Сбор дождевой воды - Rainwater harvesting

Система сбора и хранения дождевой воды в современном историческом здании

Сбор дождевой воды (RWH) это сбор и хранение дождя, а не его стекание. Дождевая вода собирается с поверхности, напоминающей крышу, и перенаправляется в резервуар, цистерну, глубокую яму (колодец, шахту или скважину), водоносный горизонт, или резервуар с перколяцией. Росу и туман также можно собирать сетками или другими инструментами. Сбор дождевой воды отличается от сбор ливневых вод поскольку сток собирается с крыш, а не с ручьев, водостоков, дорог или любых других поверхностей земли.[1][2] Его использование включает полив садов, домашний скот,[3] орошение, домашнее использование при правильном уходе и домашнем отоплении. Собранную воду также можно отправить на длительное хранение или подпитка подземных вод.[4]

Сбор дождевой воды - один из самых простых и старых методов самообеспечение водой для домашних хозяйств, а также для жилых и домашних проектов, обычно финансируемых пользователем.[5] Однако более крупные системы для школ, больниц и других учреждений могут повлечь за собой расходы, которые могут финансироваться только компаниями, организациями и правительственными учреждениями.

История сбора дождевой воды

Строительство и использование цистерны для хранения дождевой воды можно проследить до Эпоха неолита, когда водонепроницаемые цистерны из известковой штукатурки строили в перекрытиях домов в поселках Левант, большая территория в Юго-Западной Азии, к югу от Таврские горы, связанный Средиземное море на западе Аравийская пустыня на юге, и Месопотамия на востоке. К концу 4000 г. до н.э. цистерны были важными элементами новых методов управления водными ресурсами, используемых в засушливое земледелие.[6]

Многие древние цистерны были обнаружены в некоторых частях Иерусалим и вся Земля Израиля. На месте, которое, по мнению некоторых, принадлежало библейскому городу Ай (Хирбет эт-Телль), была обнаружена большая цистерна, датируемая примерно 2500 г. до н.э., вместимостью почти 1700 м.3 (60 000 куб футов). Он был вырезан из твердой скалы, выложен большими камнями и залит глиной, чтобы не протекать.[6]

Танк Шиваганга в Тамил Наду

Греческий остров Крит также известен использованием больших цистерн для сбора и хранения дождевой воды во время Минойский период с 2600 г. до н.э. - 1100 г. до н.э. Четыре большие цистерны были обнаружены в Миртос-Пиргос, Арханес, и Закроеч. Цистерна, обнаруженная в Миртос-Пиргосе, имела емкость более 80 м3 (2800 куб футов) и датируются 1700 годом до нашей эры.[6]

Около 300 г. до н. Э. Фермерские сообщества в Белуджистан (сейчас находится в Пакистане, Афганистане и Иране), и Kutch Индия использовала сбор дождевой воды для сельского хозяйства и многих других целей.[7] Сбор дождевой воды производился Чола короли также.[8] Дождевая вода из Храм Брихадисварар (расположен в Балаганпатии Нагар, Танджавур, Индия) собирали в резервуар Шиваганга.[9] В более поздний период Чола танк Виранам был построен (с 1011 по 1037 год н.э.) в районе Куддалор в Тамил Наду для хранения воды для питья и орошения. Vīrānam - это резервуар длиной 16 км с емкостью хранения 1,465,000,000 куб. Футов (41,500,000 м3).

Сбор дождевой воды также был обычным явлением в Римская империя.[10] В то время как Римские акведуки хорошо известны, Римские цистерны также широко использовались, и их конструкция расширилась с ростом Империи.[6] Например, в Помпеи, хранилище воды на крыше было обычным явлением до строительства акведук в 1 веке до нашей эры.[11] Эта история продолжилась с Византийской империей; например, Цистерна Базилика В Стамбуле.

Хотя и малоизвестный, на протяжении веков город Венеция зависел от сбора дождевой воды. Лагуна, окружающая Венецию, представляет собой солоноватую воду, которая не подходит для питья. Древние жители Венеции создали систему сбора дождевой воды, основанную на искусственных изолированных колодцах.[12] Вода просачивалась через специально спроектированный каменный пол, фильтровалась слоем песка и собиралась на дне колодца. Позже, когда Венеция приобрела территории на материке, она начала привозить воду на лодках из местных рек, но колодцы оставались в эксплуатации и были особенно важны во время войны, когда доступ к материковой воде мог быть заблокирован противником.

Текущее использование

Канада

Основная статья: Сбор дождевой воды в Канаде

Несколько канадцев начали внедрять системы сбора дождевой воды для использования в целях уменьшения количества ливневых стоков, орошения, стирки и водопровода туалетов. Существенная реформа канадского законодательства с середины 2000-х расширила использование этой технологии в сельском хозяйстве, промышленности и бытовом использовании, но остается неоднозначность в законодательстве многих провинций. Постановления и местные муниципальные кодексы часто регулируют сбор дождевой воды.

