Nước ngầm là nguồn nước phong phú và dễ khai thác trong các nguồn nước ngọt phục vụ đời sống con người.Tuy nhiên,hiện nay ở một số quốc gia trên thế giới nguồn nước ngầm đang bị cạn kiệt hoặc ô nhiễm nặng,các phương án được đưa ra thay thế nguồn nước ngầm,trong số đó tận dụng nguồn nước mưa là một phương án tích cực...

Thu hoạch nước mưa

Việc áp dụng một công nghệ thu hoạch nước mưa thích hợp có thể sử dụng tối đa giá trị nước mưa trong nhiều trường hợp, nước mưa là nguồn tài nguyên nước cần thiết trong cuộc sống. Thu gom nước mưa đã được thực hiện trong vòng hơn 4,000 năm qua, trong hầu hết các nước đang phát triển, đang trở thành vấn đề cần thiết để thay đổi thời gian và không gian biến động của lượng mưa. Thu gom nước mưa rất cần thiết trong khu vực có lượng mưa đáng kể nhưng thiếu hệ thống cấp nước tập trung của chính phủ , hoặc ở những nơi có chất lượng nước mặt đất tốt hoặc thiếu nước ngầm.
Lượng mưa hàng năm từ dưới 500 đến hơn 1500 mm có thể xảy ra trong hầu hết các nước Mỹ Latinh và vùng biển Caribê. Lượng mưa đáng kể thường chỉ có trong một vài tháng trong 1 năm, và ít hoặc không có mưa trong những tháng còn lại. Nhiều quốc gia trong đó lượng mưa phân phối hàng năm và khu vực có lượng mưa cũng khác nhau đáng kể.
Trong hơn ba thế kỷ, lưu vực tầng thượng lưu và bể lưu trữ đã được các cơ sở cung cấp nước sinh hoạt trên nhiều hòn đảo nhỏ trong vùng biển Caribê. Trong Thế chiến thứ II, một số sân bay cũng đã biến thành các lưu vực. Mặc dù việc sử dụng các hệ thống hứng nước trên mái nhà đã giảm ở một số nước, người ta ước tính rằng hơn 500,000 người trong những hòn đảo Caribê phụ thuộc ít nhất một phần vào nguồn cung cấp này. Hơn nữa, khu vực rộng lớn tại một số quốc gia ở Trung và Nam Mỹ, chẳng hạn như Honduras , Brazil và Paraguay, họ sử dụng nước mưa như một nguồn cung cấp nước quan trọng cho gia đình, đặc biệt là ở khu vực nông thôn.

Mô tả kỹ thuật

Một hệ thống thu hoạch nước mưa bao gồm 3 yếu tố cơ bản : vùng tập họp nước mưa, hệ thống vận chuyển và nhà kho. Khu vực tập hợp nước mưa trong nhiều trường hợp là mái nhà của một ngôi nhà hay cả một tòa nhà . Diện tích mái nhà và vật liệu sử dụng trong quá trình xây dựng ảnh hưởng đến hiệu quả của việc thu thập và chất lượng nước.

Hệ thống vận chuyển thường bao gồm máng nước hoặc đường ống cung cấp nước mưa từ trên mái nhà xuống bể lưu trữ. Cả ống dẫn nước và bề mặt mái nhà phải được xây dựng bằng các vật liệu trơ như gỗ, nhựa, nhôm, hoặc sợi thủy tinh để tránh ảnh hưởng xấu đến chất lượng nước.
Nước cuối cùng được lưu trữ trong bể chứa nước, bể này cũng cần được xây dựng bằng chất trơ . Bê tông cốt thép, sợi thủy tinh, hoặc thép không gỉ là vật liệu phù hợp. Bể chứa có thể được xây dựng như là một phần của tòa nhà, hoặc có thể được xây dựng như một đơn vị riêng biệt đặt khá xa ra khỏi tòa nhà. Hình 1 biểu thị sơ đồ của một hệ thống thu hoạch nước mưa từ mái nhà ở Cộng hòa Dominica.



