この記事では、実際に使用でき、 DIYで構築できる一般的な雨水収集装置の種類について説明します。[1]また、収集装置を実際に構築する方法に関する基本的なハウツーコンテンツも提供します。雨水収集装置は、雨水を集めたり、蓄積したり、貯蔵したりするために使用される装置です。[2]
コンテンツ
利点
- かなり安価
- 再構成、拡張、移転が簡単
- 「構築に応じて支払う」方式でインストールまたは拡張できます
- 信頼性のある
- 水質化学は管理しやすい
- 必要に応じてサイズを調整でき、新しい建物に簡単に統合できます。
- 非常に優れたバックアップシステム
- 井戸水システムに簡単に接続できます
- 納屋、大きなガレージ、地下室などに設置できます
- 電気がなくても水は入手可能
- ポンプは太陽光または12ボルトシステムで稼働可能
- タンクは熱容量が大きいため、極寒が続いた場合を除いて凍結することはほとんどない。
- 太陽熱給水システムと簡単に接続可能
- システムの大部分はアクセス可能なので修理は簡単です
- 高価な部品が少ない
デメリット
- 美的に邪魔になる - 大きなタンクには何かしなければならない
- 新築物件の主な水源に関する現地の建築基準法の要件を満たさない可能性がある
- 貯蔵タンクとポンプシステムのために井戸よりも広い土地スペースが必要
- 十分な大きさの屋根が必要
- 屋根材や空気中の汚染物質が雨水を汚染する可能性がある
- 雨樋は定期的なメンテナンスと清掃が必要です[3]
原則
ブラッド・ランカスターが示した雨水収集システムの設計原則の概要：[4]
- 長く思慮深い観察から始める
- 流域の頂上（最高地点）から始めて、下に向かって進んでいきます
- 小さくシンプルに始める
- 水の流れを遅くし、広げ、浸透させる
- 常にオーバーフロールートを計画し、そのオーバーフローをリソースとして管理する
- 生きた有機植物を最大限に活用する
- 「機能の積み重ね」により有益な関係と効率を最大化する
- システムを継続的に再評価する:「フィードバック ループ」
システム
雨水を集めるシステムには多くの種類があります。注目すべきシステムは、流出雨水（例：丘陵地の流出水）用のシステムと屋上雨水収集システムです。使用されるタイプは、目的（家庭用または工業用）に大きく依存し、ある程度は経済性、物理的および人的配慮にも依存します。一般的に、屋上雨水システムは最も経済的であるため最も使用されています（年間降水量が254mmを超える場合）。[5]お住まいの地域の降水量を確認するには、気候データ#降水量を参照してください。
家庭用屋上雨水システム
システムの種類
現在、一般的に使用されているシステムは 2 種類あります。DIY システムと商用システムです。これらのシステムは両方ともウォーター ハーベスターという用語で知られており、セットアップに必要な知識は限られています (基本的なシステムを使用する場合)。どちらの場合も、システムは水を貯蔵する貯蔵タンクと (水を導く) 配管で構成されています。さらに、圧力容器、インライン ポンプ コントローラー、または圧力感応ポンプなどの追加の加圧装置も必要な場合があります。[6]最後に、浄水プラント、紫外線ライト、蒸留装置などの浄水装置が (地域の状況に応じて[7] ) 追加され、収集した水を浄化することがあります。このシステムはグレー水処理システムと呼ばれます。グレー水システムは、雨水だけでなく他の水源 (例: 水洗トイレ、植物を使用する場合) の水も処理できるため、通常のウォーター ハーベスターよりも好まれます。ただし、この機能は、代わりに UV ランプとコンポスト トイレを使用することで回避することもできます。
地域の状況によっては、重力給水システムだけで加圧集水システムを構築できる場合もあります。[8]後者の場合、加圧システムにはポンプや圧力容器は必要ありません。実際には、重力制御システムは通常、集水装置を高台（例えば屋上）に設置することで構築されます。
DIY家庭用システム
節水がますます一般的になるにつれて、より多くの人々が独自のホームブリュー設備を作り始めています。これらのシステムは、雨水タンクのような伝統的な技術からより複雑な中水システムまで多岐にわたります。インターネットを通じて、計画と正確な建設情報が利用可能になりました。 [9] [10] [11]個人のスキルと好みの程度に応じて、より基本的なシステム（通常の水タンクと配管[12]）またはより高度なシステム（水処理機能を備えた加圧システムなど）が選択されます。
商業用家庭用システム
商用システムも製造されており、さまざまな企業から提供されています。商用雨水収集装置は、加圧式[13]と重力式[14]の両方で入手できます。グレーウォーター処理システムは、Nubian Water Systemsなどの企業から販売されています。 [15]これも加圧式と重力式の両方で入手できます。[16] [17]
システムの操作
初期水流、通常は最初の数リットルを廃棄するメカニズムを使用できます。これらは一般にファースト フラッシュダイバーターと呼ばれ、集水面に蓄積する可能性のある大きな粒子の残留物が貯水タンクから洗い流される可能性を高めるために使用されます (貯水タンクに流入しない)。このようなシステムは、降雨の最初の数分間は空気中の汚染物質が空から洗い流される可能性があるという事実を補い[検証が必要]、同様に捕集した供給水の汚染を最小限に抑えます。このようなデバイスには、通常、単純ですが定期的な検査とメンテナンスが必要です。
