Difference between revisions of "屋顶雨水收集"

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小型房屋的雨水收集系统。
配图：Jalvardhini Pratishthan.

雨水收集是指利用如民居或学校这样的建筑收集雨水，并将雨水存储到地下或者地上的蓄水箱里，以供日后使用。收集雨水的方式之一就是屋顶雨水收集。合适的屋顶表面材质有磁砖，金属板，塑料，并配以竹、木、白铁或聚乙烯材质的水槽和落水管来截流雨水，为家庭提供高质量的饮用水。草和棕榈叶铺就的屋顶则不适用此方法。屋顶雨水收集系统可以是一个500立方米容量的地下蓄水箱，可为整个社区提供用水；也可以不用引水槽，只用个水桶，简单地放在屋檐下接水。自古以来，世界各地的人们就已利用雨水收集系统，各种应用实例不胜枚举。

介绍

很多情况下，地下水或地表水不能直接饮用。地下水层可能会很深；水中或许含有矿物质或砷、盐等化合物；地表水也许会含有排泄物或者化学物质。相对这些情况，雨水收集会是一个经济有效的方法。

雨水收集的好处在于雨水通常水质很好，且是落到自家屋顶。一些研究表明，如果屋顶蓄水箱密封且维护良好，里面的水一般都能符合饮用水的质量标准。因此家庭、社区、学校或诊都能实现饮用水和家用水自给自足，甚至可以利用水来增加收入。

雨水收集使人们终于能够“用水不必远行”，尤其减轻了妇女和儿童打水的负担。因为最近的水源也可能在一公里之外。在寒冷的雨天，道路湿滑，此时取水尤为不便。一个20升的容器所装的净水即能免除这种奔波，即使不算多也格外宝贵。在乌干达和斯里兰卡，人们常把香蕉叶或者叶梗当做临时引水槽来收集树上的雨水。无论是生活在雨林、山顶还是海岛，每户居民都能用这种便利的方法收集雨水。

另一种方式就是利用不同来源的水。含盐或含砷的水也许仍然可以用来洗涤和清洁。水箱收集保存的高质量雨水则可用来饮用和烹饪。

适合的条件

雨水收集要求年降水量至少达到100-200毫米。在拉丁美洲，许多地方的年降雨量能达到500毫米。

即使屋顶面积小也能够收集雨水。例如，一个面积为5×6米（即30平方米）的房子，在年降雨量500毫米的条件下，能从屋顶能收集15升的雨水。这足够一个五口之家使用。

应对环境变化的适应力

干旱

干旱的影响：存储的水用尽。
产生影响的潜在原因：降雨缺乏；建造不当造成的保护层渗漏；存储的雨水满足不了需求 – 渡过漫长旱季所需的大容量蓄水箱成本高。
提高WASH系统的适应力： 推广小型蓄水箱，对于用户来说更易建造和遮盖，而且更加经济；减少由于建造或者选址造成的渗漏；遵循混凝土使用说明（见下：干旱对水泥产生的影响）；建造蓄水箱的材料如果质量一般，就会更加便宜，但要经常维修；为蓄水箱设计一个出水口，以防止有死库容；确保集水装置正常使用（例如引水槽）；拓宽小额信贷渠道；支持政府或者私营企业提供（赞助）储水计划。

干旱对水泥储水箱的影响

干旱的影响：混凝土质量变差，保护层产生裂缝（如，在蓄水箱，水坝，排水沟和其它构造中）。
产生影响的潜在原因：用于混凝土固化的水太少，用于混凝土混合的水不纯。
提高WASH系统的适应力：确保材料的充分混合，掺入比例，和原料的纯净度；混凝土中水量尽量减少；一定要充分固化。

治理干旱的更多信息：Resilient WASH systems in drought-prone areas.
生产抗干旱的水泥：Concrete production and drought.