Hình 1: Hệ thống thu hoạch nước mưa từ mái nhà

Tất cả các thiết kế bể nước mưa (xem hình 2a và 2b ) nên đảm bảo yêu cầu các yều tố như sau:
♦ Vỏ bề mặt an toàn, chắc chắn
♦ Một bộ lọc thô đầu vào
♦ Một đường ống tràn
♦ Một cửa cống, thùng đựng nước thải và thoát nước để tạo điều kiện làm sạch
♦ Một hệ thống chiết xuất nước mà không làm ô nhiễm nước, ví dụ: một vòi nước hoặc bơm
♦ Một hồ tiêu nước để ngăn nước tràn từ vũng nước hình thành ở gần bể

Các tính năng khác có thể bao gồm :

♦ Một thiết bị đo lượng nước trong bể
♦ Một cái bể lắng phù sa, thùng kíp lật.
♦ Một khóa trên vòi nước
♦ Một bể chứa dưới bề mặt thứ hai để cung cấp nước cho vật nuôi…

Giới hạn sử dụng

Thu gom nước mưa được sử dụng rộng rãi ở châu Mỹ Latinh và vùng biển Caribê, chủ yếu là để cung cấp nước sinh hoạt và trong một số trường hợp cung cấp nước cho nông nghiệp và chăn nuôi ở quy mô nhỏ. Tại Brazil và Argentina, nước mưa được sử dụng trong vùng bán khô hạn. Ở các nước Trung Mỹ như Honduras, Costa Rica, Guatemala và El Salvador, thu gom nước mưa trên mái nhà được sử dụng rộng rãi ở khu vực nông thôn.
Ở Saint Lucia, bể chứa được xây dựng bằng nhiều loại vật liệu, bao gồm cả trống thép (200 lít ) , thùng nhựa polyethylene lớn ( 1300-2300 lít ), và bể chứa bê tông ngầm (100,000-150,000l).
Quần đảo Turks và Caicos do chính phủ xây dựng, công khai các hệ thống thu hoạch lượng nước mưa trên mái nhà. Chính phủ quy định tất cả các hộ gia đình cần xây dựng một nước bể đủ lớn để lưu trữ 400l/m2 diện tích mái nhà.
Trong một nghiên cứu cấp nước nông thôn gần đây, việc tiếp tục sử dụng nước mưa trên mái nhà và lưu vực xây dựng nhân tạo được dự tính cho những bộ phận nông thôn Jamaica, những nơi ít được tiếp cận với sông suối hoặc nguồn nước tốt. Người ta cho rằng hơn 100,000 người Jamaica phụ thuộc phần lớn vào những ống đứng thoát nước mưa.

Hoạt động và bảo trì



Hình 2A: Sơ đồ bể chứa trên nóc nhà Cistern



Hình 2B: Sơ đồ bể chứa Reservoir

Hệ thống thu hoạch nước mưa yêu cầu một số kỹ năng và giám sát hoạt động. Mối quan tâm chính là công tác phòng chống ô nhiễm của bể chứa trong xây dựng và khi nó đang được bổ sung nước sau một cơn mưa rào. Ô nhiễm nguồn nước do tiếp xúc với một số vật liệu có thể tránh được bằng cách sử dụng các vật liệu lọc nước thích hợp trong quá trình xây dựng. Ví dụ, ở Montserrat, nơi mà 95% các ngôi nhà trong khu trung tâm và khu vực mật độ cao được lợp bằng tấm lợp nhựa đường gốc dầu, người dân được khuyến khích mạnh mẽ rằng không nên sử dụng nguồn nước này làm nước uống. Các nguồn gây ô nhiễm chính bên ngoài là ô nhiễm từ không khí, động vật và côn trùng. Ô nhiễm vi khuẩn có thể được giảm thiểu bằng cách giữ cho bề mặt mái và ống dẫn sạch sẽ, nhưng cũng không thể được loại bỏ hoàn toàn vi khuẩn. Nếu nước được sử dụng cho mục đích uống thì việc lọc và khử trùng bằng Clo hoặc khử trùng bằng các phương pháp khác (ví dụ như đun sôi ) là cần thiết. Hướng dẫn bảo trì sau đây cần được xem xét trong hoạt động của hệ thống thu hoạch nước mưa:

♦ Các bể chứa cần được kiểm tra và làm sạch định kỳ. Quy trình vệ sinh bao gồm chà kỹ lưỡng các bức tường bên trong và sàn nhà. Sử dụng một dung dịch clo được khuyến khích để làm sạch, sau đó rửa kỹ lưỡng.

♦ Giữ cho bề mặt thu nước mưa, làm giảm khả năng sinh sản của ếch, thằn lằn, muỗi và côn trùng khác trong bể chứa. Cư dân cần phải đặc biệt quan tâm để ngăn chặn vấn đề như vậy chứ không phải là những hành động khắc phục như xử lý, loại bỏ nước, vào một thời gian sau đó.

