Colectarea apei de ploaie este captarea , acumularea și depozitarea apei din precipitații aer pentru utilizare în apropiere. Definițiile de „ploaie” ale „ apei de ploaie ” (în engleză rainwater , rain waters și stormwater ), lumea variază. Colecția vizează apa provenită din precipitațiile atmosferice ( ploaie , zăpadă , grindină , diverși hidrometeori ), caracterul esențial al acestei ape poate consta în faptul că nu a fost încă încărcat cu substanțe solubile din pământ, ceea ce permite prelevarea de probe pe o structură, precum și pe solul, atâta timp cât această scurgere de apă a rămas chimic aproape de apa de ploaie. Definiția mai restrânsă are în vedere doar „apa din ploaie colectată pe clădiri sau structuri” .
Apa de ploaie poate fi colectată din râuri sau de pe acoperișuri, iar în multe locuri această apă este redirecționată către o groapă, un rezervor, o fântână de percolare; sau colectate în rouă sau ceață cu plase sau alte instrumente. Utilizările sale includ udare grădini, udarea de efectivele de animale , irigare ACESTEA , utilizarea casnică cu un tratament adecvat, case de încălzire casnice, etc. Apa colectată poate fi, de asemenea, utilizată ca apă potabilă (printr-un posibil tratament), stocare pe termen lung și în alte scopuri, cum ar fi reîncărcarea acviferelor .
Recoltarea apei de ploaie este una dintre cele mai simple și mai vechi metode de autoalimentare a apei pentru gospodării, finanțată de obicei de către utilizator.
Construcția și utilizarea cisternelor pentru depozitarea apei de ploaie datează din epoca neolitică , când cisternele impermeabile tencuite cu var au fost construite în case din sate din Levant , o vastă regiune din sud-vestul Asiei , la sud de Munții Taur . legat de Marea Mediterană la vest, deșertul arabic la sud și de Mesopotamia la est. Spre sfârșitul anului4000, rezervoarele au fost elemente esențiale ale tehnicilor emergente de gestionare a apei utilizate în agricultura din zonele uscate .
Multe cisterne antice au fost descoperite în Ierusalim și în toată țara Israelului . Pe locul considerat de unii ca fiind al orașului biblic Ai (Khirbet et-Tell), o cisternă mare datând din 2500 î.Hr. AD a fost descoperit cu o capacitate de aproape 1.700 m 3 . A fost sculptat din piatră solidă, căptușit cu pietre mari și sigilat cu lut pentru a preveni scurgerea.
Insula greacă Creta este, de asemenea, cunoscută pentru utilizarea cisternelor mari pentru colectarea și stocarea apei de ploaie în perioada minoică din2600 î.Hr. J.-C. la 1100 î.Hr. J.-C.. Patru cisterne mari au fost descoperite la Myrtos-Pyrgos , Archánes și Zakroeach. Cisterna găsită la Myrtos-Pyrgos cu o capacitate mai mare de 80 m 3 datează din1700 î.Hr. J.-C..
În jurul anului 300 î.Hr., comunitățile agricole din Baluchistan (acum situate în Pakistan , Afganistan și Iran ) și Kutch , India foloseau apa de ploaie pentru agricultură și multe alte utilizări. recoltarea apei de ploaie a fost făcută de regii Chola . Apa de ploaie din templul Brihadeeswara (situat în Balaganpathy Nagar, Thanjavur , India) a fost colectată în rezervorul Shivaganga. În perioada ulterioară Chola , a fost construit rezervorul Vīrānam (1011-1037 CE) în districtul Cuddalore din Tamil Nadu pentru a stoca apa pentru băut și irigare. Vīrānam este un rezervor lung de 16 km , cu o capacitate de stocare de 41.500.000 m 3 (aproximativ 1.465.000.000 ft 3 ).
Recoltarea apei de ploaie a fost de asemenea frecventă în Imperiul Roman . In timp ce Roman apeductelor sunt bine cunoscute, cisterne romane au fost , de asemenea , utilizate în mod obișnuit și construcția lor sa extins cu Imperiul . De exemplu, în Pompei , de stocare a apei pe acoperișuri a fost comună înainte de construirea apeductului la I st a.Chr. Această poveste a continuat cu Imperiul Bizantin , de exemplu cisterna Bazilică din Istanbul .
