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雨水收集

（重定向自雨水收集）

雨水收集（英语：Rainwater harvesting）又称雨扑满、雨水集蓄，是雨水的累积用于现场再利用而不是允许其流失。雨水可以从雨水收集或屋顶雨水收集器收集，或用网或其他工具从雾和露水收集新鲜的水，收集的水被重定向到深坑、井、或具有渗透的水库。其用途包括用于花园、牲畜、灌溉的水，适当处理的家庭用途和室内供暖等。收获的水也可用作饮用水，长期储存和其他目的，例如地下水补给。

墨西哥城蒙特雷技术和高等教育学院雨水捕集和储存系统
用于雨水储存的水箱

历史 编辑

在公元前三世纪，俾路支斯坦（现在位于巴基斯坦、阿富汗和伊朗）和喀奇县印度的农业社区也将雨水收集用于农业和许多用途。[1]

这是一个鲜为人知的事实，几个世纪以来，威尼斯的城市取决于雨水收集。围绕威尼斯的潟湖是由不适合人类饮用的水制成。威尼斯的古老居民建立了一个基于人造绝缘收集井的雨水收集系统。[2]水会从专门设计的石地板上渗出，并被一层沙子过滤，然后在井底收集。后来，随着威尼斯变成拉丁帝国的一部分时，它开始从当地河流进口水，但井仍在使用，并且在战争时期特别重要，尤其是在河口可能被攻击者阻止时能够及时化解危机。

优点 编辑

雨水收集在区域水限制期间提供独立的供水，在发达国家通常用于补充主要供应。当有干旱时，它提供水，可以帮助减轻低洼地区的洪水或内涝，并减少对井的需求，这可能使地下水位得以维持。它还有助于饮用水的供应，因为雨水基本上不含盐分和其他盐。在城市供水系统中应用雨水收集通过减少水分配的需要，可以减少暴雨引发的危险，以及减少雨水径流通过下水道系统导致污水处理厂无法负荷污染淡水水体。[3]

已经有大量工作专注于开发生命周期评估和生命周期成本计算方法，以评估通过实施雨水收集系统可以节省的环境影响和黄金的水平。

需要更多的发展和知识来了解雨水收集对农业可能提供的好处。许多国家，特别是那些处于干旱环境的国家，使用雨水收集作为廉价和可靠的清洁水源。为了在干旱的环境中增强灌溉，建造垄沟，以便阻止和防止雨水流入山坡和斜坡。即使在低降雨量的时期，有可以收集足够的水以便作物生长。[4][5]可以从屋顶、水坝和池塘收集水，以便容纳大量雨水，使得即使在几乎没有降雨的日子，也有足够的灌溉作物。[5]

限制 编辑

在具有干旱特征的国家，雨水收集是一种广泛使用的储存雨水的方法。几项研究已经得出并开发了不同的标准和技术来选择合适的雨水收集地点。一些研究确定并选择了可能建造大坝的合适地点，并在 ArcMap 10.4.1 中导出了模型构建器。该模型结合了几个参数，例如坡度、径流潜力、土地覆盖/利用、河流顺序、土壤质量和水文，以确定该地点是否适合收集雨水。[6]

在中东等干旱城市地区，降水量低于平均水平时，从 RWH 系统收集的水量可能很少。RWH 对发展中地区很有用，因为它收集水用于灌溉和家庭用途。但是，收集的水应经过充分过滤以确保安全饮用。[7]

集水品质 编辑

雨水可能需要进行适当的分析，并以适合其安全的方式使用。例如，在甘肃省，太阳能水消毒是通过在抛物面太阳能炊具中煮沸收集的雨水，然后再用于饮用。[8]这些所谓的“适当技术”方法为处理储存的雨水以供饮用提供了低成本的消毒选择。

虽然雨水本身是一种清洁的水源，通常比地下水或河流或湖泊中的水更好，[9]收集和储存的过程经常使水受到污染且不能饮用。从屋顶收集的雨水可能含有人类、动物和鸟类的粪便、苔藓和地衣、风尘、城市污染中的颗粒物、杀虫剂和海洋中的无机离子（Ca, Mg, Na, K, Cl, SO4）和溶解气体（CO2, NOx, SOx）。在欧洲的雨水中发现了高浓度的农药，最高浓度出现在旱季后的第一场雨中；[37]通过将径流水的初始流量转移到废物中，这些和其他污染物的浓度显著降低。通过使用浮动抽水机构（而不是从水箱底部）和使用一系列水箱，从最后一个串联的水箱中抽水，也可以获得改善的水质。预过滤是业内常用的做法，用于保持系统健康并确保进入水箱的水不含大量沉淀物。