Индия

Сбор дождевой воды в Индии Гоа

* Тамил Наду был первым штатом, в котором сбор дождевой воды стал обязательным для каждого здания, чтобы избежать истощение грунтовых вод. Проект стартовал в 2001 году и был реализован во всех сельских районах Тамил Наду. Плакаты по всему Тамил Наду, включая сельские районы, информируют о сборе дождевой воды. Сайт TN Govt. Он дал отличные результаты в течение пяти лет, и постепенно каждый штат стал использовать его как образец для подражания. С момента его реализации Ченнаи уровень воды поднялся на 50% за пять лет, и качество воды значительно улучшилось.[13]

  • Карнатака: В Бангалор, принятие сбора дождевой воды является обязательным для каждого владельца или человека, занимающего здание, площадь участка которого составляет 60 футов (18,3 м) × 40 футов (12,2 м) и выше, а для недавно построенного здания размером 30 футов (9,1 м) × Размеры 40 футов (12,2 м) и более. В этом отношении, Совет по водоснабжению и канализации Бангалора инициировал и построил «Тематический парк сбора дождевой воды» на имя сэра М. Висвесварая в 1,2 акрах (4900 м2) земли, расположенной по адресу Джаянагар, Бангалор. В этом парке представлены 26 различных моделей сбора дождевой воды и советы по экономии воды. Аудитория на первом этаже оборудована «зеленой» системой кондиционирования воздуха и будет использоваться для организации встречи и показа студентам и широкой публике видеоклипа о сборе дождевой воды.[14] Попытка была предпринята на кафедре химического машиностроения НИИЦ, Бангалор для сбора дождевой воды, используя верхнюю поверхность солнечного дистиллятора, который использовался для дистилляции воды[15]
  • В Раджастхан, сбор дождевой воды традиционно практиковался жителями Пустыня Тар. Многие древние системы сбора воды в Раджастане были возрождены.[16] Системы сбора воды широко используются и в других районах Раджастана, например, в Чаука система из Джайпурский район.[17]
  • Махараштра: В настоящее время в Пуна сбор дождевой воды является обязательным для регистрации любого нового жилищного общества.
  • В Мумбаи, Махараштра, сбор дождевой воды не является обязательным. Муниципальная корпорация Большого Мумбаи планирует сделать сбор дождевой воды обязательным для крупных сообществ.[18]

Израиль

Юго-западный центр исследования систем больниц и здравоохранения в сотрудничестве с Ротари Интернэшнл спонсирует модельную программу сбора дождевой воды по всей стране. Первая система сбора дождевой воды была установлена ​​в начальной школе в Лоде, Израиль. Третий этап проекта планируется расширить до Хайфы. Юго-западный центр также сотрудничал с Проектом действий в области водных ресурсов Вашингтона, округ Колумбия, который в настоящее время осуществляет проекты по сбору дождевой воды на Западном берегу. В местных школах устанавливаются системы сбора дождевой воды для обучения школьников принципам водосбережения и преодоления разногласий между людьми разного религиозного и этнического происхождения. нехватка воды проблема, с которой сталкивается Ближний Восток.[19] [20]

Новая Зеландия

Несмотря на то что Новая Зеландия на западе и юге обильные дожди, для большей части страны сбор дождевой воды является нормальной практикой для большинства сельских жилищ и поощряется большинством советов.[21]

Шри-Ланка

Сбор дождевой воды был популярным методом получения воды для сельского хозяйства и питьевых нужд в сельских домах. Законодательство о содействии сбору дождевой воды было принято на основании Закона № 36 2007 года об Управлении городского развития (поправка).[22] Форум по сбору дождевой воды на Ланке[23] возглавляет инициативу Шри-Ланки.

Южная Африка

Комиссия по исследованию водных ресурсов Южной Африки поддержала исследования по сбору дождевой воды. Отчеты об этом исследовании доступны в их «Центре знаний».[24] Исследования в засушливых, полузасушливых и влажных регионах подтвердили, что такие методы, как мульчирование, точечная выемка, гребня и модифицированные побеги, эффективны для мелкомасштабного растениеводства.[25] гидроразрыв пласта регулярно использовался для улучшения характеристик воды скважины. С 1990 по 1992 год - 170 человек. скважины был гидроразрыв.[26]

объединенное Королевство

Основная статья: Сбор дождевой воды в Соединенном Королевстве

в объединенное Королевство, водяные бочки часто встречаются в домашних садах и на наделы для сбора дождевой воды, которая затем используется для полива сада. Однако британское правительство Кодекс экологически безопасных домов призвала к установке больших подземных резервуаров в недавно построенных домах для сбора дождевой воды для смыва туалетов, полива и стирки. Идеальные конструкции могли снизить потребность в водопроводной воде наполовину. Код был отозван в 2015 году.

Другие страны

  • В Китае, Аргентине и Бразилии сбор дождевой воды на крыше делается для домашнего скота, воды для небольшого орошения и для пополнения уровня грунтовых вод. Ганьсу провинция в Китае и полузасушливые северо-восток Бразилии осуществляются крупнейшие проекты по сбору дождевой воды на крышах домов.
  • Таиланд самая большая часть населения в сельской местности полагается на сбор дождевой воды (в настоящее время около 40%).[27] В 1980-х годах правительство активно способствовало сбору дождевой воды. В 1990-х годах, когда закончилось государственное финансирование сборных резервуаров, вмешался частный сектор и предоставил несколько миллионов резервуаров частным домохозяйствам, многие из которых продолжают использоваться.[28] Это один из крупнейших примеров самообеспечение водой по всему миру.
Резервуар для сбора дождевой воды
  • В Бермуды, закон требует, чтобы все новое строительство включало сбор дождевой воды, достаточный для жителей.[29]
  • В Виргинские острова США есть аналогичный закон.
  • В Сенегал и Гвинея-Бисау, дома Диола -люди часто используют доморощенные дождевальные комбайны, сделанные из местных органических материалов.
  • в Иравади Дельта из Мьянма грунтовые воды являются солеными, и общины полагаются на выстланные грязью пруды с дождевой водой для удовлетворения своих потребностей в питьевой воде в течение засушливого сезона. Некоторым из этих водоемов столетия, и к ним относятся с большим почтением и уважением.
  • в Соединенные Штаты, до 2009 г. в Колорадо законы о правах на воду почти полностью ограничили сбор дождевой воды; считалось, что владелец собственности, улавливающий дождевую воду, крадет ее у тех, у кого есть право брать воду от водораздела. Теперь хорошие владельцы жилых домов, отвечающие определенным критериям, могут получить разрешение на установку системы сбора осадков на крыше (SB 09-080).[30] Также может быть разрешено до 10 крупномасштабных пилотных исследований (HB 09-1129).[31] Главный фактор в убеждении Законодательное собрание Колорадо Чтобы изменить закон, было исследование 2007 года, которое показало, что в среднем за год 97% осадков, выпавших в Округ Дуглас, в южном пригороде г. Денвер, никогда не доходил до ручья - он использовался растениями или испарялся на земле. Дождевая вода обязательна для новых жилищ в Санта-Фе, Нью-Мексико.[32] Техас предлагает освобождение от налога с продаж при покупке оборудования для сбора дождевой воды. Оба Техаса[33] и Огайо разрешают практику даже в питьевых целях. Оклахома приняла Закон о воде до 2060 года в 2012 году, чтобы продвигать пилотные проекты для дождевой воды и серые воды использование среди других методов экономии воды.[34]
  • В Пекин, некоторые жилищные общества теперь добавляют дождевую воду в свои основные источники воды после надлежащей очистки.
  • В Ирландия, Профессор Майкл Макгинли разработал проект по разработке прототипа для сбора дождевой воды в модуле задач проектирования биосистем в Университетский колледж Дублина.

