什么叫做雨水收集系統
雨水收集是用于從屋頂,地表或巖石集水使用簡單的技術,如罐和壺,以及更復雜的技術如地下淤地壩收集和儲存雨水的技術。通常是在亞洲和非洲發現的技術由這些區域內的古文明所采用的方法和產生的仍然作為農村地區飲用水供應的主要來源。常用的系統被構造三個主要組成部分;即,集水區,所述收集裝置,和傳送系統。
A)集水區
屋頂集水:在該技術中的最基本的形式,雨水是在屋頂的邊緣收集在簡單的船只。這個基本方法的變化包括在排水溝雨水收集其中通過為此目的構造向下的管道排放到收集容器中,和/或雨水從排水溝導流到容器被輸送到存儲容器的前沉降微粒國內使用。作為屋頂是主要集水區,所述量和收集雨水的質量取決于區域和屋頂材料的類型。相當純的雨水可以從鍍鋅瓦楞鐵,鋁或石棉水泥板,地磚和石板建造屋頂收集,雖然茅草屋頂用竹子溝捆并奠定了在適當的坡度可以生產幾乎徑流等量的更便宜(古爾德,1992年)。然而,竹屋頂是最不適合的,因為可能的健康危害。同樣,不推薦用金屬涂料或其他涂層的屋頂,因為它們可賦予味道或顏色,以收集水。屋頂集水區也應定期清洗,以去除灰塵,樹葉和鳥糞,從而保持產品水的質量(見圖1)。
地表流域:雨水收集利用地面或地表集水區的雨水收集不太復雜的方式。它涉及提高通過各種技術,包括徑流收集與排水管和收集蓄水地表徑流的能力。相比屋頂集水技術,地面集水技術提供了從較大的表面積收集水更多的機會。通過保留小溪流的小水塘成本低(例如,土)水壩產生的流量(包括洪水流量)和流(在地表或地下),該技術可滿足在干旱時期的用水需求。有由于滲透到地下,而且,由于所收集的水的常邊際質量失水率很高的可能性,這種技術主要適用于儲存水用于農業用途。可用于提高地面集水區內徑流的各種技術包括:ⅰ)清除或改變植被覆蓋,二)提高土地坡人工地面覆蓋,以及iii)由土壤板結和化學品的應用降低了土壤的透氣性(見圖2 )。
清除或改變植被覆蓋:從地面植被結算可以增加地表徑流也能吸引更多的水土流失。利用茂密的植被如草通常建議,因為它有助于雙方保持徑流的高速率和減少水土流失。
增加坡度:坡度越陡可以讓雨水快速徑流收集器。然而,徑流率已經得到控制,盡量減少集水場水土流失。塑料板,瀝青或沿坡瓷磚的使用可以通過降低蒸發損失和水土流失進一步提高效率。使用鍍鋅鐵木構架,以防止腐蝕的平張的建議,并在澳大利亞維多利亞州,大約65年前的國家構建(肯揚,1929年;環境規劃署,1982年引用)。
通過物理手段土壤板結:本使用的設備,如平地機和壓路機涉及平滑和土壤表面的壓實。為了增加地表徑流和減少土壤侵蝕,保護臺地沿坡面垂直于徑流構成。該臺地是由傾斜收藏家分離,經費,用于為表流穿過田野條均勻分布徑流進行。過量流被路由至一個較低的集電極并存儲(環境署,1982)。
通過化學處理土壤板結:除清除,塑造和壓實流域面積,這樣的土壤處理鈉化學應用可以顯著降低土壤通透性。硅氧烷基水防護劑的水溶液的用途是用于增強土壤壓實技術的另一種技術。雖然土壤通透性可通過化學處理可減少,土壤板結可誘發水土流失率較高,可能是昂貴的。的鈉基的化學物質的使用可能會增加在所收集的水,這可能不適合既飲用和灌溉目的的鹽含量。
B)收集裝置
