و جعلنا من الماء کل شیء حیّ ( سوره انبیاء آیه 30)

مقدمه

آب ماده ای فراوان در کره زمین است. به شکل های مختلفی همچون دریا ، باران ، رودخانه و... دیده می‌شود. آب در چرخه خود ، مرتباً از حالتی به حالت دیگر تبدیل می‌شود، اما از بین نمی‌رود. هر گونه حیات محتاج آب می‌باشد. انسان ها از آب آشامیدنی استفاده می‌کنند، یعنی آبی که کیفیت آن مناسب سوخت و ساز بدن باشد.

با رشد جمعیت، منابع آب طبیعی در حال تمام شدن هستند و این مسئله ، سبب نگرانی بسیاری از دولت‌ها در سراسر دنیا شده است. گاهی بدلیل مشکلات کمبود آب ، این ماده را جیره بندی می‌کنند تا مصرف آن را تعدیل نمایند.

یکی از راه های توسعه کشورها و حرکت آن ها به سوی تمدن و رفاه عمومی، استفاده بهینه و کارا از منابع طبیعی و خدادادی است. اگر کشوری بخواهد با کاروان تمدن و توسعه علمی حرکت کند ناچار است از منابع طبیعی خود استفاده لازم و مطلوب را بنماید. یکی از منابع بسیار مهم و حیاتی که در زندگی روز مره انسان ها و کشورها و تداوم تولیدات نقش فوق العاده دارد، منابع آبی است. اگر از این ماده حیاتی که خداوند به صورت مجانی و احیانا بی هزینه در خدمت انسان ها قرار داده است، استفاده مطلوب شود، بسیاری از مشکلات کشورها حل خواهد شد. اصولا انسان بگونه ای به این ماده حیاتی وابسته است که حتی قادر نیست یک روز بدون آن زندگی کند بلکه زندگی در طول دوازده ساعت بدون آب با مشکل روبرو می شود. لذا خداوند سبحان در مورد اهمیت و نقش آب در زندگی موجودات می فرماید: ما حیات و زنده بودن موجودات را بواسطه آب قرار دادیم.

 

آب چیست؟

آب ماده ای فراوان در کره زمین است که به شکل های مختلفی همچون دریا ، باران، رودخانه و... دیده می‌شود و دو سوم کره زمین را آب تشکیل می دهد ولی تنها دو درصد از این آبها آب شیرین می باشد. آب در چرخه خود ، مرتباً از حالتی به حالت دیگر تبدیل می‌شود، اما از بین نمی‌رود. آب اشکال مختلف بخود می گیرد؛ باران، برف، تگرگ، یخ، شبنم و مه. تنها ماده که دارای سه حالت، انجماد، میعان و گاز است، این ماده حیاتی است

 

فرمول شیمیایی آب

آب نوعی ماده مرکباست که از دو عنصر اکسیژن و هیدروژن ساخته شده است. از ترکیب دو اتم هیدروژن و یک اتم اکسیژن، یک مولکول آب بوجود می‌آید. یک قطره آب دارای تعداد بی شماری مولکول آب می‌باشد.

 

نقش آب در توسعه رفاه عمومی

کشورهای که از نعمت وجود آب شیرین و رود خانه های جاری بهره مندند، می تواند به انحاء مختلف از این منبع گرانسنگ استفاده شایانی کنند در ذیل به چند مورد از کابرد و اهمیت آب اشاره می کنیم:

1- با ایجاد سد و سیل بندها در مسیر آب های روان و رودخانه های خروشان، می توان آب فروانی برای مصارف آشامیدنی، کشاورزی، صنعتی و دامداری ذخیره سازی کرد و در مواقع نیاز از آن آب ها استفاده بهینه و مطلوب را نمود. در بسیاری از کشورها از جمله کشورهای جهان سوم بیش از نصف مردم به آب سالم و بهداشتی برای آشامیدن دسترسی ندارند و این نیازمندی روز بروز در حال افزایش و گسترش است چنانکه سازمان ملل متحد، سال 2003 م را سال آب شیرین نام نهاد. با ایجاد میکانیزم ذخیره سازی آب و انتقال آن به شهرها و روستاهای که فاقد آب های شیرین و بهداشتی است؛ بخشی اعظم مشکلات کم آبی و آب های بهداشتی حل خواهد گردید. نقش و اهمیت آب برای انسان از بسیاری از منابع طبیعی از جمله نفت، گاز، زغال و... بیشتر است. اگر آب شرب مردم بهداشتی و از معیارهای درست صحی برخوردار نباشد، امراض گوناگونی از این طریق در بین مردم شیوع پیدا نموده و در نتیجه بسیاری از قشر آسیب پذیر جامعه جان خود را از دست می دهند.