Colectarea apei de ploaie în Franța este foarte veche și a făcut obiectul unui nou experiment încă din anii 1990. Colectarea apei de ploaie este acum reglementată prin lege și subvenționată.
În Guyana apa de ploaie este o sursă importantă de așa-numita apă potabilă (legată de un risc crescut de otrăvire cu plumb; în 2015 25% dintre femeile care născeau în Guyana aveau un nivel de plumb în sânge excesiv (> 50 μg / L ) și 82% aveau la cel puțin un factor de risc de a avea un nivel ridicat de plumb în sânge (de exemplu: consumul săptămânal de vânat ucis cu foc de plumb sau cu glonț) CanadaUn număr de canadieni au început să înființeze sisteme de recoltare a apei de ploaie pentru reducerea apelor pluviale, irigare, spălătorie și instalații de igienizare. O reformă substanțială a legislației canadiene de la mijlocul anilor 2000 a sporit utilizarea acestei tehnologii în scopuri agricole, industriale și rezidențiale, dar multe provincii continuă să fie ambigue. Regulamentele municipale și codurile locale ale orașelor reglementează adesea recoltarea apei de ploaie.
IndiaCentrul de sud - vest pentru Studiul Spitalului și sistemelor de asistență medicală , în colaborare cu Rotary International , sponsorizează un program de recoltare a apei de ploaie în întreaga țară. Primul sistem de captare a apei de ploaie a fost instalat la o școală primară din Lod , Israel. Proiectul încearcă să se extindă la Haifa în a treia fază. Southwest Centrul sa alăturat , de asemenea, „ Proiectul de acțiune a resurselor de apă “ din Washington DC , care are in prezent proiecte de recoltare apei de ploaie în Cisiordania . Sistemele de recoltare a apei de ploaie sunt instalate în școlile locale pentru a-i educa pe școlari cu privire la principiile conservării apei și pentru a acoperi decalajele dintre oamenii de diferite medii religioase și etnice, abordând în același timp problema deficitului de apă.
Noua ZeelandăDeși Noua Zeelandă are precipitații abundente în vest și sud, pentru majoritatea țării, recoltarea apei pluviale este o practică standard pentru majoritatea locuințelor rurale și este încurajată de majoritatea consiliilor.
Sri LankaColectarea apei de ploaie a fost o metodă populară de obținere a apei pentru agricultură și pentru băut în casele rurale. Legislația pentru promovarea recoltării apei de ploaie a fost adoptată prin modificarea legii nr . 36 din 2007 a Autorității pentru Dezvoltare Urbană . „ Forumul de recoltare a apei de ploaie din Lanka ” conduce inițiativa din Sri Lanka.
Africa de SudComisia de cercetare a apei din Africa de Sud a sprijinit cercetarea privind recoltarea apei de ploaie. Rapoartele referitoare la această cercetare sunt disponibile pe „ Centrul de cunoștințe ”. Studiile efectuate pe aride, semi-aride și umede au confirmat că tehnici precum mulcirea , scobirea (în) , ridging (în) și parcelele de scurgere modificate ( știfturi de rulare modificate ) sunt eficiente pentru producția de culturi la scară mică.
Regatul UnitÎn Marea Britanie , există adesea rezervoare de apă de ploaie (capete de apă) în grădinile familiale și grădinile de legume pentru colectarea apei de ploaie, care este apoi folosită pentru udarea grădinii. Cu toate acestea, Codul pentru locuințe durabile al guvernului britanic a încurajat instalarea de tancuri subterane mari în locuințe nou construite pentru a colecta apa de ploaie pentru spălarea , udarea și spălarea toaletei . Designurile ideale au potențialul de a reduce la jumătate cererea de apă de la robinet. Codul a fost revocat în 2015.
Alte țăriÎn loc să folosească acoperișul ca bazin, RainSaucer, care arată ca o umbrelă cu capul în jos, colectează ploaia direct din cer. Acest lucru reduce potențialul de contaminare și face din apa potabilă pentru țările în curs de dezvoltare o aplicație potențială. Alte aplicații ale acestei abordări independente pentru recoltarea apei de ploaie sunt grădinăritul durabil și agricultura pe parcele mici.
O invenție olandeză numită Groasis Waterboxx este, de asemenea, utilă pentru cultivarea copacilor cu rouă și apă de ploaie colectate și stocate.
