ارزیابی عملکرد سطوح آبگیر پشت بام ساختمان های مسکونی در تأمین نیاز غیرشرب ساکنین در شهرهای ساحلی کشور

فصلنامه علمی مهندسی منابع آب

مقاله 1، دوره 6، شماره 19، بهمن و اسفند 1392، صفحه 1-16   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

محمد حسین رشیدی مهرآبادی^{* 1}؛ بهرام ثقفیان²؛ محمد صادق صادقیان³

¹دانشجوی دکتری مهندسی عمران - آب، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران

²استاد گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران

³استادیار گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران مرکزی

تاریخ دریافت: 10 اسفند 1392،  تاریخ پذیرش: 10 اسفند 1392 

چکیده

به دلیل کمبود منابع آب قابل شرب و آلودگی­های زیست محیطی آبهای زیرزمینی، و همچنین افزایش میزان تقاضا از منابع آب به دلیل رشد جمعیت، بسیاری از شهرهای ایران، بویژه شهرهای ساحلی، در تأمین آب با دشواری­هایی روبرو می‌باشند. جمع‌آوری آب‌ باران از سطح پشت بام ساختمان­های مسکونی در شهرها و روستاها برای مصارف شرب و غیر شرب راه حلی عملی در کاهش بحران فزاینده تأمین آب برای شهروندان است. از آن‌جایی که سطح وسیعی از مساحت غیر قابل نفوذ شهرها را پشت بام ساختمان­های مسکونی تشکیل می‌دهد، حجم آب باران استحصالی از سطح پشت بام قابل توجه بوده و می‌تواند به عنوان یک جایگزین ارزشمند، یا یک منبع آب کمکی، باشد. در این تحقیق با شبیه­سازی سطوح آبگیر پشت بام ساختمان­های مسکونی در برنامه‌ی Matlab  برای سطح پشت بامهای 100، 200 و 300 مترمربعی  در شهرهای ساحلی رشت، گرگان، بوشهر و بندرعباس، و بر اساس آمار بارندگی روزانه به مدت 50 سال برای هر چهار شهر، به تحلیل تأمین نیاز آبی روزانه‌ی ساکنین از طریق جمع­آوری آب باران در مخازن پرداخته شد.  با توجه به نتایج این تحقیق می‌توان بیان داشت که اگر حجم مخازن و نیاز غیر شرب روزانه ساکنین بر اساس وضعیت فیزیکی ساختمان و شرایط آبشناسی محاسبه شوند، ذخیره‌سازی آب باران در مخازن به حداکثر رسیده و تعداد روزهای بیشتری برای تأمین نیاز غیر شرب ساکنین از طریق جمع‌آوری آب باران فراهم می­شود. در رشت، برای حجم مخازن بزرگ و کوچک به ترتیب در 70% و 50%  کل روزهای سال، حداقل 75%  نیازهای غیر شرب روزانه ساکنین تعیین شده قابل تأمین است. همچنین برای شهر گرگان به همان ترتیب 39% و 32% ، و برای بوشهر 15% و 11%، و برای بندرعباس 10% و 7%  کل روزهای سال قابل تأمین است.

کلیدواژه‌ها

سطوح آبگیر؛ شرایط آبشناسی؛ مخازن ذخیره‌ساز آب باران؛ نیاز غیر شرب روزانه

عنوان مقاله [English]

Performance Evaluation of Rainwater Harvesting on the Rooftops of Residential Buildings to Enhance Non-potable Water Demand in the Coastal Cities of Iran

نویسندگان [English]

M.H R¹؛ B. S²؛ M.S S³

چکیده [English]

Due to potable water shortage, groundwater pollution and an increase in water demand as a result of population growth, many Iranian communities, especially the coastal cities, are facing water crisis. Rainwater collection from the rooftops of residential buildings in towns and villages for non-potable water and greenery irrigation demand would be a practical solution to reduce the growing crisis of water supply for citizens. As the wide examples of  ​impervious surfaces of cities are formed by the rooftops, the volume of rainwater harvested from the area is significant, which could be considered as a valuable alternative in water resources management. The rooftop rainwater harvesting system and the water tanks’ performance for storage and enhancement of daily non-potable water demand were analyzed in residential buildings in four coastal cities, namely Rasht, Gorgan, Bushehr and Bandar Abbas. Results of this study showed that if the tanks’ volume and daily non-potable water demand of residents calculated based on the physical and hydrological conditions of buildings, then rainwater storage in them would reach its maximum and the water demand. Large and small tanks could supply satisfied for a longer time. At least 75% of the non-potable water demand in 70 and 50 percent of the year, respectively in the City of Rasht. This will be 39% and 32% for the City of Gorgan, 15% and 11% for the City of Busher, and 10% and 7% for the City of Bandar Abbas.