دولت ها و بخش خصوصی می توانند با ایجاد سدها و احداث نهرها راه ترقی و پیشرفت به سوی توسعه پایدار بردارند. آن ها از این طریق می توانند زمین های بایر و بلا استفاده را به منبع عظیم تولید محصولات کشاورزی و دام پروری تبدیل کنند. کشوری که بتواند از جهت محصولات کشاورزی ( برنج، گندم، جو، چغندر، انوع میوه جات، سبزیجات، لوبیا، عدس، علوفه برای دام ها و...) و فراورده های دامی (گوشت قرمز، گوشت سفید، شیر و منتجات آن " ماست، پنیر، کره، خامه و.." ) به خود کفایی برسد و مصارف داخلی خود را در داخل کشور تأمین کند، راه توسعه برای این کشور فراهم است زیرا بسیاری از مردم می توانند با امکانات موجود بدون پرداخت هزینه های گزاف، به کالاهای اساسی و اولیه دسترسی داشته باشند و این خود نشان دهنده سطح رفاه عمومی محسوب می شود. این کار در دراز مدت به نفع آن کشور خواهد بود که بدون خارج شدن ارز و سرمایه کشور، مردم از منتجات و تولیدات داخلی استفاده کنند. لذا کشورهای صنعتی با درک این موضوع، برای اینکه محصولات کشاورزی و دامی آن ها با قیمت و هزینه بسیار پائین تولید شود تا بتواند در خارج از کشور متبوع با محصولات کشاورزی و دامی دیگر کشور ها رقابت کند و از طرفی کشاورزان و دامپروران دچار ضرر نشوند، سوبسید های بسیار کلان به دامداران و کشاورزان خود پرداخت می کنند، تا راه توسعه این بخش از صنعت را از طریق صادرات با قیمت متعادل هموار گردانند.

 

2- کشورهای که از نعمت رودخانه های جاری برخورداراند می توانند با ایجاد سد، صنعت تولید انرژی های مورد نیاز مردم خود را با قیمت مناسب تأمین کنند. تولید برق از نیروگاه های آبی به مراتب کم هزینه تر از سایر نیروگاه ها و از لحاظ زیست محیطی بسیار کم ضرر می باشد. نیروگاه های آبی بخاطر استفاده از منابع آبی، محیط زیست را آلوده نمی سازد و آب مورد استفاده در نیروگاه های آبی از چرخه اقتصاد خارج نمی شود بلکه برای استفاده در سایر روش های تولیدی( کشاورزی، صنعتی و ...) به کار گرفته می شود این بزرگترین مزیت بحساب می آید. با توجه به نیاز روز افزون جوامع پیشرفته و در حال توسعه به انرژی هیدرولیکی و استفاده روز مره از آن، تأمین انرژی برای کشورها هزینه ای بسیار بالا را دارد. انرژی هیدرولیکی از راه های مختلف قابل تأمین است؛ از طریق سوخت های فسیلی ( نفت، گاز، ذغال سنگ)، از طریق خورشید گرمایی، زمین گرمایی، انرژی های بادی، منابع آبی و از طریق نیروگاه های هسته ای انرژی مورد نیاز تأمین می شود. یکی از فاکتور های اساسی، کم هزینه و بی خطر برای تأمین انرژی استفاده از منابع آبی است.

 

3- آب های که در سفره های زیر زمینی قرار دارد می تواند یکی از منابع مفید در توسعه کشورها بحساب آید. با استفاده از تکنولوژی جدید و در اختیار گرفتن زمین ها و دشت های بایر و وسیع، می توان تولیدات کشور را در زمینه های محصولات مختلف کشاورزی، دامی و صنعتی به توسعه رساند

با توجه به مطالب که در بالا به آن اشاره شد، نقش و اهمیت آب در توسعه و شکوفای اقتصادی کشورها و جوامع، بارز و آشکار است که بدون استفاده بهینه از این منبع گرانسنگ، رشد و ترقی کشورهای در حال توسعه مشکل به نظر می رسد. کشورهای که فقط وارد کننده کالاهای مصرفی باشند و نیاز به کالاهای ضروری و اساسی آن ها از خارج تأمین شود، هیچگاه به توسعه پایدار نخواهند رسید. بنابراین: منابع آبی+ استفاده بهینه= توسعه پایدار.