În mod tradițional, gestionarea apelor pluviale folosind iazuri de reținere a avut un singur scop. Cu toate acestea, controlul optimizat în timp real permite ca această infrastructură să fie dublată ca sursă de recoltare a apei de ploaie fără a compromite capacitatea de reținere existentă. Aceasta a fost utilizată în sediul EPA pentru a scurge apa stocată înainte de furtuni, reducând debitul pe timp umed, asigurând în același timp disponibilitatea apei pentru reutilizarea ulterioară. Aceasta are avantajul de a crește calitatea apei și de a reduce volumul de apă degajat în timpul revărsărilor combinate de canalizare.
De obicei, barajele de control sunt construite peste cursuri pentru a îmbunătăți percolarea apei de suprafață în straturile subsolului . Percolarea apei în zona de reținere a apei din barajele de reținere poate fi crescută artificial prin slăbirea straturilor subsolului și supraîncărcarea folosind explozivi ANFO utilizați în minele de suprafață . Astfel, acviferele locale pot fi reîncărcate rapid folosind apa de suprafață disponibilă pentru utilizare în timpul sezonului uscat.
În 1992, artistul american Michael Jones McKean a creat o operă de artă în Omaha, Nebraska, la Centrul de Artă Contemporană Bemis , care a creat un curcubeu complet durabil în orizontul Omaha. Proiectul a colectat mii de galoane de apă de ploaie, stocând apa în șase rezervoare de 12.000 de galoane pe un lanț. Compania logistică masivă, în perioada de cinci luni, a fost unul dintre cele mai mari situri urbane de recoltare a apei de ploaie din vestul SUA.
Recoltarea apei de ploaie este posibilă prin cultivarea pădurilor aluvionale fără a pierde veniturile din terenurile scufundate. Obiectivul principal al recoltării apei de ploaie este utilizarea apei de ploaie disponibile la nivel local pentru a satisface nevoile de apă pe tot parcursul anului, fără a fi nevoie de cheltuieli capitale imense. Acest lucru ar facilita disponibilitatea apei necontaminate pentru nevoile menajere, industriale și de irigații.
Resursele de apă de bună calitate, mai aproape de zonele populate, devin rare și costisitoare pentru consumatori. În plus față de energia solară, apa de ploaie este o resursă majoră regenerabilă a oricărui pământ. Zonele mari sunt acoperite în fiecare an de panouri fotovoltaice din toate părțile lumii. Panourile solare pot fi, de asemenea, folosite pentru a recolta cea mai mare parte a apei de ploaie și apa de calitate fără bacterii, iar materiile în suspensie pot fi generate prin procese simple de filtrare și dezinfectare. Exploatarea apei de ploaie pentru produse cu valoare adăugată, cum ar fi apa potabilă îmbuteliată, face ca centralele solare fotovoltaice să fie profitabile chiar și în zonele cu precipitații / înnorări mari datorită valorii adăugate a producției de apă potabilă.
Recoltarea apei de ploaie asigură o alimentare independentă cu apă în timpul restricțiilor regionale de apă, iar în țările dezvoltate este adesea utilizată pentru a suplimenta alimentarea principală. Furnizează apă în perioade de secetă, poate ajuta la atenuarea inundațiilor în zonele joase și la reducerea cererii de puțuri, care poate ajuta la menținerea nivelului apelor subterane. De asemenea, contribuie la disponibilitatea apei potabile, deoarece apa de ploaie este esențial lipsită de salinitate și alte săruri. Aplicarea recoltării apelor pluviale în rețelele urbane de apă oferă beneficii substanțiale atât pentru alimentarea cu apă, cât și pentru subsistemele de apă uzată, prin reducerea nevoii de apă curată în apa sistemelor de distribuție și prin reducerea corpurilor de apă dulce poluante din scurgeri.
Multe lucrări s-au concentrat pe dezvoltarea unei metodologii de evaluare a ciclului de viață și a costurilor ciclului de viață pentru a evalua nivelul impactului asupra mediului și economiile care pot fi realizate prin punerea în aplicare a sistemului de colectare a apelor pluviale.
