برج علم البحيرات

برج علم البحيرات هو هيكل يُبنى في المسطحات المائية لتسهيل دراسة النظم البيئية المائية ( علم البحيرات ). ويلعب دورًا هامًا في البنية التحتية لمياه الشرب ، إذ يسمح بالتنبؤ بتكاثر الطحالب الذي قد يسد المرشحات ويؤثر على طعم الماء.
غاية
توفر أبراج علم البحيرات بنية ثابتة يمكن تثبيت أجهزة الاستشعار وأدوات أخذ العينات عليها. [ 1 ] يسمح عمق هذه البنية تحت مستوى الماء بدراسة طبقات المياه المختلفة في البحيرة أو الخزان . [ 2 ] تُعد إدارة الظروف الليمولوجية مهمة في الخزانات المستخدمة لتزويد محطات معالجة مياه الشرب. في بعض الظروف، قد تحدث تكاثرات طحلبية كثيفة ، مما قد يؤدي إلى انسداد المرشحات، وتغيير درجة حموضة الماء، والتسبب في مشاكل في الطعم والرائحة. إذا امتدت أجهزة الاستشعار إلى مستوى قاع البحيرة، فيمكن استخدام البرج أيضًا لمراقبة طبقة المياه السفلى ( الهايبولمنيون )، والتي قد تصبح في بعض الظروف خالية من الأكسجين، مما قد يؤثر على بيئة البحيرة . [ 3 ]
أُنشئت أبراج مراقبة البحيرات في خزانات المياه المستخدمة لتزويد المملكة المتحدة بمياه الشرب منذ أن بدأت ظاهرة ازدهار الطحالب تُسبب مشاكل في جودة المياه. ومن خلال توفير بيانات عن حالة المياه ومستويات الطحالب، تستطيع هذه الأبراج التنبؤ بسلوك الطحالب، مما يسمح للمسؤولين باتخاذ قرارات لتغيير الظروف ومنع ازدهارها . وقد تشمل هذه القرارات تعديل تدفقات المياه (خاصةً عند النظر في مصادر المياه الغنية بالمغذيات)، وتفعيل نفاثات المياه لتعزيز اختلاط طبقات المياه المختلفة، وتغيير عمق سحب المياه. ويمكن أن تؤثر هذه القرارات على سلوك الخزان على مدى فترة تتراوح من بضع ساعات إلى بضع سنوات. [ 3 ]
أمثلة
أمريكا الشمالية
أُنشئت ستة أبراج رصد مشتركة لعلم البحيرات والأرصاد الجوية في البحيرات العظمى على الحدود الأمريكية الكندية عام ١٩٦١. قام معهد البحيرات العظمى بتركيب ثلاثة منها في بحيرة هورون ، واثنين في بحيرة أونتاريو، وواحد في بحيرة إيري . تميزت هذه الأبراج بتصميمها المبتكر وانخفاض تكلفة بنائها، حيث بُنيت في الغالب من أنابيب مياه بقطر ١٠٠ ملم . شُيّدت الأبراج في أعماق تتراوح بين ٧ و٦٣ مترًا ، ووفرت قياسات لسرعة الرياح ودرجة حرارة الهواء وهطول الأمطار، بالإضافة إلى درجة حرارة المياه وتدفقات التيارات على أعماق مختلفة. كانت الأبراج الأقصر (في المياه التي يقل عمقها عن ١٨ مترًا ) مثبتة مباشرة في قاع البحيرة، بينما كانت الأبراج في الأعماق الأكبر عبارة عن وحدات عائمة مزودة بخزان موازنة مغمور، مثبتة في قاع البحيرة بواسطة كابلات وأثقال. [ ٤ ]
شُيّد برجان إضافيان لعلم البحيرات بالقرب من دوغلاس بوينت في بحيرة هورون خلال ستينيات القرن الماضي. بُني أحدهما، بارتفاع 24 مترًا (79 قدمًا) ، على بُعد 4 كيلومترات (2.5 ميل) من الشاطئ عام 1961، بينما بُني الثاني، بارتفاع 47 مترًا (154 قدمًا)، عام 1969. وهما عبارة عن أعمدة مثبتة في قاع البحيرة بواسطة محور دوار ، ومدعومة بكابلات مشدودة وأوتاد تثبيت. يحتوي كل برج على مستشعر حراري متحرك يمكن نقله إلى أي عمق على البرج، بالإضافة إلى موازين حرارة ثابتة على أعماق مختلفة، وكان الهدف منه مراقبة درجات حرارة طبقات المياه المختلفة في البحيرة. [ 5 ]
