지붕 빗물 수집
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빗물 수집은 가정이나 학교에서 지하나 지상 탱크에 빗물을 저장해 두었다가 나중에 사용하기 위한 구조를 말합니다. 물 수집 방법 중 하나는 옥상에 빗물을을 집수하는 것입니다. 옥상 빗물 집수는 타일, 금속 시트, 플라스틱 같은 지붕 표면에서 가능하며 잔디나 종려 잎으로 만들어진 표면에서는 가능하지 않습니다. 옥상 빗물 집수는 가정에 양질의 식수를 제공하기 위해 통나무, 대나무, 아연 도금된 철, PVC로 만들어진 홈통이나 수직홈통을 지붕표면에 이용하여 빗물 흐름을 차단합니다. 옥상 빗물 수집 시스템은 지역사회 전체에 물을 제공하는 500 입방 미터의 지하 저장 탱크일 수도 있고, 홈통이 없는 지붕밑에 놓여있는 양동이 일수도 있습니다. 빗물 시스템은 고대부터 사용되어 왔고, 역사상 위대한 문명속에서 많은 예가 있었습니다.
Contents
소개
대부분의 경우, 지하수나 지표수는 식수로 사용될 수 없습니다. 지하수가 너무 땅속 깊숙이 있거나, 미네랄이나 소금 또는 비소와 같은 화학 약품으로 오염되었을 수도 있고. 지표수는 화학 약품이나 물찌꺼기 등으로 오염 되었을 수도 있기 때문입니다. 이런 경우에 빗물 집수 시스템이 효과적이고 저비용의 해결책입니다.
빗물의 장점은 바로 여러분의 집 지붕으로 떨어지는 물이며 수질 또한 우수합니다. 여러 연구에 의하면 옥상 탱크의 물이 잘 관리되고 덮여져 있다면 음용수 수질 기준을 충족하는 것으로 나타났습니다. 빗물수집시스템은 일반가정 뿐만 아니라 공공 건물, 학교 및 진료소에서 식수,생활용수,그리고 소득활동을 위한 물공급을 스스로 관리할수 있도록 합니다.
물을 길러와야하는 특히 여성과 어린이들의 부담을 덜어주면서 사치아닌 사치 “길러 갈 필요없는 물” 을 제공해 줍니다. 20리터 용기에 담긴 깨끗한 물 한통은 1킬로미터 떨어진 가장 가까운 샘으로 물을 길러가지 않아도 되게 해줍니다. 특히 추운날이나 비오고 미끄러운 불편한 날에는, 집수된 이 작은 물한통이 아주 큰 값어치를 합니다. 우간다와 스리랑카에서는 전통적으로 바나나 나무의 잎이나 줄기를 임시 홈통처럼 이용하여 빗물을 수집합니다. 이런 편리성 때문에 비가 내리는 곳이면 산꼭대기에 있는 집이든 바닷물밖에 없는 섬이든 어느 곳에서도 빗물을 수집할수 있습니다.
또다른 대안으로는 다른 원천의 물을 이용하는 것입니다. 소금물이나 비소가 섞인 물은 세척이나 위생 목적으로는 충분히 사용 가능합니다. 그리고 탱크에 받아 저장한 수질이 좋은 빗물은 요리하거나 식수로 사용하면 됩니다.
적당한 조건
빗물 수집은 적어도 연간 강수량이 100-200mm 정도 되어야 합니다. 라틴 아메리카에 있는 많은 지역은 연간 약 500mm의 비가 내리고 있습니다.
이런 경우에는 지붕에 작아도 가능합니다. 예를들어, 5 x 6 미터 (즉 30 평방 미터)의 집에 연간 강수량이 500 mm 이면, 지붕에 15,000리터의 빗물을 모을수 있고 이 양은 5인 가정에 충분한 양입니다.
| 장점 | 단점 |
|---|---|
| - 거의 모든 기후에 가능 - 만약 시스템이 잘 설계되고 유지된다면 빗물은 일반적으로 식수 수 질 조건을 충족합니다. |
- 건기를 위해 빗물 저장 필요 |
환경 변화에 탄력적
가뭄
' ' 가뭄의 영향: ' ' 저장된 빗물 고갈.
