seprate
Golsang Kavir Yazd
............................................

contact info:
Tel: 98 352 3621492
Iran, Yazd
............................

info@golsangkavir.com

............................................
طرح تولید باران

بسمه تعالی

 

طرح تونل‌های باران ساز (توباس)

 

نویسنده: دکتر محمدعلی داعی

 

مقدمه: آب شیرین، آن مایه حیات، همان کیمیایی که ما کویرنشینان قدر آن را بیش از هر کسی می‌دانیم، این روزها کمبود و ارزش‌های والایش را بیش از هر زمانی دارد به رخ می‌کشد. به همین دلیل برخی دلسوزان، دست بکار شده‌اند و راه حل‌های گوناگونی برای مقابله کم آبی پیشنهاد می‌کنند. صرف نظر از پیشنهاد هایی که برای استفاده بهتر از آبهای موجود و افزایش بازده آب ارائه می‌شود و حقا باید مورد توجه قرار گیرند، گاهی نظریاتی را می‌بینیم که منطقی به نظر نمی‌رسند . نمونه آن طرح‌های انتقال آب از دریاهای جنوب و یا شمال به مناطق مرکزی است که متاسفانه مورد عنایت جمعی از عوام و حتی برخی خواص غیر متخصص هم قرار گرفته و بودجه های کلانی نیز به آنها اختصاص داده شده است. شیرین کردن آب دریا در جنوب و پمپاژ و بالا آوردن آن حداقل به ارتفاع1300 متر، و رساندن آن به مناطق مرکزی مثل استان یزد آنقدر گران تمام می‌شود که برای صنعت و کشاورزی توجیه اقتصادی ندارد. برای تامین آب شرب هم که البته راه حل های بهتری وجود دارد . اما آنچه در این مقاله پیشنهاد می‌شود با ایده هایی که تاکنون شنیده‌اید کاملا متفاوت است و آن عبارت است از انتقال بخار آب بیشتر به جو (اتمسفر) به منظور افزایش بارندگی، در مرحله نخست برای مناطق ساحلی و سپس هدایت آن به مناطق مرکزی. توجه کنید این روش، با باروری ابرها که در برخی کشورها و از جمله در بخش‌های مرکزی کشور خودمان چند سالی است انجام می‌شود تفاوت دارد. باروری ابرها روشی برای تخلیه بخشی از محتوای ابرهای در حال عبور از منطقه است. البته اگر ابری وجود داشته باشد. تازه در آن شرایط هم به دلایلی که جای بحثش اینجا نیست کار چندان دلچسبی نیست. کار مطلوب این است که اگر مقدور باشد با روشی طبیعی ابر تولید کنیم، آن هم با صرف انرژی اندک و بدون آسیب رساندن به محیط زیست. خوشبختانه این کار مقدور و عملی است و این توانایی را دارد که ظرف چند سال شرایط اقلیمی را ابتدا در مناطق ساحلی جنوب و سپس در سایر نقاط کشور تغییر دهد. تا آنجا که نویسنده اطلاع دارد، مشابه این طرح در هیچ مکانی در جهان اجرا نشده است. البته اینجانب طرحی با مضمون مشابه را در اردیبهشت ماه گذشته در سمپوزیوم علوم زمین اروپا که در شهر وین در اطریش برگزار شده بود، ارائه دادم که بسیار مورد استقبال صاحب نظران قرار گرفت. اطلاعات بیشتر راجع به آن مقاله را در انتهای این نوشتار می‌توانید ملاحظه کنید.

