Recoltarea apei pluviale pe insula Saona: colectarea pe acoperiș, rezervoarele de stocare și alimentarea durabilă cu apă a insulei

Introducere

Gestionarea apei dulci este un aspect important pentru insule, unde disponibilitatea apei, accesul la infrastructură și precipitațiile sezoniere pot influența modul în care comunitățile și întreprinderile își planifică aprovizionarea. Recoltarea apei de ploaie oferă o modalitate posibilă de colectare și stocare a precipitațiilor pentru o utilizare ulterioară.

Un sistem de colectare a apei de ploaie pe acoperiș captează apa de pe un acoperiș adecvat, o transportă prin jgheaburi și țevi, îndepărtează resturile, deturnează scurgerea inițială atunci când este cazul și stochează apa colectată într-un rezervor protejat. În funcție de calitatea apei și de aplicația intenționată, poate fi necesar un tratament suplimentar.

Pentru Insula Saona, recoltarea apei pluviale poate fi explorată ca o posibilă opțiune suplimentară de gestionare a apei pentru clădirile și instalațiile adecvate. Practicitatea sa va depinde de înregistrările locale de precipitații, suprafețele acoperișului, cererea de apă, capacitatea de stocare, condițiile de construcție și cerințele de calitate a apei. Acest articol explică principiile de inginerie și considerentele de proiectare fără a pretinde că pe insulă există în prezent un anumit sistem de colectare a apei pluviale sau aprovizionare măsurată.

1. Ce este recoltarea apei de ploaie?

Recoltarea apei de ploaie este procesul de colectare a precipitațiilor de pe o suprafață de captare și de stocare a acestora pentru o utilizare ulterioară.

Un sistem tipic de acoperiș conține mai multe componente conectate:

• Superficie de captare a acoperișului.
• Acoperiș. țevi de scurgere.
• Ecrane de frunze și filtre de reziduuri.
• Dispozitiv de deviere pentru prima spălare.
• Rezervo de depozitare sau rezervor.
• Dispoziție de preaplin.
• Conducte de distribuție și robinete.
• Echipament de tratare acolo unde este necesar.

Conversia funcționează deoarece 1 mm de precipitații este egal cu aproximativ 1 m² de precipitații peste 1 m². apă.

Exemplu de calcul

Să presupunem că o clădire ipotetică are:

• Zona acoperișului = 100 m².
• Precipitații într-o perioadă selectată = 100 mm = coeficient de scurgere asumat.
• Asuficient. 0,80.

Atunci:

V = 100 × 100 × 0,80

V = 8.000 de litri.

Aceasta înseamnă că volumul estimat de recoltat pentru acea perioadă de precipitații este de aproximativ 8.000 de litri înainte de a lua în considerare funcționarea suplimentară a debitului și pierderea debitului, condițiile de debit și deversări suplimentare specifice sistemului,

Acesta este un calcul ilustrativ, nu o precipitație măsurată sau starea acoperișului pentru Insula Saona.

Notă de proiectare importantă

Numai un total anual de precipitații nu determină dimensiunea necesară a rezervorului. Distribuția precipitațiilor contează. Un sistem poate colecta apă substanțială în lunile umede, dar totuși se confruntă cu lipsuri pe o perioadă lungă de secetă.

Pentru planificarea preliminară, datele despre precipitații lunare sau zilnice sunt mai utile decât să se bazeze doar pe o medie anuală.

5. Proiectarea capacității rezervorului de stocare

Dimensionarea rezervorului este una dintre cele mai importante părți ale proiectării colectării apei de ploaie.

Un rezervor care este prea mic poate revărsa frecvent în perioadele umede și se poate goli în perioadele uscate. Un rezervor supradimensionat poate crește costurile de construcție fără a oferi un beneficiu corespunzător.

5.1 Dimensionarea bazată pe cerere

Un punct de plecare simplu este:

Cererea de stocare = Cererea zilnică de apă × Numărul de zile de depozitare

De exemplu, să presupunem că o instalație ipotetică necesită 500 de litri pe zi pentru o aplicație selectată și fără stocare dorită de 10 zile. precipitații.

Depozitare utilizabilă necesară:

500 × 10 = 5.000 litri.

Volumul final al rezervorului ar trebui să ia în considerare, de asemenea, depozitul mort, bordul liber, rezerva operațională, geometria rezervorului și fiabilitatea sursei de colectare.

5.2. 5.2. cu cerere.

5.3 Bilanțul lunar de apă

O abordare mai fiabilă folosește un bilanț de apă bazat pe timp:

Depozitare la sfârșitul perioadei = Depozitare anterioară + Precipitații colectate − Cererea de apă − Pierderi.

Calculul trebuie să respecte capacitatea maximă a rezervorului. Orice volum peste capacitatea disponibilă devine depășire.

Un model lunar poate ajuta la identificarea:

• Perioadele așteptate de preaplin al rezervorului.
• Potențiale lipsuri.
• Numărul de zile de stocare în rezervă.
• Efectul mare al cererii.
• Efectul mare al cererii. rezervorul este justificat.