建造，施工与维护

屋顶集水设施。插图：WHO

集水和蓄水箱

拦截水流有不同种方式。集水方式也各有不同，如屋顶集水，铺路面集水，水面和河床集水。最经济的就是把地面作为蓄水区，这种技术叫做地下水回灌，通过使雨水渗入地下来实现。回灌会使局部地区地下水水位升高，如有需要从此处泵水即可。土壤的情况决定了水流渗入的范围，是局部的还是大面积的。

如果使用蓄水箱，用钢丝网水泥或者砖混水泥结构的是最好最经济的选择，并且能在当地建造。位置低于地面的蓄水箱称之为蓄水池。不同的蓄水装置有： 地下蓄水箱， 钢丝网水泥蓄水箱， 内衬塑料的蓄水箱等。蓄水箱的大小要考虑到成本、用水量和旱季时节的长短等等。建议先建个小型蓄水箱，在考虑大型的。蓄水箱还可以安装水泵。有些水泵系统还可以用来抽取地下水箱的水，例如 绳控水泵或者 深井水泵，能抽取30米深的水。

保持水质纯净

屋顶上的雨水往往都很干净，在使用前并不需要经过处理。但如果房屋有烟囱，那么水就可能有烟熏味。因此屋顶的烟囱最好是高烟囱。雨水通过聚乙烯、竹子等制成的屋顶水槽收集并储存起来。保持水质干净最重要的是要有个好的保护盖，防止阳光直射或者昆虫的进入；还要有过滤器，防止各种污物的混入。混凝土保护盖就能很好地保护蓄水箱不受污染。同时也可以在箱里养些小鱼，以防昆虫。

蓄水箱可以安装冲污设备或者可拆卸下水管道，头20升的暴雨径流可由此被排出水箱。这是因为径流物中混有泥土，树叶，昆虫和鸟的排泄物。为了避免使用脏水，暴雨径流要先经过一个由碎石子、沙子和木炭组成的小过滤器，或者经过一个在集水装置和蓄水箱之间的过滤器，再进入蓄水箱。如果没有冲污设备，使用者或者管理员需要在每次刚下暴雨时，把头20升的径流引出去。

EMAS过滤系统

一套雨水收集系统连接两座房屋，水箱装有水龙头。配图：
Insieme Si Puo' in Africa

为了将雨水转化为饮用水，EMAS系统使用了多种不同的EMAS技术，也使用了一些简单的工具。使用过的屋顶雨水可通过普通排水沟进行收集。排水沟的底部可放置带有排出管的灌渗罐或钢丝网水泥箱来对水流进行过滤。在灌渗罐的边缘，用铁环或铁丝固定一个大小刚好的人造纤维布袋。这个袋子需要每3个月清理一次。

当开始收集水时，为了避免堆积过多的垃圾，最早收集的一部分水会带着大部分的垃圾一起排出去。之后，水就可以直接进入 EMAS水池。建议您使用多个水箱用来储水，水箱的数量取决于屋顶面积的大小。出水管每次连接一个水箱。这样水可以通过普通的EMAS抽水机抽出和分流。抽水机可与房屋周围的水龙头和水箱相连。

维护

旱季若超过1个月，系统则需要进行检查并清理。金属水箱的外部可能需要每年刷一次漆。渗漏点要随时进行修理。特别是易漏的水箱和龙头，会带来健康隐患。按需对水进行的氯化处理。

为了防止堵塞，清理水槽中和屋顶上的的杂物和植物十分重要。水箱的维护包括检查和对裂缝进行水泥修补。 一些研究表明，维护得宜、密封良好的屋顶蓄水箱的水一般都能符合饮用水的质量标准。