 

دلایل بروز خشکسالی در سال های اخیر:

نظریه غالب این است که دلیل اصلی کاهش بارندگی در سال‌های اخیر، افزایش گرمای زمین (global warming) است. افزایش دما در خاورمیانه بیش از متوسط جهانی بوده است. افزایش دمای متوسط جهانی را حدود یک درجه می‌دانند ولی در خاورمیانه این افزایش به حدود سه درجه هم می‌رسد. افزایش دما سبب تشکیل یک حباب عظیم هوای گرم و پرفشار بر فراز منطقه شده که غالبا اجازه تشکیل توده ابرهای موضعی و ورود توده هوای مرطوب از دور دست به منطقه را نمی‌دهد. نتیجه‌اش این است که میزان متوسط بارندگی در سواحل جنوبی که تا دو دهه قبل به طور متوسط 200-300 میلیمتر بود در سال‌های اخیر به نحو محسوس کاهش یافته و همانند گذشته توزیع یکنواخت در طول فصل هم ندارد و بیشتر به چند بارش سیل آسا محدود می‌شود. اطلاعات و آمار هواشناسی در کل خاورمیانه این واقعیت را نشان می‌دهد. در همین دوره میزان بارندگی در حوضه مدیترانه نیز بیست درصد کاهش داشته است.

 

اصول طرح تونل های باران ساز (توباس): طرح توباس درواقع چیزی جز تقویت الگوی طبیعی بارندگی نیست. در حالت عادی هر روز مقادیری بخار آب از سطح دریا به آسمان صعود می‌کند و اگر بتواند به ارتفاع مناسب برسد، بر اثر سرما متراکم شده و تولید ابر و متعاقبا باران می‌کند. اما در شرایطی که مثل این سال ها، جو گرم و پر فشار دیگر به قدر کافی توده‌های هوای مرطوب را نمی‌پذیرد ما تلاش می‌کنیم مقادیری بخار آب را بدان تزریق کنیم. ابزار ما برای تزریق، تونل های عمودی یا چاه‌هایی است که در بلندی‌های ساحلی حفر می‌کنیم. این تونل‌های عمودی که از انتها به بیرون باز شده‌اند، کار پمپاژ هوای گرم به بالا را به صورت خود بخود و طبیعی انجام می‌دهند. درست مثل همان کاری که لوله بخاری منزل شما برای انتقال دود و گاز کربنیک به جو انجام می‌دهد. ممکن است بفرمایید که لوله بخاری اگر هوای گرم و آلوده را به بالا منتقل می‌کند از حرارت پانصد درجه ای بخاری نیرو می‌گیرد؛ اما دمای هوای مناطق ساحلی جنوب حداکثر ممکن است به پنجاه درجه برسد. آیا این دما برای پمپاژ کافی است؟ بااطمینان عرض می‌کنم که بلی کافی است. برای انتقال خود به خودی هوا از پایین به بالا وجود اختلاف دما و اختلاف فشار مختصر بین ورودی و خروجی آن کفایت می‌کند. البته هرچه این اختلاف فشار و دمای هوای ورودی و خروجی بیشتر باشد سرعت و کمیت هوای عبوری بیشتر می‌شود. نمونه این نوع سیستم های تهویه موثر و بی نیاز از انرژی را می‌توانید در برخی معادن، ایستگاههای مترو، برج های خنک کننده نیروگاه‌ها و آب انبارهای قدیمی ملاحظه کنید. حتی در ساختمان‌های مرتفع اگر درب پشت بام را باز بگذارید، جریان نسبتا شدید هوا از پایین به بالا حس می‌شود. پس در مورد اینکه این طرح کار می‌کند لااقل من تردید ندارم. راجع به راندمان و نتایجش هم به تدریج توضیح خواهم داد.

 

انتقال هوای گرم و مرطوب سواحل به جو، چه لزومی و چه نتایجی دارد؟ هوای مرطوب در سواحل همیشه محتوی مقداری بخار آب است. توانایی هوا برای پذیرش بخار آب به فشار و دمای آن بستگی دارد. مثلا درکنار دریا (فشار یک جو) و دمای 40 درجه، حداکثر حدود 50 گرم آب در یک متر مکعب هوا وجود دارد. از آنجا که دمای هوا در طول شبانه روز و فصول مختلف تغییر می‌کند، طبیعی است که محتوای بخار آب آن نیز متغیر باشد. من در محاسباتم عدد 20 گرم در متر مکعب (متوسط) را لحاظ کرده ام که فکر می‌کنم واقع بینانه است.

