شبکه های توزیع آب

نصب سیستم توزیع آب اغلب در مواقع اضطراری که مردم آواره شده‌اند، در اولویت قرار دارد. توزیع از طریق لوله‌ها و شیرهای آب بسیار ارزان‌تر خواهد بود و خدمات بهتری نسبت به حمل آب با کامیون ارائه می‌دهد. با طراحی و نصب دقیق، می‌توان به سرعت یک شبکه آب نصب کرد که برای مدت بسیار طولانی دوام بیاورد. از سوی دیگر، تشخیص و اصلاح خطاهای طراحی یا نصب پس از نصب سیستم بسیار دشوار است.

محیط‌های بشردوستانه اغلب با شبکه‌های توزیع آب معمولی که ممکن است برای سایر مناطق شهری یا روستایی توسعه داده شوند، کاملاً متفاوت هستند.

قبل از شروع طراحی شبکه، درک خوبی از انتظارات جامعه در مورد نحوه عملکرد سیستم توزیع آب بسیار مهم است.

یک شبکه توزیع آب معمولاً از یک یا چند مخزن آب، یک شبکه لوله‌کشی و نقاط توزیع آب تشکیل می‌شود. در ادامه به هر یک از این مباحث پرداخته شده است.

طراحی سیستم‌های توزیع

هر شبکه آبی به طراحی مهندسی نیاز دارد. بسته به پیچیدگی شرایط، این می‌تواند شامل محاسبات ساده روی یک صفحه گسترده یا طراحی بر اساس مدل شبکه با استفاده از EPANET یا نرم‌افزارهای کامپیوتری مشابه باشد. اغلب مهارت‌های لازم برای انجام این کار در یک تیم معمولی WASH یافت می‌شود یا می‌توان آنها را توسعه داد. برای شرایط پیچیده، ممکن است به تخصص خارج از تیم نیاز باشد.

«کتابچه راهنمای سیستم‌های آب جریان ثقلی» توضیح کاملی در مورد نحوه طراحی و ساخت سیستم آبرسانی ارائه می‌دهد. این کتاب اکنون منسوخ شده است و منحصراً بر نپال تمرکز دارد، اما همچنان شامل توضیحات مفید و نمونه‌های طراحی است.

در شرایط اضطراری، تعیین سریع و تقریبی اندازه لوله‌ها می‌تواند مفید باشد و برای این کار، داشتن یک اپلیکیشن مفید خواهد بود. چندین اپلیکیشن برای این کار در اپ استورها موجود است.

دو اقدام ساده که به جلوگیری از مشکلات در طراحی کمک می‌کنند عبارتند از:

1. طرح خود را بررسی کنید. همیشه از شخص دیگری بخواهید طرح شما را بررسی کند. همچنین، حتماً به نتایج حاصل از یک مدل کامپیوتری فکر کنید - آیا اندازه لوله‌هایی که مدل پیشنهاد می‌دهد منطقی هستند و شبیه به اندازه لوله‌هایی هستند که قبلاً استفاده کرده‌اید؟
2. همیشه در محاسبات از قطرهای داخلی استفاده کنید. لوله‌های پلاستیکی معمولاً با قطر خارجی خود (مثلاً ۶۳، ۹۰، ۱۱۰، ۱۶۰ و غیره) شناسایی می‌شوند. با این حال، قطر داخلی برای محاسبه جریان مهم است. این بسته به میزان فشار لوله متفاوت خواهد بود.

تضمین عرضه عادلانه

اغلب در شرایط بشردوستانه، میزان آب توزیع‌شده به میزان آب تأمین‌شده در سیستم بستگی دارد که اغلب به صورت «جیره‌بندی» برای هر نفر در روز تعیین می‌شود. این برخلاف یک شبکه آب «معمولی» است که در آن میزان آب تأمین‌شده به تقاضا بستگی دارد (یعنی کاربران می‌توانند تقریباً مقدار نامحدودی آب از سیستم برداشت کنند و کل مقدار آب توزیع‌شده فقط به میزان آبی که مردم مصرف می‌کنند بستگی دارد).