すべての集水システムがこのような機能を使用しているわけではありません。たとえば、オーストラリアの農村地域では、雨水は伝統的にこのようなシステムを使用せず、処理もせずに使用されていますが、[検証が必要]、これは環境によっては賢明ではない場合があります。
自律住宅や地域における実用化
砂漠や温帯気候の地域では、年間 250 mm 以上の雨が降ります。つまり、中水システムを備えた一般的な 1 階建ての家では、屋根だけで年間を通して必要な水を供給できます。最も乾燥した地域では、30 m³ の貯水槽が必要になる場合があります。多くの地域では、1 週間の平均降雨量は 13 mm で、10 m³ ほどの小さな貯水槽で十分です。
多くの地域では、飲用に適したほど屋根を清潔に保つことは困難です。[18]汚れや不快な味を減らすために、システムでは金属製の集水屋根と、最初の40リットルを迂回させる「屋根クリーナー」タンクを使用しています。貯水槽の水は通常塩素処理されていますが、逆浸透システムではさらに高品質の飲料水が提供されます。
現代の貯水槽は通常、大型のプラスチック製タンクです。短い塔の重力式タンクは信頼性が高く、ポンプの修理はそれほど緊急ではありません。最も安価なバルク貯水槽は、地上にある柵で囲まれた池またはプールです。
自立性を減らすと、貯水槽のサイズと費用が削減されます。多くの自立住宅では、1人1日あたりの水使用量を10米ガロン未満に削減できるため、干ばつ時には1か月分の水をトラックで安価に配達できます。ピックアップトラックの荷台に収まる布製の水タンクを設置することで、セルフ配達が可能な場合がよくあります。
貯水槽をヒートポンプや空調システムのヒートシンクやトラップとして使用すると便利ですが、冷たい飲料水が温かくなり、乾燥した年には HVAC システムの効率が低下する可能性があります。
産業システム
雨水は地下水涵養にも利用される。この場合、地上の流出水を集めて吸収させ、地下水に加える。米国では、屋上の雨水を集めて貯水槽に貯蔵している。[19]
インドでは、バウディやジョハード、つまり広い範囲の小川からの流出水を集める池が含まれます。[20] [21] [22]
インドでは、水を貯めるためにタンカと呼ばれる貯水池が使われていました。通常は浅く、土壁で囲まれていました。古代のタンカは今でもいくつかの場所に残っています。[23]
雨水都市設計とインフラ
雨は、川を満たし、地表水と地下水を補充する重要な資源です(地下水の涵養を参照)。残念ながら、今日の都市 (郊外) の景観の多くを占めるコンクリートやその他の不浸透性表面は、水循環を妨げ、自然な浸透プロセスの発生を妨げています。多くの都市は、老朽化したインフラや水漏れのあるパイプにも悩まされています。自治体は、パイプやその他の機器の欠陥により、処理済みの水の 40% を失う可能性があります。[24]この「失われた」水は水不足を悪化させ、コミュニティがコストのかかる新しい水インフラ (ダムや河川の転流など) に投資する原因となる可能性があります。マサチューセッツ州ホリストンなどのコミュニティは、水の再涵養のために緑地を最大限に活用することを計画しており、処理のために 50 ～ 100 マイル離れた上流の町に排水をパイプで送るのではなく、高レベルの処理済み水をコミュニティに戻して地元で使用する廃水管理システムを開発しています。[25]
In addition, communities can utilize model ordinances to create stream buffers; street, schoolyard and parking lot designs; and residential landscape recommendations to increase the portion of rainfall that is absorbed and replenishes groundwater supplies. When communities maximize their infiltration potential, they can reduce their reliance on traditional water infrastructure mechanisms, such as dams. A 2002 report by American Rivers, Natural Resources Defense Council and Smart Growth America entitled Paving Our Way to Water Shortages[26] recommends the following:
- Allocate more resources to identify and protect open space and critical aquatic areas;
- Practice sound growth management by passing stronger, more comprehensive legislation that includes incentives for smart growth[27] and designated growth areas;
