إعادة تحسين مياه ولاية ويسكونسن
عندما بدأت وزارة النقل في ولاية ويسكونسن (WDOT) أعمال بناء الطريق السريع رقم 45 غرباً بالقرب من كلينتونفيل، بدا المشروع روتينياً. ولكن بمجرد انطلاقه، اتخذ المشروع مساراً غير عادي:
كان العمال، بعد تسوية الطريق بالطبقة الأساسية في الليلة السابقة، يعودون إلى موقع العمل كل صباح ليجدوا أن مستوى الطريق منخفض بمقدار قدمين. استمرت هذه الظاهرة لمدة أسبوعين متتاليين حتى تم اكتشاف أن وزن الطبقة الأساسية كان يدفع التربة الموجودة أسفلها (طين أسود كثيف وطحالب الخث) إلى بحيرة برادي المجاورة التي تبلغ مساحتها عشرة أفدنة.
قبل بدء إنشاء الطريق السريع رقم 45، كان متوسط عمق البحيرة 18 قدمًا. بعد اكتشاف تحركات التربة، انخفض متوسط عمق المياه في بعض أجزاء البحيرة إلى أقل من تسع بوصات. كانت هذه البحيرة، التي كانت في يوم من الأيام موطنًا للعديد من أنواع الحياة البرية وتنتشر فيها بعض المساكن، معرضة لخطر الجفاف. ونتيجة لذلك، تدخلت إدارة الموارد الطبيعية في ولاية ويسكونسن، المسؤولة عن هذه البحيرة المملوكة للدولة.
بالتعاون مع وزارة النقل في ولاية واشنطن، قيّمت إدارة الموارد الطبيعية في الولاية طرقًا مختلفة لإعادة تأهيل بحيرة برادي. ونظرًا لحجم الموقع، وكمية المواد المراد إزالتها، ومشاكل التعامل مع المخلفات، تم اختيار التجريف الهيدروليكي. كانت البدائل التقليدية من المعدات الثقيلة (الحفارات الجرافة أو الحفارات المثبتة على البارجات) ستؤدي إما إلى زيادة احتمالية الانسكاب ومشاكل التعامل مع المخلفات، أو إلى الإضرار بظروف البحيرة الحالية من خلال إعادة تعليق جزء كبير من المواد المراد إزالتها. لذا، لم يكن تجفيف البحيرة وتنظيفها خيارًا مقبولًا.
تطلّب نطاق العمل استخدام جرافة عائمة لحفر المواد حتى عمق 18 قدمًا وضخّها عبر خط أنابيب مغلق لمسافة 3,000 قدم إلى حفرة استخراج جافة. وكان فرق الارتفاع بين المنطقتين 110 أقدام. واشترطت إدارة الموارد الطبيعية في ولاية واشنطن إعادة أي مياه تُصرّف من منطقة الاستخراج إلى البحيرة بمستويات مواد صلبة عالقة لا تزيد عن خمسة أجزاء في المليون عن مستويات البحيرة قبل الحفر.
منحت إدارة الموارد الطبيعية في ولاية ويسكونسن/إدارة النقل في ولاية ويسكونسن (WDNR/WDOT) عقد العمل في بحيرة برادي لشركة J&S Dredging من أربين، ويسكونسن. في يوليو 1991، قام مالك شركة J&S، السيد جيم مان، بتشغيل جرافة Versi-Dredge™ طراز 4010، المصنعة من قبل شركة Innovative Material Systems, Inc. (IMS) من أولاثي، كانساس. تتميز هذه الجرافة الهيدروليكية، التي تُنقل بشاحنة واحدة، بقدرتها على العمل بشكل قياسي حتى عمق 20 قدمًا.
فور وصول الكراكة إلى الموقع، وُضعت في البحيرة وثُبِّتت مثبتات كابلات الرافعة. ثم مُدِّد الأنبوب من البحيرة عبر قناة تصريف المياه على الطريق السريع وصولاً إلى حفرة استخراج الرواسب. وعلى الشاطئ، أُضيفت مضخة معززة لزيادة كفاءة العمل. وبدأ التجريف بعد ذلك بوقت قصير، وكانت عملية إزالة الرواسب روتينية نسبياً. ومع ذلك، كان هناك جانبان يتطلبان عناية إضافية: تجهيز كابلات الرافعة وإزالة الغطاء النباتي.