빗물고갈의 근본적 원인:강우량 부족; 부실 건설로 내벽 물샘 현상; 수요에 비해 저장탱크 부족 – 건기를 버틸만한 양의 물을 저장할 탱크가 비쌈.
' 'WASH 시스템의 탄력성 증가시키기: ' ' 더 작은크기의 물탱크를 장려한다. 그로인해 제조하고 다루기가 더 수월하며, 적당한 가격으로 일반가정에 공급할 수 있다; 부실시공과 설치로 인한 누수를 감소시킨다; 알맞은 콘크리트시공 지침을 따른다(가뭄이 시멘트에 미치는 영향, 아래 참조); 저가의 저품질 재료로 탱크를 제조하고 자주 수리한다; 사용할수 없는 저장공간이 없도록 탱크의 배출구를 설계한다; 집수 자체가 효율적이여야 한다 (예: 홈통); 더 쉽게 소액대출을 받을 수 있게 한다; 탱크제조시책 비용을 댈수 있도록 정부와 민간부문의 재정능력을 지원한다.
가뭄이 시멘트 탱크에 미치는 영향
가뭄의 영향: 콘크리트 부실시공과 내벽 균열(예: 탱크 내, 댐, 수로, 우물, 기타 다른 구조물).
악영향의 근본원인 : 양생 시 적은량의 물 사용; 혼합시 더러운 물 사용.
WASH 시스템의 탄력성 증가시키기 : 적절한 혼합, 알맞은 비율, 첨가물 없는 재료, 혼합시 최소한도의 물 사용, 적당한 양생 등이 이루어져야 합니다.
가뭄 관리에 관한 자세한 내용: Resilient WASH systems in drought-prone areas.
가뭄에 견딜수 있는 시멘트를 만들기: Concrete production and drought.
시공, 운영 및 유지 보수
집수 및 저장 탱크
다른 방법으로 물의 흐름을 중간에 가로 막을수도 있습니다. 지붕 집수, 포장된 표면에서 집수, 표면 집수 및 강바닥 집수와 같은 여러종류의 집수방식이 사용됩니다. 가장 저렴한 저장공간은 지면을 저장소로 사용하는 것으로, 이 기법은 지하수 재충전이라고 불립니다. 이것은 빗물이 땅에 스며들면서 생성됩니다. 재충전이 되면 인근의 지하수면이 높아지고, 물이 필요할때 이 지하수 물을 펌프질하여 사용할수 있게 합니다. 스며든 빗물이 인근의 지하수면을 상승시킬지 아니면 더 넓은 지역으로 퍼져나가게 될지는 토양 조건에 따라 달라집니다.
만약 저장 탱크를 사용한다면, 페로시멘트나 벽돌시멘트로 만든 구조가 제일 좋고 제일 저렴하며 인근지역에서 생산가능 합니다. 물탱크가 지면아래에 있을 때, 이를 시스턴이라고 합니다. underground tank, ferrocement tank, plastic-lined tank등 다양한 저장탱크들이 있다. 탱크의 사이즈는 비용, 사용된 물의 양, 건기 기간에 따라 결정됩니다. 큰 사이즈의 탱크를 설치하기 전에 작은 사이즈의 탱크를 설치해 보는 것을 권고합니다. 저장 탱크는 펌프를 사용하여 추가로 채울 수 있습니다. 지하탱크에서 물을 끌어 올리기 위해 여러 펌프 시스템이 사용됩니다.예를 들어 rope pump 또는 deep well pump를 사용하여 30미터 깊이에 있는 물을 끌어올릴 수 있습니다.
물을 깨끗하게 유지하기
지붕에서 수집된 빗물은 대체로 수질이 좋고 마시기 전에 특별한 처리를 할필요가 없습니다. 그러나 만약 집에 굴뚝이 있다면, 물에서 연기 냄새가 날수도 있습니다. 그래서 굴뚝을 높게 설치하는 것을 선호합니다. PVC, 대나무 등으로 만들어진 지붕 홈통을 이용해 물을 수집합니다. 물의 수질을 위해 질좋은 뚜껑, 빛과 곤충 차단, 필터사용, 모든 종류의 먼지유입을 막는 것이 가장 중요합니다. 콘크리트 뚜껑은 탱크가 오염되지 않게 보호합니다. 곤충을 막기 위해 작은 물고기들을 탱크에 넣어둡니다.