در شبکه‌های آب «جیره‌بندی‌شده»، باید در طراحی و مدیریت تلاش شود تا از تأمین عادلانه آب برای همه کاربران اطمینان حاصل شود. هرچه سهمیه آب کمتر باشد، انجام این کار دشوارتر می‌شود.

مشکلات مرتبط با شبکه‌های سهمیه‌بندی شامل موارد زیر است: صف کشیدن در مقابل شیرهای آب؛ نیاز به کنترل مصرف آب در شیرهای آب؛ دشواری در دستیابی به نرخ جریان عادلانه در همه شیرها؛ تقاضای اوج مصرف بسیار بالا به دلیل باز شدن همزمان همه شیرها؛ و نارضایتی عمومی از سوی مصرف‌کنندگان.

بهترین راه حل، در صورت امکان، برنامه‌ریزی برای تأمین آب بیشتر است. هرچه آب بیشتری در دسترس باشد، اطمینان از اینکه همه به اندازه کافی آب دارند، آسان‌تر خواهد بود. این نه تنها برای کاربران مفید است، بلکه در بسیاری از مواقع هزینه مداوم تأمین آب اضافی بسیار کم است، در حالی که هزینه تلاش برای مدیریت و حفظ توزیع عادلانه آب در یک شبکه به شدت جیره‌بندی شده می‌تواند قابل توجه باشد. اگر امکان اتصال به شبکه خانگی وجود دارد، شبکه‌های جیره‌بندی گزینه خوبی نیستند.

در جایی که شبکه‌های آب جیره‌بندی شده تنها گزینه هستند، عدالت را می‌توان با موارد زیر بهبود بخشید:

• ایجاد مناطق توزیع آب شبکه را در مناطقی قرار دهید که بتوانند به طور مستقل و توسط شیرآلات اداره شوند. طوری برنامه‌ریزی کنید که هر منطقه کنتور آب مخصوص به خود را نیز داشته باشد. این کار تضمین می‌کند که هر بخش از اردوگاه سهم منصفانه‌ای از آب دارد. همچنین به کنترل فشار کمک می‌کند. با باز و بسته کردن هر منطقه به صورت چرخشی، اوج جریان در شبکه نیز کاهش می‌یابد. می‌توان چندین منطقه را از یک مخزن تغذیه کرد، اگرچه در برخی شرایط منطقی‌تر است که هر منطقه مخزن توزیع مخصوص به خود را نیز داشته باشد.
• از فشارهای ثابت و پایین در سراسر شبکه اطمینان حاصل کنید. مخازن توزیع را در ارتفاعی بالاتر از حد لازم قرار ندهید. اطمینان حاصل کنید که افت فشار در خطوط توزیع کم است (به عنوان یک قاعده کلی، حدود ۵ متر افت فشار در هر کیلومتر لوله). این کار باید از اختلاف زیاد فشار و در نتیجه جریان بین شیرهای آب جلوگیری کند. همچنین در صورت نیاز به تغییر طرح شبکه، انعطاف‌پذیری ایجاد می‌کند.
• مطمئن شوید که راه‌هایی برای کنترل سرعت جریان ورودی به پایه‌های شیر وجود دارد. اگر جریان آب ورودی به شیرها کنترل نشود، باعث می‌شود که برخی از شیرهای آب (شیرهایی که در پایین یا نزدیک‌تر به مخزن قرار دارند) آب بسیار بیشتری از آنچه برنامه‌ریزی شده است، دریافت کنند و در نتیجه، سایر شیرها آب کمتری دریافت می‌کنند یا اصلاً آبی دریافت نمی‌کنند. در حالت ایده‌آل، برنامه‌ریزی کنید که از چندین روش برای کنترل جریان استفاده کنید: لوله با قطر کوچک (به عنوان مثال ¾ اینچ) در ساختار شیر آب، و شیرهایی برای کنترل جریان. توجه داشته باشید که شیرها احتمالاً نیاز به تنظیم، سپس بتن‌ریزی یا در جای خود محکم می‌شوند تا از تنظیم جلوگیری شود - معمولاً ساکنان اطراف شیر آب می‌خواهند آن را تنظیم کنند تا آب بیشتری دریافت کنند (منصفانه است، اما این منجر به آب کمتری برای دیگران می‌شود).
• تعداد زیادی شیر آب اضافه نکنید. این امر حداکثر سرعت جریان را افزایش می‌دهد، بدون اینکه خدمات بهتری به مردم ارائه دهد. این امر زمان توزیع را کاهش می‌دهد و بنابراین ایجاد تعادل بین تمام شیرها را دشوارتر می‌کند. به جای اضافه کردن تعداد زیادی شیر در یک مکان، با داشتن نقاط جمع‌آوری بیشتر، تنها با یک یا دو شیر در هر مکان، سطح خدمات بهتری را فراهم می‌کند. از مزایای جانبی این امر، کاهش هزینه‌های نگهداری مرتبط با تعویض شیرها و آسان‌تر کردن مدیریت آب هدر رفته است.

