تعد أبراج المياه عاملاً فعالاً في عملية إيصال المياه إلى المنازل ومراكز العمل، كونها توفر الضغط المطلوب اللازم لتصاعد المياه إلى الأعلى. وسنحاول في هذه المقالة البحث في عمل أبراج المياه، وتعريف القارئ العزيز بما يدور في عالم أبراج المياه.
البرج (خزان ومضخة):
تتميز أبراج المياه بكونها سهلة الإنشاء. وعلى الرغم من اختلاف أشكالها وأحجامها، يجدر بنا التعريف بأنّها كلّها تقوم بنفس الوظيفة، ألا وهي حفظ المياه ضمن خزانات مرتفعة عن المنطقة المحيطة بها لتزويد المياه بالضغط اللازم.
على سبيل المثال، هذا البرج الموجود في منطقة جبل كيل ديفلز قرب مدينة كيتي هوك إن سي، يصل ارتفاعه إلى حوالي 165 قدم (50 متر). وللعلم فإنّ كل قدم في الارتفاع يزود المياه بـ0.43 باوند في كل إنش من الضغط. ولهذا فإنّ معظم أبراج المياه يتراوح متوسط الضغط الذي تقدمه للمياه بين 50 و100 باوند في كل إنش من الضغط (أقل شيء من 20 إلى 30 باوند في كل إنش من الضغط).
ويتوجب علينا أن ننشئ أبراج المياه في مناطق مرتفعة بشكلٍ كافٍ لتزويد المياه بالضغط المطلوب لكي تصل المياه إلى مراكز العمل والبيوت في كل المنطقة التي يتواجد فيها برج المياه. ولذلك يتم تركيب الأبراج بشكل تقليدي الهضاب والجبال.
كما أنّ أبراج المياه الموجودة في المناطق المرتفعة يمكن استبدالها بخزانات المياه ببساطة يتم بناؤها في أعلى جبل في المنطقة.
ومن البديهي أن تكون خزانات المياه واسعة لتحميل كمية كبيرة من الماء. فحوض سباحةٍ بسيط موجود في المنطقة التي يتواجد فيها خزان المياه سيستهلك بين الـ20 والـ30 ألف جالون من المياه، وهو مقدار كبير من المياه، الأمر الذي يجعل سعة برج المياه المثالية في هذه الحالة، يجب أن تكون أكثر بحوالي 50 من ما يستهلكه ذلك المسبح.
وبشكل تقليدي، يتوجب حساب ما يحتاجه أهل المنطقة من الماء لمدّة يومٍ واحد، لتحديد السعة التي يتوجب على الخزان أن يمتلكها. فإن فشلت مضخات المياه في تزويد المنطقة بحاجتها من الماء، ستعمل هذه الخزانات على تغطية النقص لمدّة يوم.
وبهذا نرى أنّ واحدة من أهم مزايا برج المياه هي إبقاء استهلاك توليد المضخات للمياه ضمن المعدل، وهذا ما سيوفر الكثير من المال.
فعلى سبيل المثال، قد يكون معدل استطاعة المضخات على توليد المياه لتلبية حاجات الناس هو 500 جالون في الدقيقة (720 ألف جالون على مدى اليوم)، فمن المؤكد أنّ معدل الاستهلاك في بعض الأوقات من اليوم قد يزيد عن 500 جالون في الدقيقة، كون أنّ معظم الناس يستيقظون في نفس الوقت تقريباً (7 صباحاً)، ويذهبون إلى العمل، وإلى الحمّامات لقضاء حاجاتهم، ويستحمّون، ويفرشون أسنانهم، ما يعني أنّ المعدل قد يرتفع إلى 2000 جالون في كل دقيقة، الأمر الذي يتطلّب توفير الكمية الناقصة من المياه عن طريق خزانات الماء الموجودة في الأبراج للسيطرة على الحالة ولتخفيف الضغط عن المضخات. وفي الليل عندما يصل معدل الاستهلاك إلى الصفر بشكلٍ طبيعيٍ، ستعمل المضخات على ملء الخزانات بالمياه.
كما يجدر بنا أن نذكر أنّ المضخات العالية الصاعدة تضغط الماء وترسله إلى نظام أنابيب تغذية أولي يمكن ربطه بسهولة تامّة ببرج المياه، كما هو الحال في المخطط التالي:
إن كانت المضخة تنتج مقدار من المياه أكثر ممّا يحتاجه النظام المائي واستهلاك الناس فإنّه ببساطة سينتقل إلى الخزان، أمّا إن كانت الوضعية معاكسة لما ذكرنا فإنّ الماء سيخرج تلقائياً من الخزان إلى مجموعة الأنابيب لتلبية حاجة الاستهلاك.
الوظيفة والشكل:
تعدد أشكال وأحجام أبراج المياه. ونأخذ هنا هذا البرج الضخم كمثال على تنوع أشكال أبراج المياه. فهو يبدو كشكل حبة الخوخ ويتواجد في مدينة جافني في ولاية كارولينا الجنوبية في الولايات المتحدة الأمريكية، ويبلغ ارتفاعه 85 قدم.
أمّا بالنسبة للمدن الكبيرة التي تتواجد فيها إنشاءات شاهقة الارتفاع، كان لا بد من إيجاد حل لمشكلة عدم قدرة المضخات الموجودة في المدينة على ضغط الماء لدرجة يمكن بها أن يصل إلى الطوابق المرتفعة من هذه المباني الشاهقة. وقد تمثل الحل في تزويد كل بناء مرتفع بمضخة وخزان مياه خاصين به.
وفي الصورة التالية المأخوذة من مبنى إمبايرستايت في مدينة نيويورك، نلاحظ وجود أكثر من30 برج مياه فرعي في أعلى هذه المباني.
كما أنّ أبراج المياه تخفض من نسب التأمين، كون أنّ وجودها سيلبي الحاجة المتزايدة إلى الماء إذا ما شبّ حريقٌ في المبنى ولم تستطع المضخات منحنا الكمية المطلوبة من المياه لإخماد هذا الحريق.
حقيقة غريبة حول أبراج المياه:
في الولايات المتحدة الأمريكية، يعتبر ملاحو الطيارات الخاصة الصغيرة أبراج المياه مساعدة كبيرة لهم كونها:
- كبيرة. - مرتفعة (رؤيتها سهلة من الطائرات). - متوفرة في كل البلدات الصغيرة. - اسم كل بلدة مكتوب عليها. فإن سافرت في إحدى المرات عبر الولايات المتحدة الأمريكية ستعرف من الجو أن كل البلدات الصغيرة تبدو متشابهةً جداً من الأعلى، الأمر الذي سيؤدي إلى إرباك الطياّر خاصةً إذا ما تعطل جهاز استقبال الرسائل الواردة من المطار. وهنا ستظهر لك أهمية أبراج المياه كوسيلة لتعريف الطيار بموقعه.
منقول