نظرًا لأن بحيرة برادي على شكل كلية، حيث يبلغ عرض أحد طرفيها حوالي 1,000 قدم، بينما لا يتجاوز عرض الطرف الآخر ثمانية أقدام، لم يكن من الممكن استخدام نظام نقل الكابلات القياسي ذي النقاط الأربع والمثبت على ضفاف البحيرة. ولذلك، تم استخدام نظام نقل الكابلات ذي النقاط الثلاث؛ نقطتا تثبيت خلفيتان على ضفاف البحيرة، متصلتان بكابل قابل للتعديل ومزودتان بأجهزة شد للتحكم في الحركة الجانبية، ونقطة تثبيت مركزية أمامية لرفع الكراكة إلى الأمام. وقد وفر هذا التصميم القطع الدائري المطلوب لإنجاز المهمة.
بالقرب من مركز البحيرة، تشكّلت نباتات البردي على هيئة جزر عائمة. هذه الأعشاب، التي تُشكّل عادةً مشكلة لمضخات التجريف، كان من السهل اقتلاعها بإزالة المخلفات من تحت جذورها. ثمّ قامت المروحة ذات الأجنحة، الحاصلة على براءة اختراع من شركة IMS، والمصممة لضخّ النفايات والأجسام الطويلة والخيطية، بنقلها عبر الأنابيب إلى منطقة المخلفات. مع ذلك، كانت نباتات البردي تلتفّ أحيانًا حول قضيب القطع، ممّا يستدعي قطعها مرتين أو ثلاث مرات يوميًا.
ابتكرت شركة J&S نظامًا بارعًا لإعادة المياه في منطقة المخلفات إلى بحيرة برادي بمستوى من المواد الصلبة العالقة لا يزيد عن خمسة أجزاء في المليون من كميات البحيرة الحالية.
قُسِّمَت حفرة استخراج المياه الجافة بواسطة سدٍّ إلى خليتين، عرض كلٍّ منهما 300 قدم وطولها 1000 قدم. تراوح ميل السد من ثلاثة أقدام عند طرف التصريف إلى ثمانية أقدام عند طرف الفائض. وعلى مسافات 200 قدم، وُضِعَ صفٌّ أفقيٌّ من بالات القش. تعمل بالات القش على ترشيح المياه تدريجيًّا أثناء تدفقها نحو الفائض. وعند الفائض، وُضِعَت شبكةٌ لتصفية الطمي لمزيد من ترشيح أي مياه متبقية.
لمدة أربع ساعات يوميًا، كان يتم ضخ الماء إلى خلية واحدة، ثم يُحوّل تدفق خط الأنابيب، باستخدام صمام بوابة، إلى الخلية الأخرى للأربع ساعات المتبقية. بعد ترك المواد تترسب طوال الليل، استُخدمت مضخات الري لضخ الماء إلى حقل زراعي مجاور مساحته 35 فدانًا. الأرض، المغطاة بالنباتات والمنحدرة باتجاه البحيرة، كانت مُبطّنة على محيطها بأكوام من التبن لتوجيه أي مياه زائدة إلى البحيرة. المياه الداخلة إلى البحيرة كانت مطابقة لجميع معايير المواد الصلبة العالقة التي وضعتها إدارة الموارد الطبيعية في ولاية واشنطن.
منذ إنجاز مشروع بحيرة برادي، أنجزت شركة J&S العديد من مشاريع التجريف في قطاعي المياه النقية ومياه الصرف الصناعي. ووفقًا لجيم مان، "شكّل جهاز Versi-Dredge™ إضافةً قيّمةً لأعمالنا. فقد نوّعنا مصادر دخلنا وقدّمنا خدمةً مربحةً كان يطلبها عملاء شركتنا الشقيقة J&S Liquid Systems، وهي شركة متخصصة في نقل النفايات المنزلية والبلدية ونفايات مزارع الألبان."
للمزيد من المعلومات ، انقر هنا
المصدر: الأرض والماء