 

اشکال متغیر

آب در اشکال متفاوتی بر روی زمین یافت می‌شود. تنها ماده ای است که در طبیعت به هر سه حالت جامد، مایع و گاز وجود دارد. ابرها در آسمان، موج دریا، کوه یخی، توده های یخی در دل کوه ها و منابع آبی زیرزمینی تنها چند شکل از آب می‌باشند. طی اعمال تبخیر، میعان، انجماد و ذوب، آب مرتباً از حالتی به حالت دیگر تبدیل می‌شود. این پدیده تبدیل آب را چرخه بزرگ آب می‌نامند.

از آنجا که بارندگی در صنعت کشاورزی و همچنین برای خود بشر بسیار با اهمیت است، به اشکال مختلف بارندگی نام های به خصوصی اطلاق می‌شود. بارندگی معمولاً بصورت باران است. دیگر اشکال آن، تگرگ،برف، مه و شبنم می‌باشند. همچنین، از برخورد نور با قطرات باران، رنگین کمان پدید می‌آید.

آب‌های روی سطح زمین، نقش های مهمی ایفا می‌کنند؛ رودخانه‌ها آب مورد نیاز کشاورزی را فراهم می‌کنند و دریاها هم وسیله ای برای تجارت و مبادله کالاها محسوب می‌شوند. توده های یخی و آبشارها هم از دیگر اشکال آب هستند. فرسایش به وسیله ی آب، نقش مهمی در شکل محیط زیست ایفا می‌کند.

به علاوه، دره ها و دلتاهای حاصل از رسوبات رودخانه‌ها، محلی برای سکنی گزیدن انسان ها بوده است. آب به داخل زمین هم نفوذ می‌کند و آب‌های زیرزمینی را ایجاد می‌کند. آب‌های زیرزمینی را می‌توان با کندن چاه یا قنات استخراج نمود. البته آب های زیرزمینی به شکل چشمه یا چشمه آب گرم هم به سطح زمین می‌آیند.

آب املاح و مواد معدنی مختلفی دارد که بر حسب آن مواد، طعم و مزه اش بسیار تفاوت می‌کند. البته ما انسان‌ها ، خود ، قادریم که آشامیدنی بودن آبی را ارزیابی کنیم؛ مثلاً از آب شور دریا و یا آب‌های بدبوی باتلاق ها استفاده نمی‌کنیم. بلکه آبی می نوشیم که سالم بوده و مناسب نیازهای بدنمان باشد.

 

آب در زندگی روزانه

وجود هر گونه حیات، متکی به وجود آب است. آب در بیشتر فرایندهای متابولیسمی بدن، نقش حیاتی دارد. هنگام گوارش غذا، مقادیر قابل توجهی آب مورد استفاده قرار می‌گیرد.تقریباً 70 درصد وزن بدن را آب تشکیل می‌دهد. برای عملکرد درست، بدن ، روزانه به 1 تا 7 لیتر آب نیاز دارد البته این میزان آب به مقدار فعالیت بدن ، دمای هوا ، رطوبت و دیگر عوامل بستگی دارد. آب از طریق ادرار ، مدفوع ، تعریق و همچنین از طریق بازدم به شکل بخار آب دفع می‌شود.

بدن انسان به آبی نیاز دارد که نمک یا ناخالصی های دیگر ( مثل باکتری یا دیگر عوامل بیماری‌زا و یا مواد شیمیایی) نداشته باشد. البته برخی مواد محلول در آب طعم و مزه آن را بهتر هم می‌کند. امروزه ، با توجه به رشد روز افزون جمعیت ، میزان سرانه آب آشامیدنی کاهش یافته است.

راه حل های تحت بررسی، تولید بیشتر آب ، بهبود توزیع و جلوگیری از هدر رفتن آن می‌باشد.

مصرف آشکار و نهان آب

تحقیقات آماری در بسیاری از کشورها نشان می‌دهد که میانگین مصرف روزانه آب برای هر نفر ، حدود 300 لیتر است. در حالی که مصرف نهان آب برای هر نفر ، حدود 6000 لیتر و از قرار زیر می‌باشد:

آبیاری کشتزارها و تهیه و تولید مواد غذایی: 2600 لیتر

تأمین انرژی: 2400 لیتر

صنایع و معادن: 700 لیتر

امور بازرگانی و خدمات: 34 لیتر

منبع کمیاب

در بسیاری از کشورها ، آب نوعی منبع استراتژیک محسوب می‌شود. بسیاری از جنگ‌ها از جمله جنگ 6 روزه در خاور میانه، بر سر به دست آوردن منابع آبی بیشتر صورت گرفت. البته کارشناسان، مشکلات بیشتری را هم پیش بینی می‌کنند که بدلیل رشد جمعیت، آلودگی آب ها و گرم شدن زمین حادث می‌شود.