هدف ما انتقال مستقیم این هوای مرطوب به ارتفاعات بالای جو است تا از یک طرف از تماس آن با سنگ و خاک داغ و جذب سطحی و پراکندگی آن جلوگیری و به تشکیل ابر و تولید باران کمک کنیم. و از طرف دیگر آن حباب پرفشار را به تدریج در هم بشکنیم. قبلا عرض کردم که توده هوای پرفشار و گرم مستقر در بالای مناطق خشک مانع پذیرش توده های هوای مرطوب است. پس لازم است که این شرایط نامطلوب را تغییر دهیم.

اما نتایجش بسیار فراتر از افزایش چند میلیمتر بارندگی برای سواحل جنوبی است. هر سازه یک دستگاه تهویه مطبوع نیز هست و محیط اطراف خود را خنک و مرطوب می‌کند. وسعت فضایی که مشمول تهویه می‌شود بستگی به ابعاد آن چاه دارد. اگر قطر چاه بیست متر و ارتفاعش صد متر باشد، می‌تواند فضای خوبی برای کسب و کار چندین نفر و محیطی مناسب استراحت در فضای آزاد برای ده ها نفر در تمام طول سال ایجاد کند. به علاوه امکان تولید آب شیرین، درجا در ورودی تونل وجود دارد. این آب از تقطیر بخش کوچکی از هوای مرطوب عبوری حاصل می‌شود. سیستم مبرد می‌تواند با برق ناشی از انرژی خورشیدی کار کند. این سیستم برای تولید آب شرب روستاهای کوچک و پراکنده جنوب ایده آل است. من نمونه کوچکی از این سیستم مبرد را با کمک یکی از دوستان ساخته‌ام و امتحان هم شده است. اما آنچه من از طرح توباس در نهایت انتظار دارم بسیار فراتر از اینهاست و آن تغییر شرایط اقلیمی نه تنها در ایران بلکه در کل منطقه است. البته با یک گل بهار نمی‌شود. با یک تونل نمی‌توان تاثیر محسوسی بر آب و هوا گذاشت. همچنان که با یک توربین بادی هم نمی‌توان برق قابل توجهی تولید کرد و با یک قنات هم نمی‌توان پهنه وسیعی از کویر را سبز نمود.

با اطمینان به شما عرض می‌کنم که طرح توباس این پتانسیل را دارد که سرنوشت کویر ها و مردمان کویر نشین را به کلی و برای ابد تغییر دهد، آن هم با انرژی پاک خورشید. انرژی عظیمی که در ملکول های بخار آب نهفته است و ما تاکنون ابزار موثری برای استخراجش نداشتیم. حال ابزار در دست ماست. بیایید با کمک چاه هایی که در دل تپه ها و کوه ها حفر می‌کنیم، مقادیر عظیمی از این بخار آب را که منبعی پاک و لایزال دارد به آسمان هدایت و ابر و باران تولید کنیم و سرنوشت خود و صدها میلیون انسان دیگر را تغییر دهیم. به هیچ وجه نباید به این طرح به عنوان ابزاری برای عبور از یک فصل دشوار نگاه کرد. طرح توباس ماندنی است. در بهترین شرایط جوی هم عمل میکند و اوضاع را باز هم بهتر می‌کند. این طرح در سراسر پهنه خشک خاورمیانه از سومالی و عربستان سعودی گرفته تا عمان و امارات و خلاصه هرجایی در این جهان که کوه در کنار دریا وجود دارد و در عین حال آب شیرین کمیاب است قابل اجراست. اگر تاکید من بیشتر بر دریا های جنوب است، به این دلیل است که در این منطقه نیاز به آب شیرین بیشتر است و امکان تاثیر گذاری از این ناحیه بر مناطق مرکزی ایران نیز زیادتر به نظر می‌رسد. بعد ها در شمال و بخصوص شمال غرب هم میتوان از تجربیات جنوب استفاده کرد.