Новые подходы

Презентация системы RainSaucer учащимся детского дома в Гватемале

Вместо использования крыша для водосбора, RainSaucer, который выглядит как перевернутый зонт, собирает дождь прямо с неба. Это снижает вероятность загрязнения и делает RainSaucer потенциальным применением для питьевой воды в развивающихся странах.[35] Другие применения этого отдельно стоящего подхода к сбору дождевой воды - это устойчивое садоводство и небольшие приусадебные участки.[36]

Голландское изобретение под названием Groasis Waterboxx также полезен для выращивания деревьев с использованием собранной и сохраненной росы и дождевой воды.

Традиционно для управления ливневыми водами используют бассейны задержания служили единственной цели. Однако, оптимизированное управление в реальном времени позволяет этой инфраструктуре выступать в качестве источника сбора дождевой воды без ущерба для существующей емкости для отвода воды.[37] Это использовалось в EPA штаб-квартира для откачивания накопленной воды до штормовых явлений, тем самым уменьшая сток в сырую погоду, обеспечивая доступность воды для последующего повторного использования. Это имеет преимущество в повышении качества сбрасываемой воды и уменьшении объема сбрасываемой воды во время комбинированный перелив канализации События.[38][39]

В общем, проверить плотины построены поперек ручьев для улучшения просачивания поверхностных вод в недра страты. Перколяции воды в акватории-изъято из дамб могут быть повышены искусственно многократным путем ослабления подпочвенных слоев и перегружать с помощью ANFO взрывчатые вещества, используемые в открытые горные работы. Таким образом, местные водоносные горизонты можно быстро зарядить, используя имеющуюся поверхностную воду, полностью для использования в сухой сезон.

Нетрадиционный

В 1992 году американский художник Майкл Джонс МакКин создал произведения искусства в Омахе, Небраска, в Центр современного искусства Бемис это создало полностью устойчивую радугу на горизонте Омахи. В рамках проекта собраны тысячи галлонов дождевой воды, вода хранится в шести гирляндных баках емкостью 12 000 галлонов.[40] Это масштабное логистическое предприятие, продолжавшееся в течение пяти месяцев, было одним из крупнейших городских участков сбора дождевой воды на Среднем Западе Америки.

Сбор дождевой воды в пресноводных лесах

Ратагульский пресноводный затопленный лес, Бангладеш

Сбор дождевой воды возможен путем выращивания пресноводные леса без потери дохода от использованной, затопленной земли.[41] Основная цель сбора дождевой воды - использовать имеющуюся на месте дождевую воду для удовлетворения потребностей в воде в течение года без необходимости огромных капитальных затрат. Это облегчило бы доступность незагрязненной воды для бытовых, промышленных и ирригационных нужд.

Сбор дождевой воды с помощью солнечных батарей

Солнечные батареи, Санторини2

Водные ресурсы хорошего качества, расположенные ближе к населенным пунктам, становятся дефицитными и дорогостоящими для потребителей. Помимо солнечной и ветровой энергии, дождевая вода имеет большое значение. Возобновляемый ресурс любой земли. Огромная территория покрыта солнечные фотоэлектрические панели каждый год во всех частях света. Солнечные панели также можно использовать для сбора большей части падающей на них дождевой воды, а воду питьевого качества, не содержащую бактерий и взвешенных веществ, можно получить простым фильтрация и дезинфекция процессов, так как дождевая вода очень мало соленость.[42][43][44] Использование дождевой воды для производства продуктов с добавленной стоимостью, таких как питьевая вода в бутылках, делает солнечные фотоэлектрические электростанции прибыльными даже в районах с большим количеством осадков / облачности за счет увеличения дохода от производства питьевой воды с добавленной стоимостью. Недавно был обнаружен рентабельный сбор дождевой воды в уже выкопанных колодцах. быть очень эффективным в повышении уровня грунтовых вод в Индии.

Преимущества

Сбор дождевой воды обеспечивает независимое водоснабжение во время региональных ограничений на водоснабжение, а в развитых странах он часто используется в качестве дополнения к основному водоснабжению. Он обеспечивает водой при возникновении засухи, может помочь смягчить затопление низинных территорий и снизить потребность в колодцах, которые могут поддерживать уровень грунтовых вод. Это также способствует доступности питьевой воды, поскольку дождевая вода практически не содержит солей и других солей. Применение сбора дождевой воды в городская система водоснабжения обеспечивает существенное преимущество для обоих водоснабжение и Сточные Воды подсистем за счет снижения потребности в чистая вода в системах водоснабжения, меньше генерируется ливневая вода в канализационные системы,[45] и сокращение ливневых стоков, загрязняющих пресноводные водоемы.