Recoltarea apei de ploaie asigură o alimentare independentă cu apă în timpul restricțiilor de apă. În zonele în care apa curată este costisitoare sau dificil de găsit, recoltarea apei de ploaie este o sursă esențială de apă curată. În țările dezvoltate, apa de ploaie este adesea recoltată pentru a fi utilizată ca sursă de apă suplimentară, mai degrabă decât ca sursă primară, dar recoltarea apei de ploaie poate reduce și costurile cu apa. Apa de ploaie este, de asemenea, independentă de salinitatea sau poluanții prezenți în apele subterane, ceea ce crește cantitatea de apă potabilă disponibilă atunci când se recoltează apa de ploaie.
Când apare seceta, pot fi folosite apele de ploaie recoltate în ultimele luni. Dacă ploaia este imprevizibilă, utilizarea unui sistem de recoltare a apei de ploaie poate fi esențială pentru a prinde ploaia atunci când cade. Multe țări, în special cele care trăiesc în medii aride, folosesc apa de ploaie ca o sursă ieftină și fiabilă de apă potabilă. Pentru a îmbunătăți irigarea în medii aride, digurile (crestele) solului sunt construite pentru a prinde și a preveni apele de ploaie să se precipite pe dealuri și pante. Chiar și în perioadele cu precipitații reduse, se colectează suficientă apă pentru ca culturile să crească. Apa poate fi colectată de pe acoperișuri, iar baraje și iazuri pot fi construite pentru a reține cantități mari de apă de ploaie, astfel încât chiar și în zilele în care se produce puțină sau deloc ploaie, este suficient pentru irigarea culturilor.
În plus, recoltarea apei de ploaie scade cererea de apă din fântâni, ceea ce ajută la menținerea nivelului apelor subterane, mai degrabă decât la epuizarea acestora.
Analiza ciclului de viață este o metodologie utilizată pentru a evalua impactul asupra mediului al unui sistem pe durata întregii vieți (cradle-to-grave). Devkota și colab., Au dezvoltat o astfel de metodologie pentru colectarea apei de ploaie și au constatat că proiectarea clădirilor (de exemplu, dimensiunile) și funcția (de exemplu, educațională, rezidențială etc.) joacă roluri esențiale pentru performanța de mediu a sistemului. Modelul Analiza economică și de mediu a tehnologiilor de igienizare - EEAST - evaluează emisiile de gaze cu efect de seră și costul unor astfel de sisteme pe durata de viață a diferitelor tipuri de clădiri.
Pentru a aborda parametrii funcționali ai sistemelor de colectare a apelor pluviale, a fost dezvoltată o nouă metrică: relația dintre ofertă și cerere (deamnd / aprovizionare - D / S), identificând proiectarea clădirii ideale (aprovizionare) și funcția (cerere) în ceea ce privește performanța de mediu de recoltare a apei de ploaie pentru spălare. Cu ideea că alimentarea cu apă de ploaie economisește nu numai apa potabilă, ci și apa pluvială care pătrunde în sistemul de canalizare combinat (care necesită tratare), economiile de emisii din mediu sunt mai mari dacă clădirile sunt conectate la un sistem de canalizare combinat față de unul separat.
Sistemele de recoltare a apei de ploaie pot fi complexe, variind de la sisteme care pot fi instalate cu abilități minime, până la sisteme automatizate care necesită configurare și instalare avansată. Sistemul de bază de recoltare a apei de ploaie este mai mult o lucrare de instalații sanitare decât o lucrare tehnică, deoarece toate punctele de ieșire din terasa clădirii sunt conectate printr-o conductă la un rezervor subteran care stochează apă.
Sistemele sunt dimensionate ideal pentru a satisface cererea de apă în timpul sezonului uscat, deoarece trebuie să fie suficient de mari pentru a susține consumul zilnic de apă. Mai exact, zona de captare a precipitațiilor, cum ar fi acoperișul unei clădiri, trebuie să fie suficient de mare pentru a menține un debit adecvat de apă. Dimensiunea rezervorului de stocare a apei trebuie să fie suficient de mare pentru a conține apa captată.
Multe metode de tehnologie scăzută sunt folosite pentru captarea apei de ploaie: sisteme de acoperiș, colectarea apelor de suprafață și pomparea apei de ploaie deja scufundate în pământ sau captate în rezervoare (cisterne).