 

کنترل ریز گرد ها: کنترل ریزگرد ها نیز از نتایج جنبی و ثانویه طرح توباس است. همه می‌دانیم که صرف نظر از خطاهای انسانی و زیاده طلبی برخی کشورهای منطقه واحداث سدهای عظیم در کشور خود بدون در نظر داشت سهم دیگران، خشکسالی نیز سهم مهمی در افزایش تولید ریزگرد در منطقه داشته است. قبلا عرض کردم که در دو دهه اخیر میزان بارش در حوزه مدیترانه هم حدود بیست درصد کاهش داشته، هم اکنون که من این سطور را مینویسم صحبت از جیره بندی آب در رم پایتخت ایتالیا است. اگر این طرح در کل منطقه شامل شبه جزیره عریستان هم اجرا شود، قطعا تاثیر شایانی بر افزایش بارندگی و کنترل ریزگردها نیز خواهد داشت. سوای اینها ایجاد شغل، درآمد بیشتر، سلامت و نشاط از فواید دیگری است که برای این طرح می‌توان تصور کرد.

 

ابعاد هر تونل و هزینه ایجاد آن چقدر است؟ قطر هر تونل می تواند بین دو تا پنجاه و ارتفاع آن ممکن است از ده ها تا صد ها متر باشد. در هر حال بازده یک تونل با ابعاد آن متناسب است. هزینه اجرای هر تونل هم علاوه بر ابعادش به این نیز بستگی دارد که ما تونل را در چه مکانی حفر کنیم. در سواحل جنوب تپه ها و کوهپایه های متعددی داریم که تماما و یا عمدتا از رس تشکیل شده اند. نمونه‌های آن را می‌توانید در سواحل چابهار تا بندر عباس و جزیره قشم ببینید. حفاری و ایجاد سازه های مورد نظر ما در این بلندی ها نسبتا راحت و کم هزینه است، اما پایداری زیادی ندارد. با این حال اگر در خروجی آن طوقه ای بتونی ساخته شود تا از ورود آب باران جلوگیری کند، ده ها سال دوام می‌آورد. در عوض حفاری در کوههای رسوبی منطقه پر هزینه‌تر است، ولی پایداری بسیار بیشتری دارد.

 

بازده این سازه ها چقدر است؟ آنچه من راجع به بازده این نوع سازه می‌نویسم صرفا نظری و تخمینی ، ولی در عین حال متکی به اصول علمی است. بنابراین با قید احتیاط به آن نگاه کنید. وقتی اولین نمونه اش ساخته شد، بهتر می توان راجع به ضعف و قوت های این طرح صحبت کرد.

اگر تونل حفر شده 50 متر قطر و ارتفاعی برابر 200 متر داشته باشد، در آن صورت حجمی نزدیک 400.000 (چهار صد هزار ) متر مکعب خواهد داشت. فرض کنیم که هوای عبوری از این چاه بطور متوسط سرعتی برابر 5 کیلومتر در ساعت یا حدود 4/1 متر بر ثانیه(کمتر از نصف سرعت نسیم ) داشته باشد. در این صورت در هر شبانه روز 215میلیون متر مکعب هوای مرطوب از کف به ارتفاع 200 متری پمپاژ می کند. صعود هوای مرطوب پس از خروج از دهانه چاه تا صدها متر دیگر نیز ادامه خواهد داشت. باز فرض کنید که در هر متر مکعب هوای منطقه جنوب به طور متوسط 20 گرم آب وجود دارد. (رقم بسیار به واقعیت نزدیک است ). با این مفروضات این سازه قادر است در هرثانیه 50 لیتر آب به جو تزریق نماید که رقم قابل توجهی است. یعنی 9 تانکر بیست هزار لیتری در هرساعت!