儲罐:儲罐收集利用雨水檐槽可能高于或低于地面收獲。在使用儲罐需要注意事項包括提供足夠的外殼,以盡量減少人類,動物或其他環境污染物,和從緊的蓋子,以防止藻類生長和蚊子的滋生污染。打開容器不建議飲用用途取水。各種類型的雨水儲存設施可以在實踐中發現的。其中有圓柱形鋼絲網坦克和迫擊炮罐。鋼絲網的坦克包括在其上搭建起一個圓形垂直缸10毫米鋼鐵基地輕輕一鋼筋混凝土基礎。該氣缸還包在光絲網兩層以形成罐的框架。砂漿罐從鋼絲加固砂漿構建大罐子形狀的容器。所需要的存儲容量應計算考慮到任何干旱的長,降雨量,人均耗水率。在大多數亞洲國家,冬季是干的,有時長達數周,年平均降雨量可以在短短幾天內發生。在這種情況下,存儲容量應足夠大以覆蓋兩到三周的要求。例如,一個三人家庭應該有3個(人)的最小容量×90(L)×20(天)= 5400湖
降雨水的容器:作為一種替代儲存罐,陶器制作,鋼絲網或聚乙烯的電池艙(即互聯的坦克)可能是合適的。聚乙烯坦克是緊湊,但有一個大的存儲容量(約1 000?2 000 L),易于清潔,并有許多孔,可安裝有配件連接管道。在亞洲,做土的材料或鋼絲網水泥罐的罐是常用的。在80年代期間,利用雨水集水技術,特別是屋頂集水系統,在一些地區的迅速擴大,其中包括泰國,十幾萬2立方米鋼絲網雨水罐的建造和之間構建了許多數以萬計的大鋼絲網水泥罐1991年和1993年的罐子設計初期問題很快用隨手可得,標黃銅固定裝置包括一個金屬蓋處理。 jar程序的巨大成功的事實彈簧,該技術遇到的實際需要,是經濟實惠,并邀請社區參與。該方案還抓獲不僅是公民的想象力和支持,而且在地方和國家層面以及社區組織,企業規模小和捐助機構的政府。引進和迅速推廣竹增強坦克,然而,是不太成功的,因為竹子是由白蟻,細菌和真菌的攻擊。超過50 000輛坦克被1986年和1993年之間建造(主要在泰國和印度尼西亞)前的數量開始失敗,并且,在1980年代后期,竹加強坦克的設計,這曾答應提供了一個絕佳的低成本替代品鋼絲網水泥罐,不得不放棄。
C)輸送系統
輸送系統來傳送收集在屋頂上的儲罐的雨水。這通常是通過向一個或多個下行管連接到屋頂排水溝連接來完成的。當選擇一個輸送系統,應當考慮到一個事實,即,當它第一次開始下雨,從屋頂和排水溝污垢和碎屑將被沖成的向下管。因此,相對干凈的水將只提供一段時間后,在狂風暴雨之中。有幾種可能的選擇,以選擇性收集清潔水儲存罐。最常見的是向下管道瓣。與此襟翼能夠通過下行管以引導水流的第一齊平,而后來的雨量被轉移到存儲罐中。當開始下雨,翼片留在關閉位置時,引導水的向下管,并且,以后,在打開時相對干凈的水可被收集。使用這種類型的輸送控制系統的一大缺點是需要觀察徑流水質和手動操作瓣。另一種方法是如下文所述的自動化的瓣的開口。
漏斗形刀片被集成到向下管道系統。由于漏斗的上邊緣不與向下管的側面直接接觸,并且向下管壁與漏斗之間存在一個小的間隙,水是自由地既圍繞漏斗,并通過漏斗流動。當它第一次開始下雨,水向下流過管的體積小,且*臟*水向下穿過管子的壁,圍繞漏斗和作為是通常與雨水檐槽的情況下被排出到地面。然而,隨著降雨量的繼續,水的體積增加和*清潔*水充滿的向下管。在此放量,漏斗收集干凈的水,并將其重定向到一個儲存罐。用于雨水,盡可能的收集管,應該由塑料,PVC或其它惰性物質,如雨水的pH值可以是低的(酸性),并可能導致腐蝕,以及金屬的動員,在金屬管。