Înainte de a construi un sistem de recoltare a apei de ploaie, este utilă utilizarea instrumentelor digitale. De exemplu, pentru a detecta dacă o regiune are un potențial ridicat de recoltare a apei de ploaie, hărțile SIG ale recoltării apei de ploaie pot fi realizate folosind un instrument interactiv online. Sau, pentru a estima cât de multă apă este necesară pentru a satisface nevoile de apă ale unei comunități, instrumentul Rain is Gain vă poate ajuta. Unelte ca acestea pot ajuta la economisirea de timp și bani înainte de a se angaja la construirea unui sistem, pe lângă faptul că proiectul este durabil și durabil.
Misiunile către șase țări din Caraibe au arătat că captarea și stocarea scurgerilor pentru utilizare ulterioară reduce în mod semnificativ riscul de a pierde unele sau toate recoltele anului din cauza lipsei de sol sau a apei. În plus, riscurile asociate cu inundațiile și eroziunea solului în timpul anotimpurilor cu precipitații abundente ar scădea. Fermierii mici, în special cei care cultivă pe dealuri, ar putea beneficia la maximum de recoltarea apei de ploaie, deoarece sunt capabili să capteze scurgerile și să reducă efectele eroziunii solului.
Multe țări, în special cele care trăiesc în medii aride, folosesc apa de ploaie ca o sursă ieftină și fiabilă de apă potabilă. Pentru a îmbunătăți irigarea în medii aride, digurile solului sunt construite pentru a prinde și a împiedica apa de ploaie să se precipite pe dealuri și pante. Chiar și în perioadele cu precipitații reduse, se colectează suficientă apă pentru ca culturile să crească. Apa poate fi colectată de pe acoperișuri, iar barajele, iazurile pot fi construite pentru a conține cantități mari de apă de ploaie, astfel încât chiar și în zilele în care se produce puțină sau deloc ploaie, există suficientă apă pentru irigarea culturilor.
Frankfurt Airport are cel mai mare sistem de colectare a apei de ploaie în Germania . Sistemul economisește aproximativ 100.000 m 3 de apă pe an. Costul sistemului este de 1,5 milioane dm (63.000 dolari SUA) în 1993. Sistemul colectează apa de pe acoperișurile noului terminal care are o suprafață de 26.800 m 2 . Apa este colectată în subsolul aeroportului, unde au fost amenajate șase rezervoare, cu o capacitate de stocare de 100 m 3 . Apa este utilizată în principal pentru spălarea toaletei, udarea plantelor și curățarea sistemului de aer condiționat.
Recoltarea apei de ploaie a fost adoptată la velodrom - Parcul Olimpic din Londra - pentru a spori sustenabilitatea instalației. A fost înregistrată o scădere cu 73% a cererii de apă potabilă din parc. În ciuda acestui fapt, s-a apreciat că recoltarea apei de ploaie a fost o utilizare mai puțin eficientă a resurselor financiare, pentru a crește sustenabilitatea, decât programul de reciclare a apei negre al parcului.
Concentrația de contaminanți este redusă semnificativ prin devierea fluxului inițial de apă de scurgere . Calitatea îmbunătățită a apei poate fi obținută, de asemenea, utilizând un mecanism de extragere plutitoare (mai degrabă decât de la baza rezervorului) și folosind o serie de rezervoare, retrăgându-se din ultimele din serie. Pre-filtrarea este o practică standard în industrie pentru a se asigura că apa care intră în rezervor nu conține sedimente grosiere. Pre-filtrarea este importantă pentru a menține sistemul sănătos.
Conceptual, un sistem de alimentare cu apă ar trebui să fie adecvat pentru calitatea apei în raport cu utilizarea sa finală. Cu toate acestea, în majoritatea țărilor dezvoltate, apa potabilă de înaltă calitate este utilizată pentru toate utilizările finale. Această abordare risipește bani și energie și afectează inutil mediul. Aprovizionarea cu apă de ploaie care a suferit măsuri preliminare de filtrare pentru utilizarea apei nepotabile, precum spălarea toaletelor , irigații și rufe, poate fi o parte importantă a unei strategii durabile de gestionare a apei.
„Precipitațiile, fiecare ultimă picătură sau fulg, au fost atribuite dreptului de proprietate din momentul în care au căzut în multe state occidentale, făcând scandal de oameni care au scos precipitațiile din propriile jgheaburi. În unele cazuri, drepturile la acea apă au fost atribuite acum un secol sau mai mult. "