Nimbkar农业研究所开发了一个非常有趣的雨水收集和太阳能清洁概念，用于农村家庭饮用。[10]

从概念上讲，供水系统应与最终用户的水质相匹配。然而，在大多数先进国家，高品质的饮用水被用于所有最终用途。这种方法浪费金钱和能源，并对环境造成不必要的影响。供应经过初步过滤措施的雨水用于非饮用水用途，例如冲马桶、灌溉和洗衣，可能是可持续水资源管理的重要部分。

品质 编辑

在概念上，供水系统应该使水的品质与最终用途相匹配。然而，在大多数发达国家高品质的饮用水用于所有最终用途。这种方法浪费金钱和能源，并对环境造成不必要的影响。但提供对非饮用水用途（如厕所冲洗，灌溉和洗衣）进行初步过滤措施的雨水是可持续水管理战略的重要组成部分。[11]

系统设置 编辑

 
国立台北科技大学附属桃园农工高级中等学校的一个雨水收集装置

雨水收集系统的复杂性可大可小，从可以用最少简单安装的系统到需要高级安装和安装自动化系统。可以利用建筑物露台的出口通过管道连接到储存水的储水槽。

最理想，系统的大小能够满足整个旱季的水需求，因为它必须足够大以支持每日的水消耗。相对，诸如建筑物屋顶的降雨捕获区域必须足够大以保持足够的流动。储水罐的尺寸应足够大，以容纳捕获的水。

对于低技术系统，有许多低技术方法用于捕获雨水：屋顶系统、地表水捕获、以及泵吸已经浸入地下或收集在水库中并储存在水箱中的雨水。

由沼泽收集雨水 编辑

雨水收集是可能的，通过沼泽，而不会淹没使用的土地增加损失收入。其主要目的是利用沼泽收集的雨水满足全年的水需求，而不需要巨大的资本支出 这将有助于为家庭，工业和灌溉需求提供未受污染的水。

新方法 编辑

 
向危地马拉孤儿院的学生介绍RainSaucer系统。

RainSaucer系统，看起来像一个倒置的伞，从天空直接收集雨水，而不是使用屋顶的集水。这降低了污染的可能性，使发展中国家的饮用水成为潜在的应用。[12]这种雨水收集方法的其他应用是可持续园艺和小型耕作。[13]

一个荷兰发明称为Groasis Waterboxx（英语：Groasis Waterboxx）也有用于种植树木、收获和存储的露水和雨水。

传统上，使用滞洪池的雨水管理具有单一目的。 然而，优化的实时控制（OptiRTC）使该基础设施成为雨水收集的来源，而不会影响现有滞洪池的能力。[14]

目前使用 编辑

  • 在中国和巴西屋顶雨水收集正在实行提供饮用水、家庭用水、家畜用水、小灌溉用水和补充地下水位的方法。甘肃在中国和半干旱地区有最大的屋顶雨水收集项目正在进行。

加拿大 编辑

一些加拿大人已经开始实施雨水收集系统，雨水用于灌溉、洗衣和厕所管道。 自2000年代中期以来，加拿大法律的重大改革增加了该技术在农业，工业和住宅用途中的使用；但在许多省份的立法中仍然存在歧义。

以色列 编辑

西南医院和医疗保健系统研究中心与Rotary国际合作，正在全国范围内赞助一个雨水收集模型计划。 第一个雨水集水系统安装在以色列Lod的一所小学。 该项目正在寻求在第三阶段扩展到海法。西南中心还与美国华盛顿的水资源行动项目（WRAP）合作。WRAP目前在西岸有雨水收集项目。当地学校正在安装雨水收集系统，目的是教育学童关于节水原则，弥合不同宗教和种族背景之间的鸿沟，同时解决中东所面临的水资源短缺问题。[16]

新西兰 编辑

虽然新西兰在西部和南部的降雨量充足，但在该国的大部分地区，雨水收集是大多数农村住房的通常做法，大多数议会都鼓励这种做法。[17]

斯里兰卡 编辑

雨水收集是在农村家庭中获得农业用水和饮用水的普遍方法。通过2007年第36号“城市发展局（修正）法”颁布了促进雨水收集的立法。[18]

南非 编辑

南非水研究委员会支持对雨水收集的研究。[19]在干旱、半干旱和潮湿地区的研究已经证实、诸如覆盖、点蚀、垄沟和改良的连续地块等技术对于小规模作物生产是有效的。[20]