 

بر سر این آب چه می آید؟ آیا قابل کنترل است؟ به این سوال فقط تاحدی می توان پاسخ داد، چون ما آزمایشی نداشته‌ایم. اما بر اساس قواعد فیزیک جو و نیز ملاحظاتی که در طبیعت داشته‌ام می توانم حدس هایی نزدیک به واقعیت داشته باشم. از دید من آنچه از تونل خارج و به جو وارد می‌شود، یک جوی آب با دبی 50 لیتر در ثانیه است که سر بالا میرود! اما تا کجا؟ تا جایی که کاهش فشار جو وادارش کند که بشکل یک قارچ گسترش یابد. این را با دقت در خروجی بخار آب از برج های خنک کننده برخی نیروگاه‌ها، بخصوص در فصل زمستان می شود دریافت. بعد چه می شود؟ توده بخار آب موجود در ارتفاع چند صد متری غالبا تحت فشار‌هایی از پایین و یا مکش‌هایی از بالا و با انرژی گرمایی حاصل از میعان از خود به ارتفاعات باز هم بالاتر صعود می‌کنند وتشکیل ابر می‌دهند. در این میان تحت تاثیر بادهای غالب و نیز شرایط پستی بلندی های منطقه، جابجایی هایی هم پیش می آید مثلا انتقال از حوالی بندر عباس به رودان و منوجان و یا حتی کهنوج و جیرفت و ارزوئیه و بافت ولی به هر حال در محدوده کشور خواهند ماند.

ممکن است تصور کنید که این طرح سرمایه بسیار عظیمی نیاز دارد و دولت بودجه کافی برای ایجاد هزاران نمونه از این سازه ها در اختیار ندارد. ولی نگران نباشید! می‌توان ترتیبی داد که هر سازه بخودی خود، سود آور باشد و بخش خصوصی با رغبت هزینه های حفاری آن را تقبل کند و سود هم ببرد. ضمن این که نفع اصلی آن که تولید ابر و باران است برای عموم می ماند.

 

چگونه؟

می توان از همان نوع مدیریتی استفاده کردکه صد ها سال پیش اجداد ما در احداث و اداره قنات ها در کویر استفاده کردند. هم خودشان سود بردند و هم جهنم کویر را قابل سکونت برای سایر انسانها و وحوش نمودند.

اگر مکان حفر تونل ها در کوهستان درست انتخاب شود تقریبا همیشه به رگه هایی از آب شیرین بر خواهیم خورد که برای سرمایه‌گذار منبع درآمد خوبی است، به خصوص وقتی که حریمی در اطراف سازه برای سرمایه گذار در نظر بگیریم و برای مدت طولانی مثلا صد سال مالکیتش را به او تفویض کنیم. در نظر بگیرید که در مناطق نزدیک به ساحل این آب‌ها اگر استحصال نشوند، اغلب به دریا تزریق شده و برای همیشه از دست خواهند رفت. منبع درآمد دیگر برای سرمایه گذار، می‌تواند اطلاعاتی باشد که از منابع زیر زمینی ضمن حفاری به دست می‌آید. سرمایه گذار باید مجاز باشد که یا خود بر طبق قانون معادن از آن استفاده کند و یا امتیازش را بفروشد. از این ها گذشته، سازه ها تهویه مطبوعی را در محدوده اطراف خود ایجاد می‌کنند که برای مناطق جنوبی ما، یک نعمت است و سرمایه گذار باید مجاز باشد که از فضای خنک و مطبوعی که ایجاد کرده در محدوده خود استفاده نماید. مثلا هتل، تفرجگاه و یا استراحت گاه‌هایی برای مسافران و رانندگان بسازد و از آن سود ببرد. این تونلها می‌توانند ابزار ساده و کم هزینه ای برای تصفیه هوا هم باشند. کافیست در ورودی تونلها توده هایی از الیاف گیاهی نظیر پوشال آغشته مواد هیومیکی در بسته بندی های تور مانند قرار دهیم تا هوای عبوری را تا حد زیادی از آلودگی پاک کنند. مواد هیومیکی که در داخل هم تولید میشوند این توانایی را دارند که آلاینده های موجود در هوا را خنثی کرده حتی به مواد مفید برای کشاورزی تبدیل کنند. لذا بعدا این الیاف را بعنوان کود میتوان مورد استفاده قرار داد. این یعنی تبدیل سم و ضایعات به کود. در حاشیه غربی بندر عباس تجمع واحد های صنعتی ، نیروگاه و اسکله‌ها و عبورکامیونها آلودگی فوق العاده ای ایجاد کرده‌اند. کوهپایه های شمالی این ناحیه مکان مناسبی برای احداث نخستین تونل ها یا چاهها هستند که میتوانند در آن واحد چندین هدف را پیش ببرند. فهرست فواید به اینها محدود نمی شود اما من عجالتا از آن می گذرم.