مخازن توزیع آب

آب قبل از توزیع در شبکه آب، در مخازن ذخیره می‌شود. این ذخیره‌سازی می‌تواند اهداف متعددی داشته باشد که مهم‌ترین آنها تطبیق اختلاف بین میزان تأمین آب از تصفیه‌خانه یا چاه و میزان توزیع آن به شبکه آب است.

مخازن آب می‌توانند در اشکال، اندازه‌ها و جنس‌های مختلفی باشند. از مخازن پلاستیکی روتو گرفته تا مخازن فلزی مختلف، مخازن بتنی، مخازن مرتفع. هر کدام مزایا و معایبی دارند و در موقعیت‌های مختلف مناسب هستند.

در دهه ۱۹۸۰، آکسفام تشخیص داد که یافتن مخازن بزرگی که بتوان آنها را به سرعت در شرایط اضطراری نصب کرد، دشوار است. این موضوع هنوز هم صادق است. در پاسخ به این مشکل، کیت معروف «مخزن آکسفام» برای تأمین سریع و ارزان حجم زیادی از ذخیره‌سازی آب توسعه داده شد. این کیت اغلب در واکنش‌های اضطراری در سراسر جهان دیده می‌شود. این کیت و سایر راه‌حل‌های ذخیره‌سازی آب برای هر سازمان بشردوستانه‌ای در دسترس است و می‌توان آنها را از وب‌سایت مرکز تأمین سفارش داد . مرکز تأمین همچنین مجموعه‌ای از ویدیوهای آموزشی در مورد نحوه راه‌اندازی مخزن آکسفام تهیه کرده است:

نصب لوله‌ها

لوله‌ها تقریباً در همه شرایط دفن می‌شوند. این یک راه آسان برای اطمینان از پشتیبانی و محافظت مناسب از آنها است.

لوله‌های HDPE اکنون در سراسر جهان موجود هستند. لوله‌های HDPE قبل از نصب به همان سطح آماده‌سازی ترانشه نیاز ندارند. این بدان معناست که نصب شبکه لوله اکنون آسان‌تر از همیشه است، اما هنوز هم برنامه‌ریزی و اجرای صحیح نصب لوله‌ها برای اطمینان از عملکرد صحیح شبکه پس از آن ضروری است.

هنگام برنامه‌ریزی نصب شبکه آب، اطمینان حاصل کنید که:

• لوله‌ها باید حداقل ۰.۸ متر (۱.۵ متر در دمای زیر صفر) دفن شوند. در صورت دفن صحیح، لوله‌های پلاستیکی بعید است که آسیب ببینند و به همین دلیل برای مدت طولانی دوام خواهند آورد.
• نقاط شستشوی مناسب و نقاط تخلیه هوا را در نظر بگیرید.
• هنگام عبور از زیر جاده یا مسیر، برای محافظت از لوله، یک دال بتنی بالای آن نصب کنید.

در طول نصب لوله‌ها، رعایت نکات زیر ضروری است:

اتصالات به طور ایمن ساخته شده‌اند. به توصیه‌های جوشکاری لب به لب در زیر مراجعه کنید.