Система сбора дождевой воды, которую могут легко установить и обслуживать местные жители

Большая часть работы была сосредоточена на разработке оценки жизненного цикла и методологий расчета затрат для оценки уровня воздействия на окружающую среду и денежных средств, которые могут быть сэкономлены за счет внедрения систем сбора дождевой воды.[44]

Автономное водоснабжение

Школьные здания (класс), здесь есть резервуар для сбора дождевой воды. Сразу за этим зданием виден школьный UDDT. (6876119963)

Сбор дождевой воды обеспечивает независимое водоснабжение при ограничениях по воде. В районах, где чистая вода является дорогостоящей или труднодоступной, сбор дождевой воды является важнейшим источником чистой воды. В развитых странах дождевая вода часто собирается для использования в качестве дополнительного источника воды, а не основного источника, но сбор дождевой воды также может снизить расходы на воду для домашнего хозяйства или общий уровень использования. Дождевая вода безопасна для питья, если потребители проводят дополнительную обработку перед употреблением. Кипяток помогает убить микробы. Добавление еще одного дополнения к системе, например, переключателя для первой промывки, также является обычной процедурой, позволяющей избежать загрязнения воды.[46]

Дополняет засуху

В случае засухи можно использовать дождевую воду, собранную в прошлые месяцы. Если дождей мало, но они непредсказуемы, использование системы сбора дождевой воды может иметь решающее значение для улавливания дождя, когда он действительно выпадает. Многие страны с засушливой средой используют сбор дождевой воды как дешевый и надежный источник чистой воды. Для улучшения ирригации в засушливых условиях создаются гребни почвы, которые задерживают и предотвращают стекание дождевой воды с холмов. Даже в периоды низкой осадки, набирается достаточно воды для роста сельскохозяйственных культур. Воду можно собирать с крыш, а резервуары могут быть сконструированы для хранения большого количества дождевой воды.

Кроме того, сбор дождевой воды снижает потребность в воде из колодцев, позволяя поддерживать уровень грунтовых вод, а не истощать его.

Оценка жизненного цикла

Оценка жизненного цикла - это методология, используемая для оценки воздействия системы на окружающую среду на всем протяжении ее жизненного цикла. Девкота и др.,[47][48] разработали такую ​​методологию сбора дождевой воды и обнаружили, что конструкция здания (например, размеры) и функция (например, учебное, жилое и т. д.) играют решающую роль в экологических характеристиках системы. Экономический и экологический анализ санитарных технологий, ВОСТОК Модель оценивает выбросы парниковых газов и стоимость таких систем в течение срока службы различных типов зданий.

Для определения функциональных параметров систем сбора дождевой воды была разработана новая метрика - соотношение спроса и предложения (D / S), определяющая идеальный дизайн здания (предложение) и функцию (спрос) с точки зрения экологических характеристик сбора дождевой воды для смыв туалета. Благодаря идее о том, что подача дождевой воды не только экономит питьевую воду, но и экономит ливневую воду, поступающую в комбинированную канализационную сеть (что требует очистки), экономия на выбросах в окружающую среду была выше, если здания были подключены к комбинированной канализационной сети по сравнению с отдельной .[48]

Рентабельность

Хотя стандартные системы RWH могут обеспечить источником воды для развивающихся регионов, сталкивающихся с бедностью, средняя стоимость установки RWH может быть дорогостоящей в зависимости от типа используемой технологии. Государственная помощь и НПО могут помочь общинам, живущим в бедности, предоставляя материалы и обучение, необходимые для разработки и поддержания работы RWH.[49]

Некоторые исследования показывают, что сбор дождевой воды является широко применимым решением проблемы нехватки воды и других видов многократного использования благодаря своей экономической эффективности и экологичности.[50][49] Строительство новых крупных централизованных систем водоснабжения, таких как плотины, может нанести ущерб местным экосистемам, влечет за собой внешние социальные издержки и имеет ограниченное применение, особенно в развивающихся странах или в бедных общинах. С другой стороны, установка систем сбора дождевой воды подтверждается рядом исследований, чтобы обеспечить местным общинам устойчивый источник воды, сопровождаемый другими различными преимуществами, включая защиту от наводнений и контроль стока воды, даже в бедных регионах.[49][51] Системы сбора дождевой воды, которые не требуют капитального строительства или периодического обслуживания со стороны профессионала, не являющегося местным сообществом, более безопасны для окружающей среды и с большей вероятностью принесут пользу местному населению в течение более длительного периода времени.[49] Таким образом, системы сбора дождевой воды, которые могут быть установлены и обслуживаться местным населением, имеют больше шансов быть приняты и использованы большим количеством людей.

Использование на месте технологии могут снизить инвестиционные затраты на сбор дождевой воды. Технологии сбора дождевой воды на месте могут быть подходящим вариантом для сельские районы поскольку для их строительства требуется меньше материала. Они могут обеспечить надежный источник воды, который можно использовать для увеличения объемов сельскохозяйственной продукции. Надземные резервуары могут собирать воду для домашнее использование; однако такие единицы могут быть недоступны для людей, живущих в бедности.[52]

Ограничения

Выберите подходящие участки для сбора дождевой воды

Сбор дождевой воды - широко используемый метод хранения дождевой воды в странах с засушливыми характеристиками. В нескольких исследованиях были выведены и разработаны различные критерии и методы выбора подходящих участков для сбора дождевой воды. Были определены некоторые исследования и выбраны подходящие места для потенциального возведения плотин, а также создан конструктор моделей в ArcMap 10.4.1. Модель объединила несколько параметров, таких как уклон, потенциал стока, растительный покров / использование, порядок ручьев, качество почвы и гидрология, чтобы определить пригодность участка для сбора дождевой воды.[53]

Собираемая вода из систем RWH может быть минимальной во время осадков ниже среднего в засушливый городские районы, такие как Ближний Восток. RWH полезен для развития территорий, поскольку собирает воду для орошение и бытового назначения. Однако собранная вода должна быть фильтрованный для обеспечения безопасного питья.[54]

Качество сбора воды

Дождевая вода может нуждаться в правильном анализе и использовании с учетом ее безопасности. в Ганьсу провинция, например, солнечная дезинфекция воды используется для кипячения собранной дождевой воды в параболических солнечных плитах перед использованием для питья.[55] Эти так называемые "подходящая технология «Методы обеспечивают недорогие варианты дезинфекции для обработки накопленной дождевой воды для питья.