کلیدواژه‌ها [English]

Rainwater harvesting, hydrological conditions, rain water storage tanks, daily non-potable demand

مراجع

1. دفتر تحقیقات و معیارهای فنی،د مبانی و ضوبط طراحی طرح های آبرسانی شهری، نسشریه شماره 13-117، سازمان برنامه و بودجه، 1371
2 . شرکت های رایانه ای آناهیتا و ایده های نرم افزاری مینو، تحقیقات و ساماندهی تقاضا و طراحی و اجرای مدل، ویرایش هشتم، فرودین 1391.
3. Abdulla, F.A., and A.W. Al-Shareef.
2009. Roof rainwater harvesting systems
for household water supply in Jordan. J.
Desalin. 243: 195-207.
4. Campisano, A., and C. Modica. 2012.
Optimal sizing of storage tanks for
domestic rainwater harvesting in Sicily.
J. Resour. Conserv. Recycl. 63: 9-16.
5. Eroksuz, E., and A. Rahman. 2010.
Rainwater tanks in multi-unit buildings:
A case study for three Australian cities. J.
Resour. Conserv. Recycl. 54: 1449-1452.
6. Ghisi, E., D.L. Bressan, and M. Martini.
2007. Rainwater tank capacity and
potential for potable water savings by
using rainwater in the residential sector
of southeastern Brazil. J. Build. Environ.
42: 1654-1666.
7. Imteaz, M.A., A. Shanableh, A. Rahman,
and A. Ahsan. 2011 (a). Optimization of
rainwater tank design from large roofs: A
case study in Melbourne, Australia. J.
Resour. Conserv. Recycl. 55: 1022-1029.
8. Imteaz, M.A., A. Ahsan, J. Naser, and A.
Rahman. 2011 (b). Reliability analysis of
rainwater tanks in Melbourne using daily
water balance model. J. Resour. Conserv.
Recycl. 56: 80-86.
9. Imteaz, M.A., O.B. Adeboye, S.
Rayburg, and A. Shanableh. 2012.
Rainwater harvesting potential for
southwest Nigeria using daily water
balance model. J. Resour. Conserv.
Recycl. 62: 51-55.
10. Jones, M.P., and W.F. Hunt. 2010.
Performance of rainwater harvesting
systems in the southeastern United
States. J. Resour. Conserv. Recycl. 54:
623-629.
11. Kahinda, J.M., A.E. Taighenu, and J.R.
Boroto. 2007. Domestic rainwater
harvesting to improve water supply in
rural South Africa. J. Phys. Chem. Earth.
32: 1050-1057.
12. Palla, A.,I. Gnecco, and L.G. Lanza.
2011. Non-dimensional design
parameters and performance assessment
of rainwater harvesting systems. J.
Hydrol. 401: 65-76.
13. Rahman, A., J. Keanea, M.A. Imteaz.
2012. Rainwater harvesting in Greater
Sydney: Water savings, reliability and
economic benefits. J. Resour. Conserv.
Recycl. 61: 16- 21.
14. Rashidi Mehrabadi, M.H., B. Saghafian,
and F. Haghighi Fashi. 2013. Assessment
of residential rainwater harvesting
efficiency for meeting non-potable water
demands in three climate conditions. J.
Resour. Conserv. Recycl. 73: 86-93.
15. Song, J., M. Han, T. Kim, and J. Song.
2008. Rainwater harvesting as a
sustainable water supply option in Banda
Aceh. J. Desalin. 248: 233-240.
16. Sturm, M., M. Zimmermann, K. Schütz,
W. Urban, and H. Hartung. 2009.
Rainwater harvesting as an alternative
water resource in rural sites in central
northern Namibia. J. Phys. Chem. Earth.
34: 776–785.
17. Su, M.D., C.H. Lin, L.F. Chang, J.L.
kang, and M.C. Lin. 2009. A
probabilistic approach to rainwater
harvesting systems design and
evaluation. J. Resour. Conserv. Recycl.
53: 393-399.
18. Vialle, C., C. Sablayrolles, M. Lovera,
M.C. Huau, S. Jacob, and M.
Montrejaud-Vignoles. 2012. Water
15
quality monitoring and hydraulic
evaluation of a household roof runoff
harvesting system in France. J. Water
Resour. Manage. 26: 2233-2241.