تمام لوله‌ها در زمان نصب تمیز هستند. اگر هنگام نصب هرگونه خرده ریزه (سنگ، سنگریزه، زباله) در لوله‌ها وجود داشته باشد، هیچ مقدار شستشوی شبکه یا استفاده از مواد شوینده هرگز آن را از بین نمی‌برد - این امر به طور دائم جریان در لوله‌ها را کاهش می‌دهد و منجر به عدم کارکرد سیستم طبق طراحی می‌شود، بدون اینکه هرگز واقعاً بتوان دلیل آن را پیدا کرد.

تمام انتهای باز لوله‌ها، زمانی که کسی در محل حضور ندارد، به طور ایمن بسته می‌شوند. این کار برای جلوگیری از ورود هر چیزی به شبکه لوله‌کشی است - چه حیواناتی که به دنبال سرپناه می‌گردند و چه سنگ‌هایی که توسط کودکان پرتاب می‌شوند!

کیفیت جوش‌های لب به لب HDPE

جوشکاری لب به لب رایج‌ترین نوع روش اتصال برای لوله‌های HDPE است. این روش ساده، محکم و بدون نیاز به هیچ گونه اتصالاتی است. دستگاه‌های جوشکاری لب به لب «دستی» بسیار رایج هستند. یک دستگاه جوشکاری دستی نیز از مرکز تامین موجود است.

نحوه کار دستگاه در ویدیوی زیر توضیح داده شده است:

این نوع دستگاه‌ها برای شبکه‌های کم‌فشار مناسب‌تر هستند. برای لوله‌های با فشار بالاتر (به‌ویژه لوله‌های اصلی پمپاژ که ممکن است دچار ضربه قوچ نیز شوند)، اکیداً توصیه می‌شود از دستگاه‌های جوشکاری خودکار یا نیمه‌خودکار استفاده شود. این کار برای جلوگیری از مشکلات مداوم ناشی از ترکیدگی در اتصالات بی‌کیفیت است. در مواردی که این دستگاه‌ها در دسترس نیستند و نمی‌توان آن‌ها را در بازه زمانی لازم وارد کرد، حداقل لازم است که یک روش ثابت برای جوشکاری وجود داشته باشد. این روش باید به گونه‌ای تنظیم شود که جوشکار به وضوح زمان‌بندی و فشارهای مورد نیاز طبق برخی استانداردها را بداند.

نقاط جمع‌آوری آب

طراحی، نصب و نگهداری نقاط جمع‌آوری آب بخش بسیار مهمی از کل شبکه آب است. معمولاً این نقاط، شیرهای آب با چندین شیر آب هستند، اما در برخی شرایط، شیرهای آب تکی مناسب‌ترند. در برخی فرهنگ‌ها انتظار می‌رود که اتصالات خانگی وجود داشته باشد. در جاهایی که قرار است برای آب هزینه پرداخت شود، گاهی اوقات کیوسک‌های آب ایجاد می‌شوند. آبسردکن‌های اشتراکی پیش‌پرداخت، فناوری نوظهوری هستند که می‌توان از آنها نیز استفاده کرد.

مواردی که معمولاً در طراحی نقاط جمع‌آوری باید در نظر گرفته شوند عبارتند از:

• پیشگیری از آب راکد. معمولاً مقادیر زیادی فاضلاب از شیر آب خارج می‌شود، بنابراین باید تمهیداتی اندیشیده شود تا این فاضلاب به سیستم‌های زهکشی یا (فقط در صورتی که شرایط خاک اجازه دهد) به گودال جذب هدایت شود.
• شیرهای آب باید طوری باشند که ظرف‌های آب معمولی مورد استفاده در زیر آنها جا شوند. برای جلوگیری از هدر رفتن بیش از حد آب، شیرهای آب نباید بیش از 10 سانتی‌متر (4 اینچ) بالاتر از بلندترین ظرف آب مورد استفاده در محل باشند.
• اطمینان حاصل کنید که برای افراد دارای محدودیت حرکتی، دسترسی به آب فراهم شده است.
• باید در مورد محل قرارگیری پایه‌های شیر آب با کاربران مشورت شود. سعی کنید مطمئن شوید که شیرهای آب در مکان‌های امن و استراتژیک (نزدیک مدارس، مراکز بهداشتی و تغذیه و غیره) قرار دارند. در برخی فرهنگ‌ها، شیرهای آب که خیلی عمومی هستند یا از جاده قابل مشاهده هستند، توسط زنان استفاده نمی‌شوند.