همین امتیازات کافی است که عده ای را در داخل و یا خارج از کشور راغب به سرمایه‌گذاری در این زمینه بکند و در مدت کوتاهی هزاران عدد از این سازه ها در تمامی سواحل منطقه ساخته شود و آن چرخه مثبتی را که من در انتظارش هستم به راه اندازد. در مقاله دیگری موسوم به "راز باران" من از این چرخه مثبت مفصلا صحبت کرده ام و خوانندگان عزیز را به آن مقاله ارجاع می‌دهم. طبیعی است برای حفر نخستین نمونه ها و کسب تجربیات اولیه دولت باید دستها را بالا بزند و سرمایه‌گذاری کند. تا آنجا که من می‌دانم کار مشابهی در هیچ کشور دیگری انجام نشده که ما بتوانیم از تجربیات آنها استفاده کنیم. اما مگر ما نبودیم که قنات و بادگیر و آب انبارهای خنک را در کویر ایجاد کرده و به بشریت هدیه نمودیم؟ این هم ترکیبی از همان سازه هاست. مفید، سالم و ایمن. بگذارید بار دیگر، نه تنها برای ملت خود، بلکه برای همه مردمان منطقه هدیه ای داشته باشیم.

 

 جمع بندی و بحث:

طرح توباس، چیزی جز تقویت ساز و کارهای طبیعی برای تولید باران نیست. انرژی آن بطور کامل از خورشید تامین می‌شود. منبع بخار آب لایزال است و هرچه از آن برداشت شود، بلافاصله جایگزین می‌گردد. بدون اینکه لطمه ای به طبیعت وارد کند. این ابزار بسیار ساده در واقع مفید‌ترین اختراع بشر است چرا که برای نخستین بار به بشر این امکان را می‌دهد که بدون صرف انرژی وآسیب رساندن به محیط زیست کنترل شرایط اقلیمی را بدست بگیرد. در پایان خواهش من از هموطنان عزیزم اینست:

"بر سر محدود منابع آب موجود نزاع نکنید، رودخانه های آسمانی در راهند. بزودی خواهند رسید، البته اگر کمک کنید."

دوستان عزیز توجه کنید که طرحی با این مضمون و البته با تفصیلی بیشتر اردیبشت ماه 1396 از طرف اینجانب و با مشارکت دو تن از فرزندانم در سمپوزیوم علوم زمین که از طرف انجمن علوم زمین اروپا( European Geosciences Union) در شهر وین اتریش برگزار شده بود، عرضه گردید و بسیار مورد استقبال قرار گرفت. خلاصه آن مقاله را علاوه بر سایت EGU می‌توانید در سایت علمی سازمان هوانوردی آمریکا (NASA) به آدرس زیر نیز جستجو کنید.

 

 http://adsabs.harvard.edu/abs/2017EGUGA..1910038D

                                                                                    

تابستان 1396