第一年最好进行基本的水质检测，之后若对水质有疑虑可以再次检测。“HACH”测试是种低价的水检，一次大约只需1美元。当怀疑有污染或要确保水质时，可以使用这些方法。

公共屋顶

公共屋顶的操作和维护会面对更多的挑战。例如对学校的屋顶集水系统来说，水龙头滴水会造成浪费。供水系统一般需要上锁，以保证安全。最好是有专人负责监管常规清理，临时系统维修，控制水的使用等工作。方法之一是售水，这样可以保证操作和维护系统所需的资金；并能对水的使用进行管理。当不同家庭都安装了公共系统时 (例如：一个水槽连接几个房顶)，用户们可以成立一个水资源委员会，来管理系统的操作和维护的各项事宜。其中可能包括收费，监督管理员的工作和每个家庭的用水。外部代理商可在系统的操作和维护的如下方面发挥作用：
— 监控系统状态以及水的质量；
— 支持使用信贷购买或更换系统；
— 培训用户或管理员相关管理、操作与维护的知识；
— 培训当地技工如何进行大的维修。

表格：WHO ¹

潜在问题

• 金属屋顶、水槽腐蚀等；
• 因疏于维护，冲污分流器失效；
• 蓄水池的龙头漏水，手压泵出现问题；
• 无遮盖水箱受污染，特别是用绳子和水桶取水的地方；
• 毫无保护措施的水箱可能会孳生蚊虫，增加疾病传播的风险；
• 此系统可能在一年中的某段时间无法满足饮用水需求，因此必须找其他水源代替或暂时用回传统取水方式；
• 无力承担经济投入 - 家庭或社区无力支付修建适合的水箱和改造屋顶的费用。

成本

成本对比

• 6立方米的砖石水泥水池：3袋水泥，300块砖头，3千克电线，总计40美元。
• 1立方米的砖石水泥水池：1袋水泥，100块砖，1千克电线，总计20美元。
• 5立方米的塑料内衬水箱：总计50美元。
• 60立方米的屋顶下钢丝网水泥水池:总计1900美元。

蓄水池越大，每立方米所需建筑材料（和造价）就越少。

在非洲南部，一套价格为320美元的系统包括11米的镀锌铁皮水槽、1.3立方米的镀锌铁皮水池、落水管、水龙头和过滤器。运输费用不计其中。对于不适合收集雨水的屋顶，则需加上屋顶改造和安装水槽的费用，每平方米从4美元（肯尼亚提供补贴）至12美元不等。¹

实地经验

• 雨水收集是一项极其灵活便利的技术，适用于世界各地，无论地区贫富，环境旱涝。
• 在巴西的奥卡拉，雨水收集池混凝土块建造。
• 水泥砖石水池是一种低成本选择，例如尼加拉瓜和加纳使用了这种方案。

Akvo RSR项目

以下项目均利用了屋顶雨水收集系统。

RSR Project 790 WASH项目 在孟加拉农村	RSR Project 440 提高对雨水 收集的关注	RSR Project 439 湿地管理 和水资源收集	RSR Project 440 提高对雨水 收集的关注	RSR Project 107 雨水收集 在几内亚比绍

指南、视频和链接

指南

• 从IRC网站上下载本书“Roofwater Harvesting: A Handbook for Practitioners”
• 小册子Smart Water Harvesting Solutions
• Smart 3R Solutions

视频

外部链接

• Rainwater Harvesting Implementation Network (RAIN)
• Rainwater Harvesting information on Practical Action
• Indian website on rainwater harvesting
• Wikipedia article on rainwater harvesting
• Rainwater Harvesting info on the DTU unit of University of Warwick
• Rainwater Partnership
• Catch Water Where It Falls - Toolkit on Urban Rainwater Harvesting
• Akvo solution of the week 5

参考目录

1. ↑ ^{1.0 1.1} Brikke, François, and Bredero, Maarten. Linking technology choice with operation and maintenance in the context of community water supply and sanitation: A reference document for planners and project staff. World Health Organization and IRC Water and Sanitation Centre. Geneva, Switzerland 2003.

鸣谢

• Brikke, François, and Bredero, Maarten. Linking technology choice with operation and maintenance in the context of community water supply and sanitation: A reference document for planners and project staff or (alternative link). World Health Organization and IRC Water and Sanitation Centre. Geneva, Switzerland 2003.
• CARE Nederland, Desk Study Resilient WASH systems in drought-prone areas. October 2010.