הנדסת מים

ד“ר יניב אדרי לזרום, להתעוות או להישבר? הקשר בין ז ר י מה בלחץ גב ו ה למעוות הידראולי בתת הקרקע הזרמה של נוזל בלחץ גבוה בתוך תווך נקבובי מ ו פ י ע ה ב ה ר ב ה תהליכים תעשייתיים בתת הקרקע, ביניהם שבירה הידראולית, מערכות גאותרמיות, והחדרה של פחמן דו חמצני על מנת לצמצם את אפקט החממה. בכל התהליכים הללו, הלחץ הגבוה של הנוזל מעוות את הסלע לתוכו הוא מוחדר בצורה אלסטית ופלסטית, וזאת תוך כדי התפשטות הנוזל בתוך המסלע בצורה שמקטינה את הלחץ בנקבובי המסלע. התהליך הדינמי הזה של זרימה ומעוות משנה את הלחצים בתת הקרקע בצורה שאיננה נהירה לנו במלואה, אך ידוע שהיא מובילה לרעשים סייסמים ואף לרעידות אדמה. עם זאת שינוי הלחצים בתת הקרקע איננו אחיד עקב השונות בתכונות המסלע (הטרוגניות הנקבובים) והצימוד הלא לינארי בין המעוות והזרימה של הנוזל. אפקט הצימוד הלא לינארי וההטרוגניות של המסלע על הזרימה והמעוות לא נצפה עד עתה בתהליך התרחשותו במהלך ניסוי, מכיוון שלא ניתן למדוד אותו במסלע האטום. לשם כך יצרנו במעבדה סלע מלאכותי שניתן לשלוט בתכונות שלו ובהטרוגניות של הנקבובים שלו, וכן להפוך אותו לשקוף כך שיהיה ניתן לעקוב אחר המעוותים בכל נקודה ונקודה במרחב בעת התרחשותם. דבר זה איפשר לנו לצפות גם במעוותים האלסטים וגם במעוותים הפלסטיים ולהבחין שלמרות שהמעוותים הפלסטיים אמורים להיות מעוותי דחיסה שמקטיניםאת נפחהמסלע, השונותהמרחביתבמסלע מובילה לשונות במעוותים, כך שישנם גם מעוותי שבירה שמגדילים בצורה מקומית את הנפח, וזאת על חשבון מעוותי הדחיסה. בהתבסס על ההתפתחויות ההטרוגניות של המעוותים שנמדדו עקב לחצי זרימה שונים, בנינו מודל ממוחשב שמראה שההטרוגניות במעוותים, עקב מעוותי השבירה והדחיסה המתרחשים בו זמנית, מאפשרים לנוזל בעל הלחץ הגבוה להתקדם בנתיבי זרימה מועדפים ולשמר את הלחץ הגבוה של הזורם למרחקים גדולים. בכך הניסוי והמודל מכמתים את המכניזם של מעוותי דחיסה ושבירה המתרחשים בו זמנית, ותורמים להבנת ההתפתחות של משטר הלחצים בתת הקרקע וכן הזרימה המועדפת שידועים כטריגרים לתהליכים הסייסמים ולרעידות האדמה. 44 142 | מגזין המים הישראלי הנדסת מים | פרופ״ח עדי רדיאן ביו-קפסולותבעלותליבה נ ו ז ל י ת לש י מ ו ש י ם סביבתיים טיפול ביולוגי על ידי חיידקים, פטריות או אצות יכול להיות מאוד אפקטיבי למגוון של שימושים סביבתיים כגון פירוק של מזהמים במ ע ר כ ו ת ל ט י פ ו ל בשפכים, לטיפול בקרקעות מזוהמות או לטיוב קרקעות לחקלאות ולשיפור זמינות של נוטריינטים לגידולים. למרות היתרונות הבולטים של שיטות אלו, במקרים רבים צוואר הבקבוק הוא שרידותם של המיקרואורגניזמים בסביבות השונות – עמידות בפני תנאים קשים, טריפה על ידי האוכלוסייה מקומית ועוד. במסגרת המחקר במעבדה שלנו, אנחנו מפתחים קפסולות שמטרתן להגן על המיקרואורגניזמים המיטיבים (שמפרקים מזהמים או מפרישים חלבונים והורמוני גדילה). קפסולות אלו הם בעלות ממברנה דקה אבל עמידה אשר מאפשרת מעבר מהיר של מומסים פנימה והחוצה אבל חוצצת בין האורגניזמים המיטיבים לסביבתם העוינת. את גודל הנקבובים וחוזק הממברנה ניתן לעצב לפי דרישות היישום ובכך לייצר מערכת וורסטילית ויעילה. בנוסף, הקפסולות בנויות מחומרים טבעיים ולא משאירות זיהום משני כאשר משתמשים בהן. בכך אנו מקווים שנוכל לאפשר יישום של טיפול ביולוגי במגוון מערכות שעד כה לא היו מותאמות לכך ולשפר את בריאות הסביבה, הקרקע ומערכות המים שלנו. פרופ׳ ערן פרידלר מערכות קציר גשם ע י ר ו נ י ו ת כ א מ צ ע י להפחתת צריכת מים שפירים והקטנת זרימות נגר עירוני ערים רבות סובלות ממחסור במים ועליה בנפח ובעוצמת הנגר עירוני, הנגרמות מגידול האוכלוסייה העירונית, הפיכת שטחים פתוחים ומחלחלים לשטחים אטומים למים ושינוי אקלים. קציר מי-גשם היא שיטה הצוברת > 46 המשך בעמוד