المملكة المتحدة
تم تركيب برج خرساني لعلم البحيرات في بحيرة روتلاند ، أكبر خزان مائي في إنجلترا من حيث المساحة، عند إنشائها في أوائل سبعينيات القرن الماضي. وقد تأثر تصميم البرج بالتشاور مع مركز أبحاث المياه، وكان الهدف منه توفير أفضل الأدوات الممكنة لرصد الظروف البيئية للخزان، بما يُمكّن مشغله ( هيئة مياه أنجليان ) من إدارته على النحو الأمثل. يرصد البرج درجة حرارة الماء، ومستويات الأكسجين المذاب، وفلورة الماء (وهي مقياس لمحتوى الطحالب) على فترات عمق مترين. [ 3 ] كما يتميز البرج بقدرته على سحب عينات مياه لإجراء المزيد من الاختبارات من مختلف الأعماق، بالإضافة إلى تركيب محطة أرصاد جوية آلية. [ 2 ] تُعرض البيانات بشكل مستمر ومرئيًا في الوقت الفعلي في مركز التحكم بالخزان، الواقع عند السد. وقد تم اختيار موقع البرج بما يتناسب مع احتياجات المشغل. يتكون الخزان من ذراعين - شمالي وجنوبي - وقد صُمم بحيث تدخل جميع المياه الغنية بالمغذيات إلى الذراع الجنوبي. الهدف هو استنفاد العناصر الغذائية قبل سحب المياه لاستخدامها في الطرف الشرقي للموقع. يتغذى الفرع الشمالي من مصادر فقيرة بالعناصر الغذائية، ومن المتوقع ألا يتأثر بشكل كبير بتكاثر الطحالب. يتوفر مخرج ثانوي يسحب المياه حصريًا من الفرع الشمالي، في حال تأثر الفرع الجنوبي بنمو الطحالب. إضافةً إلى ذلك، يمكن للمشغلين السحب مباشرةً من نهر نيني إذا كانت مياه الخزان غير صالحة للاستخدام. [ 3 ]
يحتوي خزان الملكة الأم بالقرب من لندن أيضاً على برج لعلم البحيرات. [ 6 ]
مراجع
- ↑ هندرسون-سيلرز، برايان (1984). هندسة علم البحيرات . برنامج بيتمان للنشر المتقدم. ISBN 9780273085393.
- 1 2 هاربر، ديفيد (1978). “علم علم مياه روتلاند”. Internationale Vereinigung für Theoretische und Angewandte Limnologie: Verhandlungen . 20 (3): 1604–1611 . دوى : 10.1080 / 03680770.1977.11896738 . ISSN 0368-0770 .
- 1 2 3 4 فيرغسون، أ. ج. د.؛ هاربر، د. م. (1 مارس 1982). "العوالق النباتية في مياه روتلاند: هل هي تطورٌ مفيد أم مصدر إزعاج؟". مجلة علم الأحياء المائية . 88 (1): 117-133 . doi : 10.1007/BF00008304 . ISSN 1573-5117 . S2CID 42102241 .
- ↑ دين، روجر إي. (1 أبريل 1963). "أبراج الرصد الليمولوجية والأرصادية في البحيرات العظمى" . علم البحيرات والمحيطات . 8 (1): 9-15 . Bibcode : 1963LimOc...8....9D . doi : 10.4319/lo.1963.8.1.0009 . ISSN 1939-5590 .
- ↑ هيل، أ.م. (1973). "حول البنية الحرارية القريبة من الشاطئ في بحيرة هورون، كندا" . مجلة تيلوس . 25 (4): 400-409 . رمز Bibcode : 1973Tell...25..400H . doi : 10.3402/tellusa.v25i4.9674 . ISSN 0040-2826 .
- ↑ باوسي، د.ب.هـ؛ همفري، أ.و (أكتوبر 1976). "خزان الملكة الأم - بعض جوانب تصميمه وبنائه" . هندسة التربة : 27-30 .
- علم البحيرات
- إمدادات المياه
