the he basis of rainfall with a probability of 50 and 75%, respectively. The volume of runoff that can be harvested by RM based on rainfall with a probability of 50 and 75% can meet 5/32 and 4/10% of the water needs of Ardakan green area, respectively. Considering the value of water in hot and dry areas, these amounts are significant and if used properly, it can partially solve the problems of water shortage for irrigation of green space in Ardakan. The use of harvestable runoff to meet part of the water needs of Ardakan green space and planting the drought resistant plants can be solutions for developing green space in this city in order to improve the urban landscape and reduce air pollution.

9/18/2021 12:00:00 AM

517

WSE15

علي اميري هنزائي