 

آب آشامیدنی

آب‌های آشامیدنی را از چشمه ها ، قنات ها و یا چاه ها استخراج می‌کنند. بنابراین ، برای تولید بیشتر آب ، می‌توان چاه‌های بیشتری ساخت. باران و دریا هم از دیگر منابع آبی هستند که البته به عنوان آب آشامیدنی مناسب نیستند. این گونه آب‌ها را باید تصفیه نمود. روش های معروف تصفیه آب ، تقطیر و جوشاندن می‌باشند.

 

آب ، فرهنگ و مذهب

در بیشتر ادیان از جمله اسلام، مسیحیت و یهودیت، آب ماده پاک‌کننده محسوب می‌شود. برای مثال، در مسیحیت غسل تعمید را در کلیسا با آب انجام می‌دهند.

در بسیاری ادیان همچون اسلام نوعی مراسم عبادی وجود دارد که در آن ، مرده را با آب پاک شستشو می‌دهند (غسل). در دین اسلام هم تنها پس از وضو گرفتن (شستن بخش‌هایی از بدن با آب پاک) می توان فریضه نماز را بجا آورد.

در مذهب شینتو (مذهب ژاپنی) در تمام مراسم عبادی از آب برای پاکیزه ساختن بدن فرد یا مکان خاصی استفاده می‌شود.

 

شناخت محیط رشد:آب

اهمیت آب در تولید محصولات گیاهی غیر قابل انکار است. میزان آب موجود در هر منطقه معرف آن است که از نظر اقتصادی چه گیاهی را می توان کاشت و چه گیاهی را نمی توان. بسیاری از اعمال حیاتی گیاه توسط آب کنترل می شود. آب از مواد اصلی تشکیل دهنده یاخته زنده می باشد و میزان آن در بافت های مختلف متفاوت بوده از 2% در بعضی بذور خشک تا 40% در بافت های چوبی در حال خواب و 95% در میوه های آبدار (مانند هندوانه) دیده می شود. آب هم حلال است و هم وسیله ای برای انتقال مواد در داخل گیاه کمبود آب در گیاه باعث توقف رشد، و ادامه این کمبود منجر به اختلالات برگشت ناپذیر می گردد و گاهی هم موجب مرگ گیاه می شود. این عمل در نواحی گرم و خشک و گیاهانی که بر اساس ویژگی گونه ای دارای تبخیر شدید می باشند‏، به سرعت اتفاق می افتد میزان مصرف آب در گیاهان مختلف متفاوت است برای مثال برای تولید هر گرم ماده خشک در سوزنی برگها 50 گرم آب و در سبزهای برگی 2500 گرم آب مصرف می شود بطورکلی، برای بیشتر گیاهان‏، این مقدار بین 300 تا 1000 گرم می باشد. وقتی گیاه در حال رشد است پیوسته آب از زمین جذب کرده و از برگ ها آن را تبخیر می کند. میزان تبخیر آب از سطح برگ بستگی به دما‏ جریان هوا و عوامل دیگری مانند تعداد و چگونگی روزنه ها‏، رطوبت نسبی هوا و غیره دارد. خورشید ، انرژی لازم را برای تبخیر آب از سطح برگ تامین می کند. اگر بین جذب آب و تبخیر تعادل برقرار باشد تمام فرآیندهای گیاهی بطور طبیعی پیش می رود.

چرخه آب

چرخه آب وجود و حركت آب را در رو و زير زمين و بالاي سطح زمين نشان مي‌دهد. آب در زمين هميشه در حال حركت است و هميشه در حال تغيير شكل مي‌باشد، از مايع به بخار،‌به يخ و دوباره بازگشت به حالت اول. چرخه آب ميلياردها سال است كه در حال كار است و زندگي همه چيز روي زمين به آب بستگي دارد؛ زمين بدون آب غير قابل سكونت خواهد شد.