Хотя дождевая вода сама по себе является чистым источником воды, часто лучше, чем грунтовые воды или вода из рек или озер,[56] в процессе сбора и хранения вода часто остается загрязненной и непригодной для питья. Дождевая вода, собираемая с крыш, может содержать людей, животных и птиц. кал, мхи и лишайники, уносимая ветром пыль, твердые частицы городского загрязнения, пестициды и неорганические ионы из моря (Ca, Mg, Na, K, Cl, SO4 ) и растворенные газы (СО2, NOx, SOx ). Высокие уровни пестицидов были обнаружены в дождевой воде в Европе, при этом самые высокие концентрации наблюдались при первом дожде сразу после периода засухи;[57] концентрация этих и других загрязняющих веществ значительно снижается за счет отвода начальный поток сточных вод в отходы. Улучшение качества воды также может быть достигнуто за счет использования плавающего механизма забора воды (а не из дна резервуара) и за счет использования ряда резервуаров, забираемых из последнего в серии. Предварительная фильтрация - обычная практика, используемая в промышленности для поддержания работоспособности системы и обеспечения того, чтобы вода, поступающая в резервуар, не содержала крупных отложений.

Очень интересная концепция сбора дождевой воды и ее очистки с помощью солнечной энергии для питьевых нужд сельских домохозяйств была разработана компанией Нимбкарский научно-исследовательский институт сельского хозяйства.[58]

Концептуально система водоснабжения должна соответствовать качеству воды для конечного пользователя. Однако в большинстве развитых стран высококачественная питьевая вода используется для всех конечных целей. Такой подход тратит деньги и энергию и оказывает ненужное воздействие на окружающую среду. Подача дождевой воды, прошедшей предварительные меры фильтрации, для использования в непитьевой воде, например, для смыва туалетов, орошения и стирки, может быть важной частью стратегии устойчивого управления водными ресурсами.

Настройка системы

Поймать дождь, книга 2017 года по сбору дождевой воды

Системы сбора дождевой воды могут быть разной сложности: от систем, которые можно установить с минимальными навыками, до автоматизированных систем, требующих расширенной настройки и установки. Базовая система сбора дождевой воды - это больше сантехническая работа, чем техническая работа, поскольку все выходы с террасы здания соединены трубой с подземным резервуаром, в котором хранится вода. В такие системы устанавливаются общие компоненты, такие как предварительные фильтры (см., Например, Вихревой фильтр ), стоки / желоба, контейнеры для хранения и, в зависимости от того, находится ли система под давлением, также насосы и устройства обработки, такие как УФ-лампы, устройства хлорирования и оборудование для постфильтрации.

Системы идеально подходят по размеру для удовлетворения потребности в воде в течение засушливого сезона, поскольку она должна быть достаточно большой, чтобы поддерживать ежедневное потребление воды. В частности, зона улавливания дождя, такая как крыша здания, должна быть достаточно большой, чтобы поддерживать адекватный поток воды. Размер резервуара для хранения воды должен быть достаточно большим, чтобы вместить уловленную воду. В низкотехнологичных системах для сбора дождевой воды используются многие низкотехнологичные методы: системы на крышах, улавливание поверхностных вод и перекачивание дождевой воды, которая уже впиталась в землю или улавливается в резервуарах, и хранит ее в резервуарах (цистернах).

Перед созданием системы сбора дождевой воды полезно использовать цифровые инструменты, например, чтобы определить, имеет ли регион высокий потенциал сбора дождевой воды, или оценить, сколько воды необходимо для удовлетворения потребностей сообщества в воде. Эти инструменты могут сэкономить время и деньги до принятия обязательства по созданию системы, а также сделать проект устойчивым и долгосрочным.

Применение сбора дождевой воды

сельское хозяйство

Сбор дождевой воды и пластиковый пруд 2

В связи с Городское сельское хозяйство сбор дождевой воды в городских районах снижает воздействие стока и наводнений. Было обнаружено, что сочетание городских «зеленых» крыш с водосбором дождевой воды снижает температуру в зданиях более чем на 1,3 градуса по Цельсию.[59] Сбор дождевой воды в сочетании с городским сельским хозяйством был бы жизнеспособным способом помочь в достижении Целей устойчивого развития Организации Объединенных Наций в отношении более чистых и устойчивых городов, здоровья и благополучия, а также продовольственной и водной безопасности. Технология доступна, однако ее необходимо модернизировать, чтобы использовать воду более эффективно, особенно в городских условиях.