파울플러시(foul-flush) 장치 또는 분리형 다운 파이프를 장착하여 폭풍으로 인해 배출되는 20리터의 물을 전환시킬 수 있다. 배출되는 물은 먼지, 나뭇잎, 곤충 및 조류 배설물에 의해 오염되기 때문입니다. 더러운 물의 사용을 방지 하기 위해, 배출된 물이 저장탱크로 들어가기 전에 자갈, 모래와 숯으로 구성된 작은 필터를 통과하거나, 집수 구조물과 저장 탱크 사이에 필터를 장착한다. 파울 플러쉬 장치가 없는 경우, 사용자나 관리자는 폭풍이 불때마다 처음 20리터의 물을 빼버려야 한다.
EMAS 여과 시스템
EMAS 시스템은 빗물을 마실 수 있는 물로 정수시키는 간단한 장치 뿐 아니라 다양한 EMAS 기술을 사용하여 빗물을 수집합니다. 지붕의 빗물을 사용할 때에는, 일반 홈통을 통해 집수합니다. 물을 여과하기 위해서 배수로 밑바닥에 배출 파이프와 피처 혹은 페로시멘트 탱크를 함께 설치합니다. 가장자리에 철사나 쇠고리를 사용하여 합성 천으로 된 가방을 피처의 가장자리에 부착합니다. 3개월마다 가방을 청소해야 합니다.
집수가 시작되면, 너무 많은 쓰레기가 들어가는 것을 방지하기 위해, 처음에 나온 일정량의 물을 대부분의 쓰레기와 함께 흘려 보냅니다. 이후에는 물을 직접[EMAS 물통]으로 흘려보냅니다. 지붕의 크기에 따라, 여러개의 물통을 저장고로 사용하는 것을 권합니다. 한번에 하나의 물통을 배출 파이프에 연결합니다. 여기에서 일반 EMAS 펌프를 사용하여 물을 퍼 올려 다. 펌프는 집 주변 수도꼭지나 물탱크에 연결할 수도 있습니다.
유지보수
건기가 한달 이상 지속되면 시스템을 확인하고 청소해야 합니다. 외부 금속 탱크는 일년에 한 번씩 페인트칠을 해야 합니다. 특히 탱크 및 수도 누수는 건강을 위협할 수 있으므로, 누수 수리는 일년내내 문제가 있을 때마다 해야 합니다. 수집된 물은 염소처리가 필요할 수도 있습니다.
홈통 막힘 방지를 위해 홈통 및 지붕의 파편과 돌출된 잡초 제거는 매우 중요합니다. 수조의 유지 보수에는 물리적 검사와 시멘트를 이용하여 균열을 보수하는 것을 말합니다. 적절한 유지 보수와 잘 덮혀진 옥상 탱크의 수질은 일반적으로 식수 품질 기준에 부합한다는 연구결과를 보여주고 있습니다.
기본 수질 검사는 처음 1년동안은 권장되며, 그 이후에는 수질이 의심될 때마다 실시하면 됩니다. 저렴한 수질 검사로는 ‘HACH’가 있으며 비용은 테스트 당 미화 1달러 정도합니다. 오염이 의심 되거나 수질 확인이 필요할 때에는 여러가지 방법으로 물을 처리 할 수 있습니다.
공유 지붕
공유 지붕의 운영 및 유지보수 (O&M)는 많은 문제점들을 가지고 있습니다. 예를 들어, 지붕 집수 시스템이 학교에서 사용될 경우를 수도꼭지를 잠그지 않아 물이 낭비될 수 있습니다. 물 공급을 제대로 관리하기 위해 잠금장치가 필요한 경우도 있습니다. 이상적인 방법으로는, 한 사람이 정기적으로 청소, 시스템 관리, 수리, 물 사용 제어 등에 대해 책임지는 것이 좋습니다. 하나의 대안으로 물을 판매하는 것을 들수 있습니다. 그렇게 함으로써 O&M과 물 사용 관리하기 위한 비용을 창출할 수 있습니다. 여러 세대가 공동 시스템을 설치한 경우 (예: 몇 채의 지붕이 한 수조에 연결 되어있는 경우), 사용자들은 O&M 활동 관리를 위해 물관리위원회를 만들고자 할 수 있습니다. 이 활동에는 수수료 징수, 관리자 업무와 각 가정마다 사용하는 물 관리 등이 포함 될 수 있습니다. 외부 에이전트가 다음의 O&M 분야의 역할을 수행 할 수 있습니다.
