Magazynowanie wody
Magazynowanie wody to szerokie pojęcie odnoszące się do magazynowania zarówno wody pitnej do spożycia, jak i niezdatnej do picia do wykorzystania w rolnictwie. Zarówno w krajach rozwijających się, jak iw niektórych krajach rozwiniętych , znajdujących się w klimacie tropikalnym, istnieje potrzeba przechowywania wody pitnej w porze suchej . W przypadku magazynowania wody w rolnictwie woda jest przechowywana do późniejszego wykorzystania w naturalnych źródłach wody, takich jak warstwy wodonośne wód gruntowych , woda glebowa , naturalne tereny podmokłe oraz małe sztuczne stawy, zbiorniki i zbiorniki za głównymi tamami. Przechowywanie wody wiąże się z wieloma potencjalnymi problemami, niezależnie od jej przeznaczenia, w tym zanieczyszczeniem organicznymi i nieorganicznymi.
typy
Wody gruntowe
Wody podziemne znajdują się pod powierzchnią ziemi w przestrzeniach porów glebowych oraz w szczelinach formacji skalnych . Jednostka skały lub nieskonsolidowane złoże nazywana jest warstwą wodonośną , gdy może dostarczyć użyteczną ilość wody. Głębokość, na której pory gleby lub szczeliny i puste przestrzenie w skale zostają całkowicie nasycone wodą, nazywana jest zwierciadłem wody . Istnieją dwa szerokie typy warstw wodonośnych: Nieograniczona warstwa wodonośna to taka, w której powierzchnia nie jest ograniczona nieprzepuszczalnymi skałami, więc poziom wód gruntowych jest pod ciśnieniem atmosferycznym. W zamkniętej warstwie wodonośnej górna powierzchnia wody jest pokryta warstwą nieprzepuszczalnej skały, więc woda gruntowa jest magazynowana pod ciśnieniem.
Warstwy wodonośne pobierają wodę dwoma drogami, jedną z opadów, które przepływają przez nienasyconą strefę profilu glebowego, a drugą z jezior i rzek. Kiedy zwierciadło wody osiąga pojemność lub cała gleba jest całkowicie nasycona, zwierciadło wody styka się z powierzchnią gruntu, skąd woda wypływa w postaci źródeł lub sączy się .
Możliwe jest również sztuczne zasilanie warstw wodonośnych (za pomocą studni), np. poprzez zastosowanie magazynowania i odzyskiwania warstwy wodonośnej (ASR).
Wilgotność gleby
Wody podziemne są magazynowane w dwóch strefach, z których jedna to strefa nasycona, czyli warstwa wodonośna , a druga to przestrzeń porowa nienasyconej gleby bezpośrednio pod powierzchnią gruntu. Wilgotność gleby to woda zatrzymywana między cząstkami gleby w strefie korzeniowej ( rizosferze ) roślin, zwykle w wierzchniej warstwie 200 cm gleby. Magazynowanie wody w profilu glebowym jest niezwykle ważne dla rolnictwa, zwłaszcza w miejscach, w których uprawa roślin uzależniona jest od opadów atmosferycznych. Na przykład w Afryce rolnictwo zasilane deszczem stanowi 95% gruntów rolnych.
Mokradła
Mokradła rozciągają się na styku powierzchnia/podpowierzchnia, magazynując wodę w różnym czasie jako wodę gruntową, wilgotność gleby i wodę powierzchniową. Są to kluczowe ekosystemy, które wspierają dziką przyrodę i wykonują cenne usługi ekosystemowe , takie jak ochrona przeciwpowodziowa i oczyszczanie wody. Zapewniają również środki do życia milionom ludzi, którzy mieszkają w nich i wokół nich. Na przykład w wewnętrznej delcie Nigru w strefie Sahelu Zachodniego mieszka ponad milion ludzi, którzy zarabiają na życie jako rybacy, hodowcy bydła lub rolnicy, wykorzystując coroczne podnoszenie się i opadanie wód rzeki i jej równin zalewowych.
Mokradła to w zasadzie gąbki, które wychwytują i powoli uwalniają duże ilości deszczu, topniejącego śniegu, wód gruntowych i wód powodziowych. Drzewa i inna roślinność mokradeł spowalniają prędkość wody powodziowej i bardziej równomiernie rozprowadzają ją po mokradłach. Połączenie zwiększonego magazynowania wody i przeszkód przeciwpowodziowych zmniejsza wysokość powodzi i zmniejsza erozję.
Stawy i zbiorniki
Zbiorniki retencyjne i zbiorniki na wodę można zdefiniować jako zbiorniki wodne budowane przez społeczności i przydomowe, napełniane wodami opadowymi, infiltracją wód gruntowych lub spływem powierzchniowym. Zwykle są otwarte, a zatem narażone na wysokie poziomy parowania. Mogą być wielką pomocą dla rolników, pomagając im przezwyciężyć okresy suszy. Mogą jednak promować choroby przenoszone przez wektory, takie jak malaria czy schistosomatoza .
Zbiorniki retencyjne są przeznaczone do tymczasowego wychwytywania wód powodziowych i nie pozwalają na trwałe gromadzenie się wody, a zatem nie stanowią opłacalnych lub niezawodnych źródeł magazynowania wody. Zbiorniki retencyjne są podobne do zbiorników retencyjnych do zarządzania ochroną przeciwpowodziową, ale są budowane w celu stałego gromadzenia w celu kontrolowania osadów i zanieczyszczeń w wodach powodziowych.