♦ Khử trùng bằng Clo của các bể chứa là cần thiết nếu nước được sử dụng để uống và sử dụng trong vấn đề nội trợ. Ở đảo Montserrat, các cơ quan nhà nước xây dựng một thiết bị clo hóa phi truyền thống với một ống cao su, ván ép, một đoạn ống PVC 1,2 m và một đoạn ống vào sử dụng viên clo.

♦ Ống dẫn cần phải được định kỳ kiểm tra và làm sạch cẩn thận . Bảo dưỡng định kỳ cũng phải được thực hiện trên bất kỳ máy bơm sử dụng để nâng nước cho những vùng được chọn trong dân cư hoặc xây dựng.

♦ Hệ thống cộng đồng đòi hỏi sự sáng tạo của một tổ chức cộng đồng để duy trì chúng một cách hiệu quả . Tương tự như vậy, các hộ gia đình phải thiết lập một thói quen bảo trì sẽ được thực hiện bởi tất cả các thành viên trong gia đình .

Như đã đề cập, trong một số trường hợp nước mưa cũng được xử lý bằng viên clo. Tuy nhiên, trong hầu hết các nơi nó được sử dụng mà không qua quá trình xử lý. Trong trường hợp này , người dân nên đun sôi nước trước khi uống. Trường hợp người sử dụng bể chứa nước không xử lý nước của họ, chất lượng của nước có thể được đảm bảo thông qua các bộ lọc than hoạt tính hoặc các thiết bị xử lý nước khác.

Chi phí

Chi phí của công nghệ này thay đổi đáng kể tùy thuộc vào vị trí, loại vật liệu sử dụng, và mức độ thực hiện. Ở Brazil, chi phí của một bể chứa nước 30m3 ở khu vực nông thôn của vùng Đông Bắc là khoảng $900 đến $1000, tùy thuộc vào vật liệu sử dụng. Trong quần đảo Virgin thuộc Mỹ, chi phí thấp nhất là $2 đến $5/1000 lít được báo cáo. Chi phí xây dựng bể chứa nước ngầm có thể khác nhau rất nhiều, dựa trên kích thước và số lượng yêu cầu khai thác. Ở Saint Lucia, chi phí trung bình của thùng nhựa 500 lít là $125.

Trong khu vực Chaco của Paraguay, hai loại bể chứa nước khác nhau đã được sử dụng để thu gom nước mưa: bể chứa nước Aljibe và bể chứa nước phía trước gọi là Tajamar. Chi phí vốn của 30 m3 bể chứa Aljibe ở Paraguay được báo cáo là $2000, trong khi việc xây dựng một 6000 m3 Tajamar, bao gồm máy bơm cối xay gió theo định hướng và đường ống phân phối nước, ước tính khoảng $8400.

Hiệu quả công nghệ

Công nghệ khai thác lượng mưa đã được chứng minh là rất hiệu quả trong một số quốc gia châu Mỹ La tinh và hầu hết các hòn đảo Caribê, nơi bể chứa nước là nguồn cung cấp nước chính khu vực dân cư. Việc sử dụng nước mưa rất hiệu quả trong việc làm giảm nhu cầu về hệ thống cấp nước công cộng ở quần đảo British Virgin. Nó cũng cung cấp một bộ đệm thuận tiện trong trường hợp khẩn cấp hoặc thiếu hụt cung cấp nước công cộng. Ngoài ra, do tính chất địa hình đồi núi trong phần lớn diện tích của quần đảo British Virgin, việc kết hợp với mô hình nhà ở phân tán, thu hoạch lượng mưa dường như là cách thiết thực nhất để cung cấp một nguồn cung cấp nước cho nhiều hộ cư dân.

Mái nhà sắt mạ kẽm sử dụng trong thu gom nước mưa tương đối hiệu quả, trong khi mái nhà bê tông bằng phẳng, mặc dù được đánh giá cao trong việc chống lại các cơn bão, rất không hiệu quả trong việc thu hoạch nước. Hiệu quả thu hoạt nước trên mái nhà nằm trong khoảng từ 70% đến 90 % . Người ta ước tính rằng 1cm của lượng mưa trên 100 m2 diện tích mái nhà sẽ thu được 10,000 lít .

Tính phù hợp

Công nghệ thu hoạch nước mưa trên mái nhà được áp dụng như một phương tiện làm tăng lượng nước có sẵn. Nó là hữu ích nhất trong khu vực khô hạn và bán khô hạn- nơi các nguồn nước khan hiếm.