— 시스템 및 수질 상태 모니터링
— 시스템을 구매하거나 교체할 때 믿을 만한 시설 소개
— 관리 및 O&M을 수행할 사용자 및 관리자 교육
— 중요한 수리를 맡을 수 있는 지역 기술자 교육
잠재적인 문제
- 금속 지붕 및 배수통 부식 등;
- 유지보수 방치로 파울 플러시 전환기 고장;
- 저수지에서 물이 새고 핸드펌프에 문제점가 있을 수 있습니다;
- 수조를 잘 덮어두지 않을경우 오염이 생길 수 있으며, 특히 밧줄과 물통으로 물을 퍼냈을 경우 더 심각해질 수 있습니다;
- 제대로 덮여있지 않은 수조는 모기의 번식지가 되어 매개체에 의한 질병의 위험성을 높일 수 있습니다;
- 한 해 중 어떤 기간동안에는 시스템이 식수의 수요를 충족시킬 수 없을 수도 있습니다. 그런 때에는 일시적으로 다른 방법을 개발하거나 전통적인 방법을 사용할 수 있어야 합니다;
- 필요한 재정적 투자가 불가능할 수 있습니다. 즉 각 가정과 지역사회가 적절한 수조와 알맞은 지붕을 짓기 위한 재정적 여유가 없을 수 있습니다;
비용
비용의 비교
- 6 평방미터의 Brick cement tank : 시멘트 3 포대, 벽돌 300 장,전선 3kg 40달러
- 1 평방미터의 Brick cement tank : 시멘트 1포대, 벽돌 100 장 , 전선 1kg 20달러
- 5 평방미터의 Plastic-lined tank : 50 달러
- 바닥면이 60 평방미터의 ferro-cement tank : 1,900 달러
많은 양의 물을 저장할수 있는 큰 탱크 일수록, 탱크 수조량 1평방미터 당 건설 자재의 수요(및 비용)가 낮습니다..
남부 아프리카에서, 아연 도금된 11미터의 홈통, 1.3 평방미터의 아연도금 탱크, 수직홈통, 탭과 필터를 합해 320달러의 비용이듭니다; 여기에 이동 비용은 포함 되지 않습니다. 지붕이 빗물 수집에 적합하지 않을때는, 탱크 비용에 추가로 지붕 수리와 홈통 비용이 듭니다. 그 비용은 4달러에서 (케냐는 정부 보조를 받음) 12달러까지 다양합니다. 1
필드 경험
- 빗물 수집은 매우 유연하고 다양한 환경, 즉 가장 부유한 나라나 가장 가난한 나라에서도, 가장 습하거나 가장 건조한 나라 어디에서도 적응가능한 기술입니다.
- 브라질의 오카라에서 빗물 탱크는 콘크리트 블록으로 건설되었습니다.
- 저비용 모델로는 brick cement tank로, 나카라과나 가나에서 사용되는 예를 볼수 있습니다.
Akvo RSR 프로젝트
다음 프로젝트는 옥상 빗물 수확을 위해 사용됩니다.
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 WASH 프로그램 방글라데시 농촌지역 |  |  |  |
매뉴얼, 비디오 및 링크
메뉴얼
* 도서 "Roofwater Harvesting 다운로드 : IRC에서 낸 A Handbook for Practitioners" * Smart Water Harvesting Solutions * 스마트 3R 솔루션동영상
Rainsong 비디오Rainwater Harvesting Nepal |
외부 링크
* 빗물 수집 실행 네트워크 (RAIN) * 실질적인 작업에 대한 빗물 수확 정보 * 빗물 수확에 관한 인도 웹사이트 * 빗물 수확에 관한 위키피디아 웹사이트 * 워윅 대학의 DTU 유닛에 관한 빗물 수 정보 * 빗물 파트너쉽 * 떨어지는 물-도시 빗물 수확에 관한 툴킷 * 다섯째 주 Akvo 솔루션참조
- ↑ 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.