Tamy i zbiorniki wodne
W przeszłości duże tamy były często celem działań związanych z magazynowaniem wody. Wiele dużych zapór i ich zbiorników przyniosło znaczące korzyści społeczne i gospodarcze. Na przykład wysoka tama w Asuanie w Egipcie , zbudowana w latach 60., chroniła naród przed suszami i powodziami oraz dostarczała wodę do nawadniania około 15 milionów hektarów. Jednak tamy mogą mieć również ogromne negatywne skutki. Ponieważ osady są uwięzione przez Wysoką Zaporę Asuańską, Nil nie dostarcza już składników odżywczych w dużych ilościach do równiny zalewowej . To się zmniejszyło żyzność gleby i zwiększone zapotrzebowanie na nawozy. Woda przechowywana w tamach i zbiornikach może być uzdatniana do picia, ale w przeszłości ze względu na niskie podatki i wysokie ceny wody w USA tamy wodociągowe nie były w stanie osiągnąć zamierzonych poziomów działania. Ze względu na zwiększoną powierzchnię wody, którą tworzą tamy, ogromne ilości wody są tracone w wyniku parowania , znacznie więcej niż to, co zostałoby utracone z rzeki, która płynęła w jej miejscu.
Zbiorniki do sadzenia
Rolnictwo zasilane deszczem stanowi 80% światowego rolnictwa. Wielu z 852 milionów biednych ludzi na świecie żyje w tych częściach Azji i Afryki, których uprawa jest uzależniona od opadów deszczu . Wraz ze liczby ludności na świecie potrzeba będzie więcej żywności, ale zmienność klimatu prawdopodobnie utrudni rolnictwo. Szereg magazynów wody może pomóc rolnikom przezwyciężyć okresy suszy, które w przeciwnym razie spowodowałyby niepowodzenie ich upraw. Badania terenowe wykazały skuteczność magazynowania wody na małą skalę. Na przykład wykorzystanie małych basenów do „zbierania” wody w Zimbabwe wykazano, że zwiększają plony kukurydzy, niezależnie od tego, czy opady są obfite, czy rzadkie. W Nigrze doprowadziły one do trzy- lub czterokrotnego wzrostu plonów prosa.
.jpg)
Zanieczyszczenie
Od 2010 roku zgłoszono, że prawie połowa światowej populacji jest uzależniona od przechowywania wody w domu z powodu braku odpowiednich sieci wodociągowych. Wiele domowych rozwiązań zaimprowizowano z dostępnych materiałów. Sugerowano, że brak odpowiednich narzędzi i sprzętu do budowy prowadzi do tego, że system jest bardziej podatny na zanieczyszczenia ze strony środowiska i użytkowników.
Wspólne czynniki
- Materiały dachowe: W niektórych częściach świata jako materiał dachowy stosuje się niepowlekane ołowiane obróbki blacharskie. W badaniu przeprowadzonym w Australii w latach 2005-2006 naukowcy odkryli, że magazynowanie wody deszczowej na miejscu było bardziej kwaśne i zawierało podwyższone poziomy metali ciężkich.
- Mycie rąk: Gdy woda jest przechowywana w zbiornikach do spożycia, mycie rąk może stać się czynnikiem, jeśli zbiornik nie ma odpowiedniego systemu kranowego lub jeśli brakuje edukacji na temat zagrożeń związanych z używaniem rąk do picia wody. W badaniu z 2009 roku stwierdzono, że zbiorniki wodne w Tanzanii zawierały o 140-180% więcej bakterii wskaźnikowych kału niż woda, w którą były dostarczane.
- Odpływ nawozu
Typowe zagrożenia
- fluoroza
- Zatrucie arszenikiem
- Bakterie i inne zanieczyszczenia organiczne
Odkażenie
W przypadku zanieczyszczenia zbiornika na wodę lub cysterny, należy podjąć następujące kroki w celu regeneracji zbiornika lub cysterny, jeśli są nienaruszone konstrukcyjnie. Dodatkowo zaleca się czyszczenie zbiorników w ciągłej eksploatacji co pięć lat, aw przypadku użytkowania sezonowego raz w roku.
- Wyczyść: Opróżnij zbiornik(y) z wszelkich pozostałych płynów, upewniając się, że wszystkie niebezpieczne płyny zostały zebrane i odpowiednio usunięte. Następnie wyszoruj wnętrze zbiornika mieszaniną detergentu i gorącej wody.
- Dezynfekcja: Napełnij zbiornik czystą wodą do jednej czwartej. Wsypać do zbiornika 80 gramów granulowanego podchlorynu wapnia o wysokiej wytrzymałości (HSCH) na każde 1000 litrów całkowitej pojemności zbiornika. Napełnij całkowicie zbiornik czystą wodą, zamknij pokrywę i odstaw na 24 godziny.
- Płukanie: Po 24 godzinach przebywania roztworu chloru w zbiorniku należy przepłukać/opróżnić zbiornik. Nie spuszczać zbiornika do szamba lub sąsiedniego zbiornika wód powierzchniowych. Kontynuuj płukanie, aż ścieki będą czyste i nie będzie wyczuwalny zapach chloru.
- Test: Po dokładnym wypłukaniu zbiornika magazynowego należy sprawdzić, czy nie ma pozostałości wolnego chloru, aby upewnić się, że jest on niewykrywalny. Po uzyskaniu niewykrywalnych resztek chloru należy pobrać próbki wody operacyjnej i konserwacyjnej (O&M) z całkowitą liczbą bakterii z grupy coli .
Jeżeli wyniki badań są ujemne dla bakterii, wodę pitną uznaje się za zdatną do spożycia i picia.