為了安全地填充雨水儲存箱,有必要確保過量的水可以溢出,并在水的管或污垢堵塞不會導致供水損壞或污染。漏斗系統的設計中,與漏管比所述雨水箱進料管大,有助于確保供水是通過使過量的水繞過貯罐保護。這種設計的修改示于圖5,其示出了一個簡單的溢出/旁路系統。在這個系統中,它也能夠從市政飲用水源填充槽,所以,即使在長期干旱罐可以保持充分。注意應然而采取,以確保雨水不會進入飲用水分配系統。
使用范圍
雨水收集在亞洲的歷史可以上溯到大約第9或10世紀,并在南亞和東南亞的農村屋頂和簡單的刷大壩建設雨水小規模的集合。從屋頂或者通過簡單的排水溝進入傳統的罐和壺屋檐雨水收集已在泰國(Prempridi和Chatuthasry,1982年)一直追溯到近2000年。雨水收集早已在中國的黃土高原地區使用。然而最近,約40 000以及儲罐,以各種不同的形式,分別在1970年和1974年間使用的存儲雨水,雨水徑流在不同大小的池塘技術構建。紅土薄薄的一層一般鋪設在池塘的底部,以盡量減少滲漏損失。樹,種植在池塘邊,有助于降低從池塘(UNEP,1982)蒸發損失。
參與和技術水平
在亞洲不同地區的雨水收集技術的發展,政府和社區參與的各級指出。在泰國和菲律賓,政府和家庭為基礎的舉措,擴大使用這種技術發揮了重要作用,特別是在缺水地區,如泰國東北部。
文化可接受
雨水收集是一個公認的增加淡水的技術在亞洲。雖然從地面集水區收集的雨水的細菌學質量差,從保養得當屋頂集水系統,配備了具有良好蓋和水龍頭儲罐,一般適合飲用,并經常符合WHO飲用水標準。盡管如此,這些水通常是更高質量的比大多數傳統,許多發展中世界中發現的改善,水源。與流行的信仰,而不是成為過時了擴展存儲,雨水往往質量提高的細菌和病原體逐漸死光(Wirojanagud等,1989)。屋頂集水,雨水儲存罐可以提供良好的水質,不夠干凈的飲用水,只要屋頂是干凈的,防滲,和無毒材料(鉛涂料和石棉屋頂材料應避免)制成,且位于遠離超穩固的樹木,因為鳥類和動物在樹上可以在屋頂上大便。
規范
維護通常限于罐和水槽和下管的定期檢查的年度清潔。維護通常包括去除污垢,樹葉等積累材料。這樣的清潔應主要雨季開始前,每年舉行。然而,在儲存罐裂縫可以創建主要問題,應該立即進行修復。在地面和巖石集水區的情況下,需要額外的小心,以避免由人和動物損壞和污染,并且需要適當的防護。
優點
雨水收集技術的安裝和操作簡單。當地居民可以很容易地訓練來實現這樣的技術,建筑材料也一應俱全。雨水收集是方便的,因為它在消費點提供的水感和家庭成員都有自己的系統,從而大大降低了運行和維護的問題進行全面控制。運行成本,另外,幾乎可以忽略不計。從屋頂集水區收集的水通常是住宅用途可接受的質量。因為它是使用為目的不專門構造現有結構收集雨水收集已幾個負面環境影響相比其他供水工程技術。雖然區域或其他局部因素可以修改當地的氣候條件,雨水可以是供水為農村和差的連續源。根據家庭能力和需求,無論是水的收集和存儲容量為所需要的可用的服務范圍內可以增加。
缺點