5.4 Aranjamentele cu mai multe rezervoare

Acolo unde un rezervor mare este imposibil, pot fi luate în considerare mai multe rezervoare conectate. Dispunerea lor ar trebui să permită umplerea, izolarea, curățarea și întreținerea în siguranță.

6. Calitatea și tratarea apei

Apa de ploaie nu trebuie considerată în mod automat sigură de băut. Calitatea acestuia se poate schimba pe măsură ce trece pe acoperiș, prin jgheaburi și țevi și în depozit.

Contaminanții potențiali includ:

• Praf și particule în aer.
• Frunze și resturi organice.
• Excremente de păsări și animale.
• Microorganisme.
• Metale sau substanțe chimice eliberate din rezervoare nepotrivite.
• materiale nepotrivite care au pătruns în rezervoarele nepotrivite. sau manipulare defectuoasă.

6.1 Filtrarea fizică

Ecranele și filtrele pot îndepărta frunzele, insectele și particulele în suspensie de dimensiuni adecvate. Ele nu îndepărtează neapărat substanțele chimice dizolvate sau microorganismele dăunătoare.

6.2 Gestionarea sedimentelor

Un aranjament adecvat de admisie a rezervorului poate reduce perturbarea materialului sedimentat. Sedimentele trebuie îndepărtate în timpul curățării planificate a rezervorului.

6.3 Dezinfecția

Acolo unde utilizarea prevăzută necesită siguranță microbiologică, poate fi necesară o dezinfecție adecvată. Opțiunile depind de proiectarea sistemului și pot include clorinare controlată sau tratament cu ultraviolete.

Dezinfecția nu îndepărtează fiecare contaminant chimic. Tratarea trebuie să corespundă riscurilor reale privind calitatea apei.

6.4 Testarea calității apei

Testarea ar trebui să se bazeze pe utilizarea prevăzută și pe cerințele locale de sănătate publică. Pentru aplicațiile cu apă potabilă, parametrii microbiologici și chimici relevanți trebuie evaluați de un laborator competent.

Monitorizarea calității apei trebuie repetată după cum este necesar, în special după evenimente de contaminare, întreținere sau modificări ale sistemului de colectare.

7. Proiectare și construcție sigură a rezervoarelor

Tercuri de stocare sunt structuri de inginerie civilă. Proiectarea acestora ar trebui să ia în considerare atât calitatea apei, cât și performanța structurală.

7.1 Fundația și suportul rulmentului

Fundația trebuie să susțină în siguranță toată greutatea rezervorului și a apei stocate.

Pentru înțelegere preliminară, 1.000 de litri de apă au o masă de aproximativ 1.000 kg. Prin urmare, un rezervor mare poate impune sarcini substanțiale asupra solului de susținere sau a plăcii structurale.

Proiectarea ar trebui să ia în considerare:

• Capacitatea portantă a solului.
• Așezare diferențială.
• Dimensiunile fundației.
• Ground. geometrie.
• Accesul pentru întreținere.

7.2 Rezervoare din beton armat

Tercuri de beton pot fi construite deasupra solului sau sub pământ. Proiectarea trebuie să abordeze grosimea peretelui, armăturile, controlul fisurilor, îmbinările, hidroizolarea și încărcarea structurală.

Un inginer calificat trebuie să proiecteze rezervorul în conformitate cu standardele structurale aplicabile și condițiile de amplasament.

7.3 Rezervoare din plastic și prefabricate

Rezervele fabricate din fabrică pot simplifica instalarea, dar baza trebuie să fie plană și capabilă să suporte întreaga sarcină de funcționare. Trebuie respectate cerințele producătorului pentru ancorare, acces și instalare.

7.4 Capacele și deschiderile de acces

Terbuie să fie acoperite rezervoarele pentru a preveni pătrunderea insectelor, animalelor, luminii solare și resturilor. Deschiderile de inspecție trebuie să fie sigure, dar accesibile pentru curățare.

7.5 Protecția împotriva țânțarilor

Deschiderile, orificiile de ventilație și aranjamentele de preaplin trebuie să utilizeze bariere adecvate împotriva insectelor. Rezervoarele prost protejate și apa stagnantă din jurul sistemului pot crea oportunități de reproducere a țânțarilor.

7.6 Coroziune și expunere de coastă

În mediile de coastă, fitingurile și suporturile metalice externe pot fi expuse la sare. Materialele și sistemele de protecție trebuie selectate în funcție de condițiile reale de expunere și de planul de întreținere.

8. Utilizarea apei pluviale și planificarea distribuției

Utilizarea prevăzută determină cerințele de tratare și distribuție.

8.1 Utilizări nepotabile

În funcție de calitate și de cerințele aplicabile, apa de ploaie recoltată poate fi luată în considerare pentru:

• Spălarea toaletei.
• Suprimarea prafului în construcții.
• Alte aplicații nepotabile aprobate.