فاصله قابل قبول تا نقاط جمع‌آوری در فرهنگ‌های مختلف، از چند صد متر تا ۲۰ تا ۳۰ متر یا حتی اتصالات خانگی، به طور قابل توجهی متفاوت خواهد بود. در هر صورت، نقاط جمع‌آوری بیشتر با تعداد شیرهای کمتر در هر نقطه، عموماً تجربه کاربری بهتری را ارائه می‌دهند.

هنگام اجرای شیرهای آب در یک شبکه جیره‌بندی شده (به بخش طراحی این صفحه مراجعه کنید)، کنترل فعال نرخ جریان در هر شیر آب بسیار مهم است. این کار را نمی‌توان به داوطلبان جامعه واگذار کرد، زیرا فشار قابل توجهی از سوی جامعه در هر شیر آب برای افزایش جریان در شیر آب آنها وجود خواهد داشت. معمولاً این کار شامل قفل کردن شیرها یا حتی بتن‌ریزی روی شیر پس از تنظیم جریان خواهد بود!

نرخ جریان مورد انتظار در هر شیر آب باید برای کاربران قابل قبول باشد، با نرخ جریان طراحی شده در شبکه مطابقت داشته باشد و با تعداد افرادی که از هر شیر آب استفاده می‌کنند و میزان سهمیه آب مطابقت داشته باشد. یک نمونه از ارقام در زیر آمده است (از این ارقام استفاده نکنید - همیشه ارقام مناسب برای هر موقعیت را بررسی و پیدا کنید).

Flow rate at tap:               10    litres / minute
                                 0.17 litres / second
Desired distribution time:       4    hours
Water ration per person:        20    litres / person / day
-----------------------------------------------------------
Total distribution per tap:  2,400    litres / day
People per tap:                120    person per tap

آبسردکن‌های اشتراکی پیش‌پرداخت

در برخی از مکان‌هایی که ما کار می‌کنیم، دستگاه‌های آب‌پخش‌کن پیش‌پرداخت ممکن است راه‌حل مناسبی برای بهبود پایداری مالی و برابری دسترسی به آب باشند. اگرچه «پیش‌پرداخت» اصطلاح صنعتی برای این نوع دستگاه آب‌پخش‌کن است، اما می‌توان آن‌ها را طوری پیکربندی کرد که کاربران آب رایگان دریافت کنند. آن‌ها همچنین به دلیل شباهت ظاهری و عملکردشان به یک دستگاه خودپرداز پول نقد معمولی، معمولاً «دستگاه‌های خودپرداز آب» نیز نامیده می‌شوند.

علیرغم بازخوردهای دلگرم‌کننده، در اکثر نمونه‌ها، سرمایه‌گذاری در دستگاه‌های آب‌سردکن پیش‌پرداخت منجر به نتایج مورد نظر نشده و بنابراین توجیه هزینه‌های مالی دشوار است.

تجربه آکسفام در گزارش ما با عنوان « بررسی عملکرد دستگاه‌های خودپرداز آب و دستگاه‌های آب هوشمند در برنامه‌های آکسفام » به تفصیل آمده است.

راهنمای توزیع آب آکسفام

راهنمای توزیع آب آکسفام شامل توصیه‌های عملی برای ایجاد یک سیستم توزیع آب اضطراری با استفاده از کیت‌های موجود در مرکز تأمین آکسفام است. این راهنما در زمانی نوشته شده است که اقلام کمی برای تهیه محلی موجود بود. اکنون منسوخ شده است و به برخی کیت‌هایی اشاره دارد که دیگر وجود ندارند. این راهنما در اینجا به عنوان مرجع نگهداری می‌شود زیرا هنوز حاوی اطلاعات مفیدی است.

راهنمای توزیع آب آکسفام