توده‌هاي هوا، ابرها را در اطراف زمين به حركت درمي‌آورند. قطعات ابر با يكديگر برخورد كرده، رشد مي‌كنند و به شكل بارش به سمت پايين مي‌آيند. قسمتي از اين بارش به شكل برف بر روي توده‌هاي برفي و يخچال‌ها تجمع مي‌يابند. برف در نقاط گرم‌تر ذوب شده و به شكل نهر جاري مي‌شود و تبديل به برفاب مي‌شوند. بارش‌ها بر روي سطح اقيانوس‌ها ريخته مي‌شوند و قسمت ديگري از آن نيز بر روي زمين مي‌بارند كه در اثر جاذبه روي سطح زمين جاري شده و تبديل به رواناب سطحي مي‌شوند.

بعضي از رواناب‌هاي سطحي وارد رودخانه‌ها شده و در نهايت به سمت اقيانوس‌ها حركت مي‌كنند؛ برخي ديگر نيز به صورت آب شيرين در درياچه‌ها و رودخانه‌ها تجمع پيدا مي‌كنند. تمام رواناب‌هاي بر روي سطح زمين جاري نمي‌شوند و قسمت زيادي از آنها به زير زمين فرو مي‌روند (نفوذ). بخشي از اين آب نفوذ يافته، به اعماق پايين‌تر رفته و آبخوان‌ها را تغذيه مي‌كنند (سنگ‌هاي زيرسطحي اشباع از آب) و حجم زيادي از آب شيرين را براي مدت‌هاي مديد نگهداري مي‌كنند.

بخشي از آب زيرزميني نيز نزديك به سطح زمين باقي مي‌ماند و مجدداً به شكل تراوش به بدنه‌هاي آبي (و اقيانوس‌ها) باز مي‌گردند و مانند تخليه آب زيرزميني عمل مي‌كنند. برخي ديگر نيز به صورت چشمه‌هاي آب شيرين از زير زمين بيرون مي‌آيند. در طول زمان، اين حجم آب در حال حركت است و هر از چند گاهي بخشي از آن به اقيانوس‌ها ختم مي‌يابند كه همان نقطه شروع است، و باز مجدداً اين مسير طي مي‌شود.

چرخه آب یک جریان مداوم حرکت آب بین زمین، اقیانوس، رودخانه ها و نهرها و جو (اتمسفر) می باشد. آب همواره در اطراف و بالای زمین در حال چرخش است. آب همان طور که در این چرخه در حال حرکت می باشد از شکل مایع (آب باران، آب نمک) به گاز (بخار آب) و دوباره به مایع تبدیل می شود. این مایع ممکن است سرد شود و به شکل جامد درآید (یخ یا برف).

چرخه آب برای ادامه زندگی بر روی زمین ضروری است و در مدت میلیاردها سال است که این چرخه در طبیعت جریان دارد. آب از آن زمان تا کنون بارها تمیز شده است و منابع آبی زمین همواره از طریق فرایند طبیعی که ما آن را چرخه آب می نامیم، در حال تجدید شدن می باشند.

 

مراحل چرخه آب و تشکیل باران

1-تبخیر: وقتی که خورشید آب رودخانه ها یا دریاچه ها و یا اقیانوس ها را گرم می کند، آب یه شکل بخار در می آید. این بخار آب در جو بالا می رود.

2-تراکم: بخار آب در هوا سرد می شود و دوباره به قطرات مایع کوچک تبدیل می شود و ابرها تشکیل می شوند.

3-بارش: هنگامی که مقدار زیادی آب متراکم شوند به طوری که هوا نتواند وزن آن را تحمل کند، آب از ابرها به شکل باران، تگرگ یا برف دوباره به زمین بر می گردد.

4-نفوذ: وقتی که آب به صورت باران تگرگ یا برف می بارد، مقداری از آن به زمین نفوذ می کند.

5-رواناب: مقداری از آب به زمین فرو نمی رود بلکه در رودخانه ها و نهرها می ریزد.

6-تعریق: فرایندی که آب موجود در گیاهان و به ویژه برگ ها تبخیر می شود. تعرق کمک می کند که بخار آب به هوا بر گردد.

 

اجزاي چرخه آب

١٦ جزء براي چرخه آب وجود دارد:

ذخيره آب در اقيانوس‌ها

تبخير

تصعيد

تبخير و تعرق

آب در اتمسفر

ميعان

بارش

ذخيره آب در برف و يخ

رواناب ناشي از برف به داخل نهرها

رواناب سطحي

جريان رودخانه‌

ذخيره آب شيرين

نفوذ

ذخيره آب زيرزميني

جريان آب زيرزميني

چشمه‌ها

 

 منابع

سایت کمک آموزشی دانش یاران فورکیا

daneshyaran.4kia.ir