8.2 Utilizarea apei potabile

Utilizarea apei potabile necesită un nivel mai ridicat de control. Sistemul trebuie să includă materiale de captare adecvate, depozitare protejată, tratare bazată pe riscuri, manipulare în siguranță și verificare regulată a calității apei.

8.3 Instalații sanitare separate

Sistemele de distribuție a apei pluviale și a apei potabile trebuie să fie clar separate acolo unde este necesar. Conexiunile încrucișate pot crea riscuri de contaminare.

Conductele, robinetele și gurii de depozitare ar trebui să fie etichetate astfel încât utilizatorii să înțeleagă ce sursă de apă deservesc.

8.4 Pompare și alimentare gravitațională

Un rezervor amplasat la o înălțime adecvată poate furniza apă prin gravitație. Acolo unde elevația este insuficientă, poate fi necesară o pompă.

Selectarea pompei ar trebui să ia în considerare:

• Debitul necesar.
• Înalt de livrare.
• Pierderile prin frecare la conducte.
• Programul de funcționare. acces.

9. Recoltarea apei de ploaie pentru case, afaceri și facilități comunitare

9.1 Clădiri rezidențiale

Un sistem de uz casnic poate colecta scurgerile de pe acoperiș și le poate stoca într-un rezervor pentru uz casnic adecvat. Designul său ar trebui să se potrivească cu suprafața acoperișului, cererea gospodăriei și durata perioadelor secetoase.

9.2 Hoteluri și facilități turistice

Clădirile cu suprafețe mai mari de acoperiș pot avea un potențial de colectare mai mare. Utilizările posibile includ irigarea peisajului, curățarea exterioară și spălarea toaletei, sub rezerva regulilor locale și a controalelor calității apei.

Cererea ar trebui estimată utilizând o ocupare realistă și modele de funcționare sezoniere, mai degrabă decât să se presupună că unitatea este întotdeauna complet ocupată.

9.3 Școlile și clădirile comunitare

Clădirile comunale de depozitare și întreținere pot oferi oportunități de întreținere. Responsabilitățile pentru curățare, testare și reparații ar trebui să fie definite în mod clar.

9.4 Facilități publice și de servicii

Apa de ploaie poate fi luată în considerare pentru anumite utilizări nepotabile în clădiri publice sau de servicii adecvate. Proiectul ar trebui să evalueze cererea, adecvarea acoperișului, locația rezervorului și capacitatea operațională.

Acestea sunt aplicații potențiale, nu afirmații despre sistemele existente pe Insula Saona.

10. Recoltarea apelor pluviale și reîncărcarea apelor subterane

Gestionarea apei pluviale poate implica fie stocarea pentru utilizare ulterioară, fie infiltrarea controlată în teren adecvat.

Infiltrarea și reîncărcarea apei subterane nu trebuie tratate ca înlocuitori automati pentru stocare. Aceștia necesită o evaluare hidrogeologică separată.

Factorii relevanți includ:

• Condițiile solului și geologice.
• Adâncimea apei subterane.
• Calitatea apei subterane.
• Riscuri de contaminare.
• Efectul de infiltrare în apropiere.
• >Efect de infiltrare în apropiere.
• > structuri.
• Cerințe locale de mediu și de reglementare.

Structurile de reîncărcare nu trebuie instalate acolo unde ar putea introduce poluanți în apele subterane sau ar putea cauza îmbinări nedorite de apă.

11. Funcționare și întreținere

Întreținerea regulată este necesară pentru a menține eficient un sistem de colectare a apei de ploaie.

Un program de întreținere poate include:

Înainte de sezonul ploios

• Curățați acoperișul și curățați de pe acoperiș. jgheaburile.
• Inspectați țevile de scurgere și îmbinările.
• Verificați devierul pentru prima spălare.
• Inspectați capacele și ecranele rezervoarelor.
• Confirmați că traseul de preaplin este liber.

În timpul sezonului ploios

• Inspectați interiorul rezervorului unde este disponibil un acces sigur.
• Înlăturați sedimentele acumulate.
• Verificați pompele, supapele și conductele de distribuție.
• Examinați rezultatele calității apei acolo unde este necesară testarea.
• Reparați scurgerile și crăpăturile deteriorate. fitinguri.

Curăţarea şi inspecţia trebuie efectuate folosind proceduri sigure. Intrarea în rezervoare sau în spații închise necesită controale de siguranță adecvate și personal instruit.

12. Greșeli obișnuite de proiectare a recoltării apei de ploaie

Greșeala 1: selectarea unui rezervor fără a estima cererea

Dimensiunea unui rezervor bazată numai pe spațiul disponibil poate să nu satisfacă nevoile reale de apă.

Îmbunătățire: Estimați cererea zilnică și cerințele de stocare în perioada uscată înainte de a selecta capacitatea rezervorului.

Ereșeală 2: Ploaie