参见 编辑

参考文献 编辑

  1. ^ Rain water Harvesting. Tamil Nadu State Government, India. [23 January 2012]. （原始内容存档于2019-08-12）. 
  2. ^ Venetian wells. [2017-02-24]. （原始内容存档于2019-05-09）. 
  3. ^ Behzadian, k; Kapelan, Z. Advantages of integrated and sustainability based assessment for metabolism based strategic planning of urban water systems. Science of The Total Environment (Elsevier). 2015,. 527-528: 220–231. doi:10.1016/j.scitotenv.2015.04.097. 
  4. ^ Zhu, Qiang; et al. Rainwater Harvesting for Agriculture and Water Supply. Beijing: Springer. 2015: 20. ISBN 978-981-287-964-6. 
  5. ^ 5.0 5.1 存档副本. [2017-02-24]. （原始内容存档于2018-07-09）. 
  6. ^ Ibrahim, Gaylan Rasul Faqe; Rasul, Azad; Ali Hamid, Arieann; Ali, Zana Fattah; Dewana, Amanj Ahmad. Suitable Site Selection for Rainwater Harvesting and Storage Case Study Using Dohuk Governorate. Water. April 2019, 11 (4): 864. doi:10.3390/w11040864   （英语）.    Text was copied from this source, which is available under a Creative Commons Attribution 4.0 International License （页面存档备份，存于互联网档案馆）.
  7. ^ Lange, J.; Husary, S.; Gunkel, A.; Bastian, D.; Grodek, T. Potentials and limits of urban rainwater harvesting in the Middle East. Hydrology and Earth System Sciences. 2012-03-06, 16 (3): 715–724 [2022-07-13]. Bibcode:2012HESS...16..715L. ISSN 1607-7938. doi:10.5194/hess-16-715-2012  . （原始内容存档于2022-07-10） （英语）. 
  8. ^ Chen, Xuefei. Rainwater harvesting benefits farmers in Gansu. People's Daily Online. 27 August 2007 [2022-07-13]. （原始内容存档于2012-10-20）. 
  9. ^ Hatch, Jacob. The Many Benefits of Rainwater Harvesting. Hydration Anywhere. Hydration Anywhere. [3 August 2018]. （原始内容存档于2016-12-13）. 
  10. ^ Low cost drinking water technology – rainwater harvesting with solar purification. Current Science, Vol. 118, No.6, 25 March 2020 (PDF). [2022-07-13]. （原始内容 (PDF)存档于2022-01-19）. 
  11. ^ New Scientist, 3 April 1999
  12. ^ Harvesting rainwater for more than greywater. SmartPlanet. [13 November 2014]. （原始内容存档于2013-05-10）. 
  13. ^ Kumar, Ro. Collect up to 10 gallons of water per inch of rain with Rainsaucers’ latest standalone rainwater catchment. LocalBlu. [11 February 2013]. （原始内容存档于2012年12月17日）. 
  14. ^ Rainwater Harvesting - Controls in the Cloud. SmartPlanet. [11 January 2015]. （原始内容存档于2019-08-05）. 
  15. ^ Harry Low. Why houses in Bermuda have white stepped roofs. BBC News. December 23, 2016 [2016-12-23]. （原始内容存档于2021-04-10）. 
  16. ^ 存档副本. [2013年4月15日]. （原始内容存档于2013年9月22日）.  已忽略未知参数|archiv-url= (帮助); 已忽略未知参数|offline= (帮助); 已忽略未知参数|archiv-datum= (帮助)
  17. ^ Rainwater tanks. Greater Wellington Regional Council. 28 April 2016 [31 August 2016]. （原始内容存档于2016年9月1日）. 
  18. ^ Parliament Of The Democratic Socialist Republic of Sri Lanka (PDF). [2017-02-24]. （原始内容 (PDF)存档于2013-11-04）. 
  19. ^ Rainwater harvesting. www.wrc.org.za. South African Water Research Commission. [27 August 2014]. （原始内容存档于2018-02-20）. 
  20. ^ Everson C, Everson TM, Modi AT, Csiwila D, Fanadzo M, Naiken V, Auerbach RM, Moodley M, Mtshali SM, Dladla R. Sustainable techniques and practices for water harvesting and conservation and their effective application in resource-poor agricultural production through participatory adaptive research : report to the Water Research Commission (PDF). Gezina [South Africa]: Water Research Commission. 2011: 89 [27 August 2014]. ISBN 978-1-4312-0185-3. （原始内容 (PDF)存档于2014-12-31）. 

外部链接 编辑

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