雨水收集技術的缺點主要是由于供應有限和降雨的不確定性。這一技術的采用需要一個*自下而上*方法,而不是更常見的*自上而下*其他水資源開發項目采用的方法。這可能使雨水收集與發展中國家提供供水任務的一些政府機構缺乏吸引力,但當地政府和非政府組織的籌集可以服務于基于雨水計劃的開發作為水資源開發機構相同的基礎性作用更大,更傳統的公共供水計劃。
適應性
與集雨市政供水的增強是適合于城市和農村地區。水泥罐或提供排水溝的建設并不需要很高技術工人。
開發成本
雨水收集系統的資本成本是高度依賴于所用的集水區,運輸和儲存箱材料的類型。不過,相比于許多非洲國家(Lee和Vissher,1990)集雨在亞洲的成本,這從$ 0.17至$ 0.37立方米蓄水的變化,是比較低的。
相比深深淺淺管井,雨水收集系統是更符合成本效益,尤其是在最初的投資不包括屋頂材料的成本。在泰國東北部雨水儲存罐(罐)的初始單位成本估計為約$ 1 /升,每罐可以持續十幾年。所報告的操作和維護費用是微不足道的。
技術Effectivness
雨水收集在某一特定地區的可行性在很大程度上取決于降雨量和降雨強度。其它變量,如集水區和集水表面的類型,通常可根據家庭需要進行調整。由于降雨通常是不均勻全年分布,雨水收集方法可以作為家庭用水的,因為只有補充來源。雨水收集系統的生存能力也是一個函數:數量和從其他來源獲得的水質;家庭規模和人均用水需求;和預算提供。決策者必須權衡現有預算項目的總成本,包括節約其它來源供水的經濟效益。同樣,可用的替代來源的發展相關聯的物理和環境惡化的成本也應計算并添加到經濟分析。
假定雨水收集已被確定為可行的,二種技術 - 統計和圖形的方法 - 已開發在確定儲罐的大小來輔助。這些方法適用于只屋頂集水系統,以及用于這些儲罐的設計細節指導原則可以在古爾德(1991)和佩西和庫里斯(1986,1989)中找到。
大病掛雨水用品賬戶是少數,這表明雨水收集技術,是許多家庭用途供水的有效來源。這樣看來,從偶爾的鳥糞屋面徑流的輕度污染的可能性并不代表一個重大的健康風險;盡管如此,將抽頭至少10厘米的雨水儲存罐的底部之上允許進入罐沉降在底部,在那里它不會影響儲存水的質量的任何碎屑,只要它仍不受干擾。理想情況下,儲罐應每年清洗,并應篩安裝在水槽和下水管,以進一步減少微粒污染。一個粗篩應在向下管所在的排水溝安裝。此類分子篩可制成塑料涂覆的鋼線或塑料的,并且可以在上面的楔形和/或內槽和向下管附近。另外,也可以以適合的向下管本身內的細篩,但是這必須是可移動的用于清潔。的細過濾器也應裝配在向下管的粗篩在系統中位于較高的出口可以通過小顆粒如葉碎片等的簡單且非常便宜的方法是使用一個小的,織物袋子,其可以固定在進料管在其進入儲罐。
如果雨水用于提供家用電器如洗衣機,甚至污垢的微小顆粒可能會導致對機器和洗滌的損壞。為了最大限度地減少這種損壞的發生,最好是安裝其在器具的供給線上游飲用水系統中所用的類型的細過濾器。對于在洗滌盆或浴缸用,最好是使用氯劑量泵進行消毒的水。
技術的進一步發展
雨水收集似乎是在水資源日益匱乏和需求不斷升級,面對供應淡水最有前途的替代品之一。與新項目相關的農村供水的壓力,更大的環境影響,以及非政府組織增加了反對新的地表水源的開發,以及在已建成地表水庫水質惡化,限制了社區,以滿足需求的能力從傳統來源的淡水,以及使用該技術的水供應的增強本的機會。