- Integrate water supply into planning efforts by coordinating road building and other construction projects with water resource management activities;
- Invest in existing communities by rehabilitating infrastructure before building anew – a "fix it first" strategy of development;
- Encourage compact development that mixes retail, commercial and residential development;
- Replace concrete sewer and tunnel infrastructure — which convey stormwater too swiftly into waterways — with low-impact development techniques that replenish groundwater. These include onsite storage that allows the water to infiltrate permeable native soils or bioengineering techniques that facilitate evaporation and transpiration of stormwater; and
- Devote more money and time to research and analysis of the impact of development on water resources, and make this information accessible to the public.
Successful case studies
Petrolina, Brazil
Climate: Semi Arid; Rainwater used as main source
Petrolina is in the semi arid belt of Northeastern Brazil. Rainfall is low and varies greatly year-on-year. A solution to the water-scarcity problem is the use of large (10,000-20,000 litre) tanks that can store enough water to last a frugal household until the next rains. The tanks are usually provided by NGOs as the large structures necessary in this very arid area cost over $200 and are unaffordable for the local population.
Badulla, Sri Lanka
Climate: Tropical, Bimodal; Rainwater used as main source
The town of Badulla is located in a hilly area of Sri Lanka. Groundwater sources are few and tend to be at the bottom of the hills. To reduce the burden of carrying water the local authority provided 5,000 litre ferrocement tanks, at a cost of about $150 which are used for most household water supply. The tanks are now being adopted nationwide for use in areas where access to other protected water sources is difficult.
Rakai, Uganda
Climate: Tropical, Bimodal; Rainwater used as suplimentary source
ラカイはウガンダ南部の丘陵地帯にあります。降雨パターンが二峰性で、乾季はわずか 2 か月です。地元の女性グループはケニアの女性グループからタンクの作り方を指導され、大量の小さな (700 リットル) 瓶を作り、特に雨季に大量の水を必要とするときに水を補給しています。システムの費用は 70 ドル未満で、自立型回転基金によって賄われています。
タイ、コンケン
気候: 熱帯、モンスーン気候、雨水を主な水源とする
