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1、生命之水,天賜之福
——"雨水收集”緩解一半人口缺乏健康飲用水的狀況年人均可再生水資源占有量,1995
Annualrenewablewaterperson/year)
I|<5Q0
1PDOO-1h700
I|500+1.000
I|1,700-4,000
I>10,000
目前全世界有100多個(gè)國(guó)家缺水,其中26個(gè)國(guó)家嚴(yán)重缺水,有40%的人遭受缺水之苦,每年有2500萬(wàn)人因水污染死亡。
4,000-10,000
||Nodata
由于技術(shù)和經(jīng)濟(jì)原因的限制,常規(guī)供水方式難以實(shí)現(xiàn),因此大多數(shù)嚴(yán)重缺水的地區(qū)集中在偏遠(yuǎn)農(nóng)村。
由于收集的雨水適于飲用且成本低廉,雨水收集就成為
2、可行的選擇,以緩解農(nóng)村飲水困難的現(xiàn)狀。本文所描述的“雨水收集系統(tǒng)”就是為農(nóng)村居民提供可持續(xù)的安全飲用水而設(shè)計(jì)的。
1. 雨水收集的好處雨水是一種未受污染的水源。
2. 雨水的硬度相對(duì)較低。
3. 獲取雨水便宜而且方便。
4. 收集雨水減少對(duì)地下蓄水層的沖擊。
5. 收集雨水節(jié)省能源,減少化學(xué)品的使用。
1. 雨水收集的壞處雨水收集的有效與否取決于當(dāng)?shù)仄骄杲邓俊?
2. 收集的雨水不能立即飲用。
3. 雨水的儲(chǔ)存需要特殊材料制成的儲(chǔ)水容器。
結(jié)論:
正因?yàn)槭占褪褂糜晁兄T如水質(zhì)好,對(duì)蓄水層沖擊小等眾多好處,雨水收集可以被廣泛地應(yīng)用于廣大缺水地區(qū)。經(jīng)過(guò)凈化的雨水可用于飲用
3、(日常飲用、烹調(diào)、洗澡)和日常雜用(灌溉、牲畜的喂養(yǎng)和清洗)
關(guān)鍵問(wèn)題聯(lián)合國(guó)前年目標(biāo):在2015年使無(wú)法持續(xù)獲得廉價(jià)安全飲用水的人口比例減半。關(guān)鍵詞為可持續(xù)、廉價(jià)和安全。
可持續(xù)性:這要求居民能夠長(zhǎng)期持續(xù)的獲得飲用水。考慮到雨水有周期性,雨水收集系
統(tǒng)必須裝有儲(chǔ)水容器。
廉價(jià):這意味雨水收集系統(tǒng)必須足夠便宜,并且經(jīng)過(guò)凈化的雨水成本較低。
安全:因?yàn)橛晁泻卸喾N污染物,適合飲用的雨水必須經(jīng)過(guò)一系列過(guò)濾和消毒的過(guò)程。因此雨水收集系統(tǒng)必須裝有凈化裝置。
下面我將圍繞上面三個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題具體論證我的構(gòu)想。
雨水收集系統(tǒng)的構(gòu)成
雨水收集系統(tǒng)主要構(gòu)成
一個(gè)典型的雨水收集系統(tǒng)由四部分組成:
4、
1. 集水區(qū)域(屋頂):收集雨水。
2. 儲(chǔ)水罐(水塔):儲(chǔ)存雨水。
3. 過(guò)濾裝置:提高水質(zhì)。
4. 管道(一個(gè)輸送雨水,另一個(gè)輸送飲用水):輸水。
雨水收集區(qū)域屋頂材料最普通的雨水收集系統(tǒng)就是屋頂。用于集水最佳的屋頂材料是無(wú)涂層不銹鋼或陶瓷。而木材、混凝土、瓦片比其他材料更易滋長(zhǎng)細(xì)菌,生長(zhǎng)苔蘚,從而間接造成水質(zhì)的污染。此外,這種屋頂表面由于多孔粗糙,會(huì)滯留一部分流往儲(chǔ)水罐的雨水。
屋頂材料
推存級(jí)別
特點(diǎn)
集水效率
無(wú)涂層不銹鋼
★★★★★
表面緊密光滑
99%
陶瓷
★★★★
95%
混凝土
★★★
表面多孔粗糙
?滋長(zhǎng)細(xì)菌,生長(zhǎng)苔蘚
?滯留部分
5、雨水
88%
瓦片
★★
85%
木材
★
75%
須注意的情況:
如果可
屋頂必須完全暴露在外,遠(yuǎn)離懸垂的樹(shù)枝。這減少了腐爛的樹(shù)葉或鳥(niǎo)糞造成的污染。能,避免用依靠木材取暖的房屋屋頂,因?yàn)槊簾熁覡a可能含有有毒物質(zhì)。
保護(hù)裝置(屋頂過(guò)濾裝置)一個(gè)雨水收集系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)裝有屋頂過(guò)濾裝置,以阻擋像樹(shù)葉和鳥(niǎo)糞之類的污染物進(jìn)入儲(chǔ)水罐。
一個(gè)簡(jiǎn)單的屋頂過(guò)濾裝置由一個(gè)裝在水槽下面、6至8英寸長(zhǎng)的豎直P(pán)VC或聚乙烯管道組成,同時(shí)在通向儲(chǔ)水罐的管道上方裝有一個(gè)進(jìn)口。
儲(chǔ)水罐在整個(gè)雨水收集系統(tǒng)中,儲(chǔ)水罐是單個(gè)價(jià)格最高的部件。一個(gè)儲(chǔ)水罐小到放在屋檐下的酒桶,大到地上或地下的容積三萬(wàn)加侖以
6、上的水箱。儲(chǔ)水罐可由各種材料制成,如電鍍鋼材、水泥、儲(chǔ)水罐的大?。?