Кения уже успешно собирает дождевую воду для туалетов, стирки и ирригации, а районы в Австралии используют собранную дождевую воду для приготовления пищи и питья.[59] Исследования, проведенные Стаутом и соавторами по изучению осуществимости в Индии, показали, что RWH наиболее выгодно использовать для мелкомасштабного орошения, которое обеспечивает доход от продажи продукции, а перелив используется для пополнения подземных вод.[59]

Поездки в пять стран Карибского бассейна показали, что сбор и хранение дождевой воды для дальнейшего использования может значительно снизить риск потери части или всего урожая за год из-за нехватки почвы или воды. Кроме того, уменьшатся риски, связанные с наводнениями и эрозией почвы во время сезонов обильных дождей. Мелкие фермеры, особенно те, которые занимаются сельским хозяйством на склонах холмов, могли бы извлечь наибольшую пользу из сбора дождевой воды, поскольку они способны улавливать сток и уменьшать последствия эрозии почвы.[60]

Многие страны, особенно с засушливой средой, используют сбор дождевой воды в качестве дешевого и надежного источника чистой воды.[61] Для усиления орошение в засушливых условиях гребни почвы сооружаются для улавливания и предотвращения стекания дождевой воды с холмов и склонов. Даже в периоды низкой осадки, набирается достаточно воды для роста сельскохозяйственных культур.[62] Воду можно собирать с крыш, плотины и пруды могут быть построены для хранения большого количества дождевая вода так что даже в те дни, когда осадков мало или нет, их достаточно для орошения сельскохозяйственных культур.

Бытовое использование

Сбор дождевой воды в Буркина-Фасо (2957138439)
  • В Китае, Аргентине и Бразилии сбор дождевой воды с крыш используется для обеспечения питьевой водой, водой для бытовых нужд, водой для домашнего скота, водой для орошения небольших размеров и для пополнения уровня грунтовых вод. Ганьсу провинция в Китае и полузасушливые северо-восток Бразилии осуществляются крупнейшие проекты по сбору дождевой воды на крышах домов.
  • Около 40% сельского населения Таиланда использует сбор дождевой воды.[27] В 1950-х годах правительство активно способствовало сбору дождевой воды. В 1990-х годах, когда закончилось государственное финансирование сборных резервуаров, вмешался частный сектор и предоставил несколько миллионов резервуаров частным домам, многие из которых продолжают использоваться сегодня.[28] Это один из крупнейших примеров самообеспечение водой по всему миру.
  • Сбор дождевой воды является обязательным для новых домов, построенных в Санта-Фе, Нью-Мексико.[63]
  • Техас предлагает освобождение от налога с продаж при покупке оборудования для сбора дождевой воды.[64]
  • Оба Техаса[65] и Огайо позволяют использовать сбор дождевой воды даже для питьевых целей.
  • Оклахома приняла Закон о воде до 2060 года в 2012 году, чтобы продвигать пилотные проекты для дождевой воды и серые воды использование среди других методов экономии воды.[66]
  • в объединенное Королевство, водяные бочки часто встречаются в домашних садах и на наделы для сбора дождевой воды, которая затем используется для полива сада.

Промышленность

Системы сбора дождевой воды в Кирибати (10715703914)

В аэропорту Франкфурта установлена ​​самая большая система сбора дождевой воды в Германии. Система помогает экономить около 1 миллиона кубометров воды в год. Стоимость системы в 1993 году составляла 1,5 млн дм (63 000 долларов США). Эта система собирает воду с крыш нового терминала, площадь которого составляет 26 800 квадратных метров. Вода собирается в подвале аэропорта в шесть резервуаров емкостью 100 кубометров. Вода в основном используется для смыва туалетов, полива установок и очистки системы кондиционирования воздуха.[67]