Các lợi ích

♦ Nó cung cấp một lượng nước dự trữ cần thiết trong trường hợp khẩn cấp và / hoặc sự cố của hệ thống cấp nước công cộng, đặc biệt là trong thiên tai.

♦ Việc xây dựng một hệ thống thu hoạch nước mưa trên mái nhà rất đơn giản và người dân địa phương có thể dễ dàng xây dựng một hệ thống như vậy để giảm thiểu tối đa chi phí.

♦ Công nghệ này được áp dụng linh hoạt. Các hệ thống có thể được xây dựng để đáp ứng hầu hết các yêu cầu. Các hộ dân nghèo có thể bắt đầu với một bể chứa nhỏ duy nhất và thêm nhiều hơn khi họ có đủ khả năng.

♦ Nó có thể cải thiện cơ sở kỹ thuật xây dựng khi bể chứa nước được xây dựng như một phần của các tòa nhà, như là các bể chứa nước bắt buộc.

♦ Các tính chất vật lý và hóa học của nước mưa có thể tốt hơn những vùng nước ngầm hoặc nước bề mặt bị ô nhiễm.

♦ Chi phí hoạt động thấp.

♦ Xây dựng, vận hành và bảo trì là không tốn nhiều sức lao động.

Nhược điểm

♦ Lượng mưa thu hoạch được sẽ phụ thuộc vào tần số và lượng mưa, do đó, nó không phải là một nguồn nước đáng tin cậy trong thời gian thời tiết khô hoặc hạn hán kéo dài .

♦ Khả năng lưu trữ thấp của bể chứa sẽ hạn chế nước mưa thu hoạch được

♦ Rò rỉ từ bể chứa nước có thể gây ra sự hư hỏng

♦ Bể chứa Cisterns không an toàn cho trẻ nhỏ, nếu không được cung cấp hệ thống bảo vệ truy cập thích hợp

♦ Ô nhiễm nguồn nước có thể xảy ra do chất thải chăn nuôi và xác thực vật.

♦ Xử lý nước trước khi sử dụng sinh hoạt không thường xuyên, do thiếu nguồn lực có đầy đủ kiến thức, có thể dẫn đến rủi ro sức khỏe, hơn nữa, bể chứa nước có thể là một nơi sinh sản cho muỗi.

♦ Tăng chi phí xây dựng hệ thống thu hoạch lượng mưa và có thể có ảnh hưởng xấu đến quyền sở hữu nhà . Hệ thống có thể thêm 30% đến 40 % chi phí của một tòa nhà .

♦ Hệ thống thu hoạch lượng mưa có thể làm giảm doanh thu cho các tiện ích công cộng.

Phát triển xa hơn của công nghệ

Có một nhu cầu cho các khía cạnh chất lượng nước mưa thu hoạch phải được giải quyết tốt hơn. Điều này có thể xảy ra thông qua:

♦ Phát triển các thiết bị bỏ qua đầu tuôn ra có hiệu quả hơn và dễ dàng hơn để duy trì và hoạt động hơn so với những thiết bị và nhân lực hiện đang có sẵn.

♦ Sự tham gia nhiều hơn của các cơ quan y tế công cộng trong việc giám sát chất lượng nước.

♦ Giám sát chất lượng xây dựng tại thời điểm xây dựng. Nhu cầu phát triển khác bao gồm:

✧ Sự hỗ trợ từ chính phủ để đảm bảo rằng các kích thước bể chứa là thích hợp.

✧ Thúc đẩy thu hoạch nước mưa như là một nguồn thay thế cho cả chính phủ và khu vực tư nhân - cung cấp nước, nhấn mạnh các khoản tiết kiệm có thể đạt được trên hóa đơn tiền nước.

✧ Phát triển vật liệu mới để giảm chi phí lưu trữ.

✧ Chuẩn bị tài liệu hướng dẫn (bao gồm cả các yêu cầu kích thước) để đưa nước mưa thu hoạch trong môi trường quản lý tài nguyên nước theo nhiều nguồn .

Toàn Á Jsc xin chúc quý khách thành công! Mọi nhu cầu về lọc nước tinh khiết,xử lý nước giếng khoan,xử lý nước thải, hóa chất than hoạt tính...Toàn Á Jsc hân hạnh được phục vụ quý khách!

( Lưu ý : Mọi bài viết trên trang đều thuộc bản quyền Toàn Á Jsc,tổ chức,cá nhân khi copy bài phải trích nguồn Toàn Á Jsc)
Bài viết khác cùng Box