大多數(shù)儲(chǔ)水罐是圓柱形的,最小需求量算,一個(gè)容積為
聚乙烯和玻璃纖維。
這樣的形狀符合高強(qiáng)度-重量比。若按一家四口完全依靠雨水的
10,000加侖的儲(chǔ)水罐直徑約為12英尺,深約為12英尺。
須注意的情況:
必須保持水箱完全封閉,以防止水汽蒸發(fā),同時(shí)阻擋陽(yáng)光(易滋長(zhǎng)藻類生長(zhǎng))和昆蟲(chóng)。
必須安裝沉淀物隔離間,以防止沉淀物與水混合。
儲(chǔ)水箱必須安裝溢水管,在水滿時(shí)將多余的雨水排出水箱外。在寒冷季節(jié),須將水箱埋于地下或置于地下室,以防止水箱結(jié)凍。
雨水處理系統(tǒng)提供飲用水的雨水收集系統(tǒng)必須將雨水進(jìn)行凈化處理。很多方法可供
7、選擇,諸如微生物過(guò)濾、紫外線消毒和臭氧消毒。
綜合考慮凈化效率和成本因素,一個(gè)雨水處理系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)包括一套物理過(guò)濾裝置,以清除微粒,和紫外線發(fā)射器,以高能紫外線殺滅細(xì)菌和其他微生物體。
成本
選擇1:
在大幅度增加了初始成本的基礎(chǔ)上,雨水處理系統(tǒng)也同時(shí)增加了系統(tǒng)的運(yùn)行成本。一個(gè)紫外線消毒裝置花費(fèi)300美元至1000美元不等。因?yàn)樽贤饩€發(fā)射器需要全天候運(yùn)行,每年的電費(fèi)就變得相當(dāng)可觀了。
選擇2:
一個(gè)相對(duì)廉價(jià)的辦法是用氯或碘來(lái)凈化水,如同自來(lái)水的處理方法一樣。最常見(jiàn)的化學(xué)添加
劑是液態(tài)的氯化鈉。家用漂白粉最常用的是5%的氯化鈉。
■雨水收集系統(tǒng)的總成本:
經(jīng)濟(jì)型:
抵消個(gè)人日常用
8、水量
平均年降水量須在15英尺以上
適用范圍:經(jīng)濟(jì)落后地區(qū)
儲(chǔ)水罐的尺寸取決于水消耗量和平均年降水量
系統(tǒng)組件
價(jià)格
屋頂過(guò)濾裝置(分流器)
$100
塑料水管(1,500加侖)
$550
紫外線消毒裝置
$300
PVC水管
$50
總價(jià)
$1000
高級(jí)型:
可供應(yīng)一家四口完全依靠雨水的最小需求量平均年降水量須在24英尺以上
適用范圍:經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)
系統(tǒng)組件
價(jià)格「
獨(dú)立屋頂過(guò)濾裝置
$600
電鍍鋼材水箱(10,000加侖)
$5000
精密過(guò)濾器
$500
紫外線消毒+臭氧殺菌系統(tǒng)
$1800
鍍鋅水管
$100
總價(jià)
$8000
■結(jié)論:
為了緩解世界缺乏安全飲用水的狀況,將“雨水收集系統(tǒng)”應(yīng)用于缺水農(nóng)村地區(qū)是可行的措
施。各地區(qū)可根據(jù)當(dāng)?shù)亟邓?、人口分布和?jīng)濟(jì)情況選擇合適的雨水收集系統(tǒng)。