Сбор дождевой воды был принят на Велодроме - Лондонский Олимпийский парк - с целью повышения устойчивости объекта. По оценкам, потребность парка в питьевой воде снизилась на 73%. Несмотря на это, было сочтено, что сбор дождевой воды был менее эффективным использованием финансовых ресурсов для повышения устойчивости, чем программа рециркуляции черной воды в парке.[68]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ http://www.environment.nsw.gov.au/resources/stormwater/managestormwatera06137.pdf стр.10
  2. ^ «Сбор дождевой воды 2012». 2012. Архивировано с оригинал на 2013-06-06. Получено 2012-11-01.
  3. ^ «Сбор дождевой воды для животноводства». www.ntotank.com. Получено 2018-11-21.
  4. ^ Кинкейд-Леварио, Хизер (2007). Конструкция для воды: сбор дождевой воды, сбор дождевой воды и альтернативное повторное использование воды. Остров Габриола, Британская Колумбия: Издатели Нового Общества. п. 27. ISBN  978-0-86571-580-6.
  5. ^ Сельское водоснабжение. «Участок самообеспечения сельской сети водоснабжения». www.rural-water-supply.net/en/self-supply. Получено 2017-03-19.
  6. ^ а б c d Мэйс, Ларри; Антониу, Джордж и Ангелакис, Андреас (2013). «История цистерн с водой: наследие и уроки» (PDF). вода. 5 (4): 1916–1940. Дои:10.3390 / w5041916.
  7. ^ "Сбор дождевой воды". Правительство штата Тамил Наду, Индия. Получено 23 января 2012.
  8. ^ «Верит в прошлое, живет будущим». Индуистский. Индия. 17 июля 2010 г.
  9. ^ «Рядом с Большим храмом найдена редкая надпись Чола». Индуистский. Индия. 24 августа 2003 г.
  10. ^ Камаш, Зена (2010). Археология воды на римском Ближнем Востоке. Gorgias Press.
  11. ^ "Системы водоснабжения: цистерны, водохранилища, акведуки | Римские строительные технологии и архитектура, Калифорнийский университет в Санта-Барбаре". ArchServe. Получено 2018-04-13.
  12. ^ «Венецианские колодцы».
  13. ^ «Тамил Наду признан образцом для подражания при сборе дождевой воды». Индуистский. 2011-09-29. Получено 2012-03-24.
  14. ^ "Сбор дождевой воды BWSSB - Совет водоснабжения и канализации Бангалора". bwssb.gov.in.
  15. ^ Анджанеюлу, Л .; Кумар, Э. Арун; Санканнавар, Рави и Рао, К. Кесава (13 июня 2012 г.). «Дефторирование питьевой воды и сбор дождевой воды с помощью солнечного аппарата». Промышленные и инженерные химические исследования. 51 (23): 8040–8048. Дои:10.1021 / ie201692q.
  16. ^ «Древние системы сбора воды в Раджастане». Rainwaterharvesting.org. Получено 2012-03-24.
  17. ^ «Система Чаука». rainwaterharvesting.org: технологии: сельские: импровизированные. Центр науки и окружающей среды. Получено 2013-10-23.
  18. ^ «BMC сделает сбор дождевой воды обязательным для больших обществ». 2016-04-06.
  19. ^ «Система сбора дождевой воды экономит воду и деньги для школ». Гаарец. 2009-09-09.
  20. ^ "Еврейский национальный фонд: JNF Wire: Капля за каплей в будущее". usa.jnf.org (по польски). Получено 2020-11-21.
  21. ^ «Резервуары для дождевой воды». Региональный совет Большого Веллингтона. 28 апреля 2016 г. Архивировано с оригинал 14 апреля 2016 г.. Получено 21 марта 2017.
  22. ^ «Парламент Демократической Социалистической Республики Шри-Ланка» (PDF).
  23. ^ «Форум по сбору дождевой воды в Ланке (LRWHF)».
  24. ^ "Сбор дождевой воды". www.wrc.org.za. Комиссия по исследованию водных ресурсов Южной Африки. Получено 27 августа 2014.
  25. ^ Эверсон С., Эверсон TM, Моди А.Т., Чивила Д., Фанадзо М., Найкен В., Ауэрбах Р.М., Мудли М., Мтшали С.М., Дладла Р. (2011). Устойчивые методы и практики сбора и сохранения воды и их эффективное применение в сельском хозяйстве с ограниченными ресурсами посредством совместных адаптивных исследований: доклад Комиссии по исследованию водных ресурсов (PDF). Гезина [Южная Африка]: Комиссия по исследованию водных ресурсов. п. 89. ISBN  978-1-4312-0185-3. Получено 27 августа 2014.
  26. ^ Месс, К. и Андерсен, Н. (1994). «Гидроразрыв: современное состояние в Южной Африке». Гидрогеологический журнал. 2 (2): 59–63. Дои:10.1007 / с100400050050.
  27. ^ а б JMP (2016). "Совместная программа мониторинга данных Таиланда". Получено 2017-03-13.
  28. ^ а б Саладин, Матиас (2016). «Сбор дождевой воды в Таиланде - обучение у чемпионов мира». Получено 2017-03-13.
  29. ^ Гарри Лоу (23 декабря 2016 г.). «Почему у домов на Бермудских островах белые ступенчатые крыши». Новости BBC. Получено 2016-12-23.
  30. ^ «Коллекция дождевой воды в Колорадо» (PDF). Закон штата Колорадо о воде, уведомления. Колорадское управление водных ресурсов. Получено 2012-03-24.
  31. ^ «Критерии и руководящие принципы для« сбора дождевой воды »"" (PDF). Программа пилотного проекта. Совет по охране воды Колорадо (CWCB). 28 января 2010 г.. Получено 2012-03-24.
  32. ^ Джонсон, Кирк (28 июня 2009 г.). «Теперь поймать каплю дождя в Колорадо - законно». Нью-Йорк Таймс. Получено 2009-06-30. Осадки, до последней капли или хлопья, были назначенное право собственности с того момента, как он упал во многих западных штатах, высмеивая людей, которые собирали ливень из своих желобов. В некоторых случаях права на эту воду были переданы столетие или более назад.
  33. ^ «82 (R) H.B. No. 3391. Закон, касающийся сбора дождевой воды и других инициатив по сохранению водных ресурсов. † вступил в силу 1 сентября 2011 г.». 82-я очередная сессия. Законодательное собрание Техаса онлайн. Получено 8 февраля 2013.
  34. ^ «Государственный устав, программы и законодательство по сбору дождевой воды». NCSL. Получено 7 февраля 2013.
  35. ^ «Сбор дождевой воды не только для серой воды». SmartPlanet. Получено 13 ноября 2014.
