الأربعاء، 24 أغسطس، 2016

طرق تاريخ جمع مياه الأمطار والمياه السطحية أو الجوفية قديما


معلومات أساسية

منذ بداية عصرنا ، كان حفر الآبار هو الوسيلة لجمع مياه الأمطار والمياه السطحية أو الجوفية. و قد جمعت المياه دائما في البداية عن طريق العمل اليدوي ، ولكننا نعرف أن المصريون القدماء عرفوا و استخدموا الأرجوحة والساقية لجمع الماء.
منذ حوالي 2200 سنة مضت اخترع عالم الرياضيات اليوناني والفيزيائي أرخميدس (287 قبل الميلاد -- 212 قبل الميلاد) جهازا يمكن رفع المياه من الأنهار لاستخدامها في الري. ويطلق على هذا الجهاز برغي أرخميدس في (المروحة) ، وهي لا تزال تستخدم في جميع أنحاء العالم.

وقد كان الرومان ذو خبرة جيدة في تسيير المياه من البحيرات والينابيع العالية ووصولا الى القرى. حيث كانت المياه تسير عبر القنوات المائية ، التي تميل بانخفاض يبلغ حوالي 2مم لكل متر نحو القرى. و لهذا السبب لم يكن الرومان في حاجة لتطوير مضخات جديدة.
اخترع الرومان أول أبراج المياه من أجل تنظيم ضغط المياه وإصلاح القنوات (أنابيب المياه) في جزء معين من القرية . وكانت أبراج المياه على شكل مربع و على علو يبلغ حوالي 8 م وعلى رأسها حاوية المياه المصنوعة من الرصاص. وكانت المياه تسير من الحاوية إلى القرويين من خلال أنابيب من الرصاص أو مصارف من القرميد.

و استطاع الرومان إغلاق أنابيب خاصة ومصارف المياه بمساعدة الصمامات ،  بحيث يتم استخدامها إذا كانت هناك حاجة إلى تعويض أو  لاضافةمياه في أحد أنابيب المياه أو كمثال في واحد من الحمامات العامة الكثيرة.
و قد اخترعت مضخة المكبس في ألمانيا في حوالي القرن 16. وكانت المضخات مكلفة للغاية بالنسبة للمواطنين العادية ، و قد مرت نحو 200 سنة قبل أن يكون وجود مضخة المكبس (وتسمى أيضا مضخة الفناء) شائعا خاصة في منازل الأسر. أما في الدنمارك ، فقد كان من الشائع وجود مضخات الفناء حتى حوالي ال50 عاما الماضية. حيث وضعت عادة مضخة الفناء خارج المنزل ، ولكن في بعض الأماكن كانت تستخدم في الداخل.

انتقل الناس بشكل متزايد من الريف إلى المدن مع اختراع المحرك البخاري (1769) وما تلاها من الثورة الصناعية (في منتصف 1800) ولذلك نمت الحاجة لإمدادات المياه على نحو أفضل.
اخترعت أول مضخات المياه التي تعمل بالطاقة البخارية في انكلترا في النصف الأول من 1800 ، والتي بدأت مع تطوير شبكات المياه التي يمكنها تزويد المدن بالمياه تحت ضغط عال. و كانت مدينة أودينسي أول مدينة في الدنمارك تحصل على محطة مياه حقيقية في عام 1853.

و قد قرر بناء أبراج المياه نتيجة لحدوث مشاكل متكررة في ابقاء ضغط المياه على درجة كافية. فبرج المياه في الواقع عبارة عن خزان المياه موضوع على ارتفاع عال بالنسبة للمدينة . حيث تضخ محطة الماء المياه الى الخزان ، و يتم تسيير الماء في وقت لاحق من خزان المياه إلى المنازل بضغط متساوي و كاف.

و قد بني برج الماء الأول في الدنمارك في مدينة رايب في عام 1887. و قد كان لتطوير جراندفوس لمضخات الطرد المركزي الجديدة في عام 1952 تأثير كبير على محطات المياه. فبمجرد  التغيير بالتناوب يمكن أن تقرر كيف ينبغي أن تصل كميات كبيرة من المياه الى المنازل. و الآن كل محطات المياه تعمل بمضخات الطرد المركزي قادرة على الحفاظ على الضغط امداد المياه بصورة ثابتة بغض النظر تقريبا عن حجم الاستهلاك. و لذلك أصبحت أبراج المياه بدون فائدة و لذلك الغيت العديد من أبراج المياه في الدنمارك في  ال30 -- 40 سنة الماضية في حين تم تجديد الأبراج الباقية في أغراض أخرى.



مضخة المكبس


تعتبر مضخات الفناء التقليدية من مضخات المكبس و التي ترفع الماء لارتفاع 9 متر بمساعدة الصمامات (صمامات كونترا) ومكبس واحد


تعمل الصمامات على رفع المياه صعودا فقط الى المضخة، و عندما يتحرك المكبس صعودا في أنبوب المكبس ، يتكون ضغط منخفض (فراغ جزئي) بين المكبس و الصمام العداد السفلي، وبالتالي تشفط المياه من خلال صمام العداد.



عندما ينقل المكبس إلى أسفل في أنبوب المكبس ، سيضغط الماء من خلال صمام العداد الأعلى  الى الفضاء فوق المكبس. إذا استمرت الإجراءات المذكورة أعلاه ، فإن الماء سيرتفع بصورة أعلى وأعلى داخل المضخة بحيث تصل أخيرا للصنبور.
في حالة حدوث تسرب على الصمامات أو المكبس ، سيكون من المفيد غالبا صب بعض الماء في المضخة (في صمام العداد الأعلى) قبل بدء الضخ. وهذا ما يسمى ب "الماء أسفل المضخة".

(انظر رسم 2) رسم وظيفي لنوع آخر من مضخات المكبس ، الذي يحتوي على نحو مماثل من الصمامات مضادة ومكبس واحد.



ليست هناك تعليقات:

إرسال تعليق