タイ北東部は、世界最大級の屋根集水普及の舞台となった。選ばれた技術は、1,000～2,000リットルの「タイジャー」だった。このプロジェクトは、外部からの介入を減らしながらいくつかの段階を経て、最終的に30ドル未満で大量のジャーを生産する商業市場となった。これにより雨水ジャーの急速な普及が促進され、今日では富裕層、貧困層を問わずほとんどの家庭に少なくとも1つは設置されている。[1]
国際雨水集水システム協会 (IRCSA)
IRCSA の目的は、世界中の計画、開発、管理、科学、技術、研究、教育に関する雨水集水システム技術を促進および発展させること、科学者、エンジニア、教育者、管理者、およびこの分野に関係する人々のための国際フォーラムを設立することです。http ://www.ircsa.org/
IRCSA の主な目的は次のとおりです。
- 世界中の計画、開発、管理、科学、技術、研究、教育に関する雨水集水システム技術の推進と発展。
- 雨水集水システムプログラムに直接的または間接的に関係する科学者、技術者、教育者、管理者などすべての人々のための国際フォーラムを設立し、この分野で働くすべての人々を結び付けて情報と経験を共有できるようにします。
- 雨水集水システム技術の使用に関する国際ガイドラインの起草、およびこの情報の更新と普及。
- 共通の活動を持つ他の組織との協力を含む、雨水集水システムの分野における国際プログラムとの協力およびサポート。
- 国際雨水集水システム会議シリーズの支援と継続。
関連プロジェクト
参照
- 雨を捕まえる– Appropedia の内容に基づいた雨水収集に関する本
- 雨水収集の基本計算
- 雨水集水に関する文献レビュー
- 雨水収集– 雨水収集システムの設置情報
外部リンク
- Wikipedia:雨水利用
- 雨水利用の新しい方法
- 米国の州別の雨水収集の合法性
- HarvestH2o雨水収集コミュニティ
- テキサス A&M アグリライフ エクステンション サービスの雨水収集ウェブサイト
- 雨水収集製品
- 国際雨水集水システム協会
- 雨水利用に関する事実
- 雨水貯留によるレジオネラ症のリスクを軽減
- Permies.comの雨水集水フォーラム
参考文献
- ↑ 雨水収集に関する情報は、Wikipedia の雨水収集の記事から削除された情報から作成されました
- ↑ 雨水利用の定義
- ↑ http://web.archive.org/web/20110228150726/http://www.thefarm.org:80/charities/i4at/surv/raincat.htm
- ↑ https://www.harvestingrainwater.com/store/
- ↑ アースシップ 第2巻:システムとコンポーネント
- ↑ 雨水収集システムには加圧装置が必要な場合がある
- ↑ 水処理は必要ない場合もある
- ↑ 重力給水システムは、高低差を利用して加圧集水システムにも十分な場合がある
- ↑ 屋上水収集に関する情報（電子書籍など）
- ↑ VillageEarth 水収集情報
- ↑ DIY雨水収集システムの具体的なリストとその構築方法
- ↑ 農場のDIY重力式雨水収集装置
- ↑ レインマン水収穫システムの操作
- ↑ 重力式雨水収集装置
- ↑ その他の商業用雨水収集システム
- ↑ 重力給水または加圧給水が可能な中水システム
- ↑ 重力給水式中水システムの例
- ↑ Cistern Design、アラスカ大学、2007-12-27参照
- ↑ 雨水収集・浄水システム。
- ↑ The River maker、New Scientist、2002年9月7日。オンライン版（全文は購読者のみ）
- ↑ リマ・フージャ：「自然を導く：インドにおける水理学、伝統的知識体系、水資源管理 - 歴史的視点」
- ↑ このように地下水を補充すると、年間を通じて地下水が利用しやすくなるだけでなく、植生も豊かになると言われています。（これを追加しようと思ったのですが、地下水位の上昇が直接影響しているのか、それとも地下水を灌漑に使用して緑化が起こっているのか、わかりません。--Singkong2005
- ↑ リマ・フージャ：「自然を導く：インドにおける水理学、伝統的知識体系、水資源管理 - 歴史的視点」
- ↑ NYCWasteLe$$ Business、ニューヨーク・ニュージャージー港湾局、ラガーディア空港、節水：トイレ、2001 年 10 月、http://www.nycwasteless.com/gov-bus/Casestudies/lgacase2.htm (2002 年 1 月 24 日)。
- ↑ チャールズ川流域協会、環境ゾーニングプロジェクト：ホリストンの水資源の維持、http://www.craw.org（2002年1月17日）。
- ↑ アメリカンリバーズ、天然資源保護協議会、スマートグロースアメリカ。水不足への道を切り開く：スプロール現象が干ばつの影響を悪化させる仕組み。ワシントン DC：アメリカンリバーズ、2002 年。
- ↑ スマート グロースはさまざまな意味で使用されていますが、この文脈では、道路や下水道などのインフラ投資から、既存のコミュニティの再活性化を促す経済的インセンティブまで、スマート グロース アメリカが発表したスマート グロースの 10 原則を指します。10 原則の完全なリストは、http://www.smartgrowthamerica.orgで確認できます。