  36. ^ Кумар, Ро. «Соберите до 10 галлонов воды на дюйм дождя с помощью новейшего автономного водосбора дождевой воды Rainsaucers». LocalBlu. Архивировано из оригинал 17 декабря 2012 г.. Получено 11 февраля 2013.
  37. ^ «Сбор дождевой воды - управление в облаке». SmartPlanet. 2013-10-03. Получено 11 января 2015.
  38. ^ О'Брайен, Сара Эшли (11 ноября 2014 г.). «Технологии умных городов - устранение загрязнения воды». CNN Деньги. Получено 13 ноября 2014.
  39. ^ Брага, Андреа. «Заставляем экологию работать и работать усерднее» (PDF). Геосинтек. п. 5. Получено 30 ноября 2014.
  40. ^ «Архивная копия». Архивировано из оригинал на 2013-12-07. Получено 2013-12-17.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (ссылка на сайт)
  41. ^ «Сбор дождевой воды в пресноводных затопляемых лесах».
  42. ^ «Дождевые системы очистки воды на солнечных батареях». Получено 21 октября 2017.
  43. ^ «Перевернутый зонт приносит чистую воду и чистую энергию в Индию». 2017-12-04. Получено 5 декабря 2017.
  44. ^ а б «Новые солнечные гидро-панели на крыше собирают питьевую воду и энергию одновременно». Получено 2017-11-30.
  45. ^ Бехзадян, к; Капелан, З (2015). «Преимущества комплексной оценки на основе устойчивости для стратегического планирования городских водных систем на основе метаболизма» (PDF). Наука об окружающей среде в целом. 527-528: 220–231. Bibcode:2015ScTEn.527..220B. Дои:10.1016 / j.scitotenv.2015.04.097. HDL:10871/17351. PMID  25965035.
  46. ^ Центры по контролю и профилактике заболеваний (CDC), 2013 г. https://www.cdc.gov/healthywater/drinking/private/rainwater-collection.html
  47. ^ Devkota, J .; Schlachter, H .; Ананд, Ц .; Phillips, R .; Апул, Дефне (ноябрь 2013 г.). «Разработка и применение EEAST: модель жизненного цикла для использования собранной дождевой воды и компостных туалетов в зданиях». Журнал экологического менеджмента. 130: 397–404. Дои:10.1016 / j.jenvman.2013.09.015. PMID  24141064.
  48. ^ а б Девкота, Джей; Шлахтер, Ханна; Апул, Дефне (май 2015 г.). «Оценка использования собранной дождевой воды в туалетах и ​​для орошения на основе жизненного цикла». Журнал чистого производства. 95: 311–321. Дои:10.1016 / j.jclepro.2015.02.021.
  49. ^ а б c d Каин, Николай Л. (2014). «Другой путь: глобальный водный кризис и сбор дождевой воды». Согласованность (12): 147–157. ISSN  1948-3074.
  50. ^ Муньяо, Рут (2014). ОЦЕНКА ТЕХНОЛОГИЙ МАЛОМАСШТАБНОГО УБОРА И СБЕРЕЖЕНИЯ ВОДЫ И ИХ ПРИМЕНЕНИЯ В МЕСТОПОЛОЖЕНИИ МИТАБОНИ, ГРАФ МАКАКОС. С. 13–21.
  51. ^ Фурумай, Хироаки (2008). Недавнее применение накопления и сбора дождевой воды в Японии.
  52. ^ Лундука, Родни (2011). «ЭКОНОМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ОБОРУДОВАНИЯ ДОЖДЕВЫХ ВОД И РАЗРАБОТКИ МАЛОМАСШТАБНЫХ ВОДНЫХ РЕСУРСОВ». ResearchGate. Получено 2020-11-25.
  53. ^ Ибрагим, Гайлан Расул Факе; Расул, Азад; Али Хамид, Арианн; Али, Зана Фаттах; Девана, Амандж Ахмад (апрель 2019 г.). «Пример выбора подходящего участка для сбора и хранения дождевой воды в провинции Дохук». вода. 11 (4): 864. Дои:10.3390 / w11040864. CC-BY icon.svg Текст был скопирован из этого источника, который доступен под Международная лицензия Creative Commons Attribution 4.0.
  54. ^ Lange, J .; Husary, S .; Gunkel, A .; Bastian, D .; Гродек, Т. (06.03.2012). «Возможности и ограничения сбора дождевой воды в городах на Ближнем Востоке». Гидрология и науки о Земле. 16 (3): 715–724. Дои:10.5194 / hess-16-715-2012. ISSN  1607-7938.
  55. ^ Чен, Сюэфэй (27 августа 2007 г.). «Сбор дождевой воды приносит пользу фермерам в Ганьсу». Жэньминь жибао онлайн.
  56. ^ Люк, Джейкоб. «Множество преимуществ сбора дождевой воды». Увлажнение в любом месте. Увлажнение в любом месте. Получено 3 августа 2018.
  57. ^ Пирс, Фред; Маккензи, Дебора (3 апреля 1999 г.). "Дождь пестицидов". Новый ученый. № 2180. Получено 10 июля 2018.
  58. ^ Недорогая технология питьевой воды - сбор дождевой воды с солнечной очисткой. Текущая наука, Vol. 118, No6, 25 марта 2020 г.
  59. ^ а б c Амос, Калеб Кристиан; Рахман, Атаур; Карим, Фазлул; Гатения, Джон Мванги (ноябрь 2018 г.). «Предварительный обзор использования дождевой воды, собираемой с крыши, в городском сельском хозяйстве: Австралия и Кения в центре внимания». Журнал чистого производства. 202: 174–190. Дои:10.1016 / j.jclepro.2018.08.108. ISSN  0959-6526.
  60. ^ Флетчер-Пол, доктор Листра. «Технико-экономическое обоснование сбора дождевой воды для сельского хозяйства в Карибском субрегионе» (PDF). ФАО.
  61. ^ Чжу, Цян; и другие. (2015). Сбор дождевой воды для сельского хозяйства и водоснабжения. Пекин: Спрингер. п. 20. ISBN  978-981-287-964-6.
  62. ^ "Сбор дождевой воды".
  63. ^ Постановление округа САНТА-ФЕ № 2003-6: Постановление о внесении поправок в постановление 1996-10, Кодекс землеустройства округа Санта-Фе, статья III, раздел 4.4.1 и статья III, раздел 2.4.1, требующие системы сбора дождевой воды для всех коммерческих и жилая застройка. 2003.
  64. ^ Совет по развитию водных ресурсов Техаса (февраль 2018 г.). "Сбор дождевой воды" (PDF). Вода для Техаса.
  65. ^ «82 (R) H.B. No. 3391. Закон, касающийся сбора дождевой воды и других инициатив по сохранению водных ресурсов. † вступил в силу 1 сентября 2011 г.». 82-я очередная сессия. Законодательное собрание Техаса онлайн. Получено 8 февраля 2013.
  66. ^ Совет по водным ресурсам Оклахомы. «Вода для 2060 года» (PDF).
  67. ^ «Система сбора дождевой воды в модельной школе Мира». www.rainwaterharvesting.org. Получено 2018-04-24.
  68. ^ «Уроки наследия: уроки, извлеченные из проекта строительства Игр 2012 в Лондоне» (PDF). Олимпийская служба доставки. 2011.

внешняя ссылка