Il bisogno crescente di soluzioni acqua decentrate

I sistemi di riutilizzo delle acque urbane sono sotto immensa tensione. L'infrastruttura di invecchiamento, la crescita della popolazione nelle regioni aride e semiaride, e i modelli climatici sempre più imprevedibili stanno costringendo i gestori dell'acqua a guardare oltre le strategie di aumento della pressione tradizionale.

Componenti fondamentali di un moderno sistema di riutilizzo delle acque piovane

I moderni sistemi di riutilizzo delle acque piovane sono assemblati in modo da superare la semplice canna a pioggia, progettati per catturare, trasmettere, trattare, immagazzinare e distribuire acqua piovana per usi specifici.

Cattura e convenienza

Il tetto di un edificio è la superficie di cattura più comune e pratica. La quantità e la qualità dell'acqua raccolta dipendono fortemente dal materiale del tetto, dalla pendenza e dalla superficie. I tetti in metallo, ardesia e piastrelle sono preferiti in quanto sono meno probabili per legare i contaminanti. Il sistema di trasporto, tipicamente grondaie e downspout, deve essere correttamente dimensionato per gestire l'intensità delle precipitazioni locali e tenuto libero da detriti come foglie, goccioli, caduta dei sedimenti critici e sedimenti.

Conservazione e pre-trattamento

I materiali comunemente includono polietilene, vetroresina, cemento armato e acciaio inossidabile. La scelta del materiale e della posizione influisce sulla temperatura dell'acqua, sul potenziale di crescita delle alghe e sui requisiti di carico strutturale. Prima che l'acqua entri nella cisterna, la pre-filtrazione viene utilizzata per rimuovere sedimenti e detriti grossolani.

Trattamento avanzato e distribuzione

Per applicazioni non posizionabili come il lavaggio del bagno, l'irrigazione e il trucco della torre di raffreddamento, il trattamento include tipicamente la filtrazione fine seguita dalla disinfezione. La filtrazione media (sabbia o antracite) o la filtrazione delle cartucce (5-50 micron) rimuove la materia di particolato rimanente.

Progettazione e dimensionamento per massima efficienza

Un sistema di acque piovane di scarsa concezione può essere una delusione costosa. Un'ingegneria adeguata richiede un'analisi rigorosa dei dati climatici locali, delle caratteristiche di cattura e della domanda di utilizzo finale per garantire che il sistema funzioni in modo efficiente e fornisce un ritorno favorevole sugli investimenti.

Analisi dell'equilibrio idrico

Il modello utilizza dati storici sulle precipitazioni per stimare il volume d'acqua che può essere raccolto ogni mese. Sul lato dell'offerta, il calcolo include l'area di cattura, un coefficiente di discarica (tipicamente da 0,8 a 0,95 per i tetti di riserva), e l'efficienza del filtro. Sul lato della domanda, il modello rappresenta il volume di acqua necessaria per l'irrigazione, il lavaggio dei servizi igienici, o altri usi previsti.

Ottimizzazione del volume e della configurazione di Cistern

Un serbatoio più grande cattura più acqua e fornisce una maggiore sicurezza di stoccaggio, ma aumenta i costi e l'impronta spaziale. La dimensione ottimale bilancia la spesa di capitale contro il valore dell'acqua comunale salvato. Per molte applicazioni commerciali e residenziali, una cisterna dimensionata per contenere il 10-20 per cento della domanda annuale di acqua fornisce un equilibrio pratico, cattura una significativa frazione di precipitazioni senza costi eccessivi. Nelle regioni con diverse stagioni umide e secche, è necessario un più grande deposito

Quantificare l'impatto sulla domanda idrica comunale

La capacità di riutilizzo delle acque piovane per ridurre l'affidabilità alle forniture municipali è ben documentata. Il grado di impatto dipende dalla posizione geografica, dal design del sistema e dalle specifiche utilizzazioni dell'acqua che vengono spostate.

Potenziale sostituzione dell'acqua

In un tipico edificio commerciale per uffici o multifamiglia complesso residenziale, usi non potabili dell'acqua come il water-scalamento, il lavaggio delle urine, l'irrigazione del paesaggio e il trucco della torre di raffreddamento HVAC possono spiegare il 40 al 60 per cento della domanda totale dell'acqua.

Performance documentata e studi di casi

Gli studi di sistemi di acque piovane residenziali nel ] Stati Uniti sud-ovest] hanno mostrato riduzioni della domanda di acqua comunale del 30 al 50 per cento per le famiglie che utilizzano l'acqua raccolta per l'irrigazione del paesaggio. In ambienti urbani densi come Tokyo e Singapore, edifici commerciali con sistemi di acqua piovana integrati riportano risparmi del 20 al 40 per cento sulle loro esigenze di fiducia non-potabili.

Vantaggi secondari per le infrastrutture urbane

Oltre alla conservazione diretta dell'acqua, i sistemi di riutilizzo delle acque piovane offrono notevoli vantaggi che migliorano la proposizione del valore per i comuni e i proprietari di proprietà, spesso così comprensivi di risparmio idrico.

Gestione delle tempeste e Mitigazione delle inondazioni

Lo sviluppo urbano sostituisce superfici permeabili con tetti e pavimentazioni impervi, generando grandi volumi di deflusso di acqua di tempesta che sovrasta i sistemi di drenaggio e causa di inondazione. La raccolta di acqua piovana agisce come una forma di controllo di sorgente, catturando le precipitazioni che altrimenti sarebbero distrutte.

Vantaggi dei costi energetici e del ciclo di vita

Trattando e distribuendo l'acqua è un processo di energia intensiva. I sistemi di acqua comunale pompano l'acqua su lunghe distanze e attraverso processi di sollevamento, che rappresentano una parte significativa del consumo di energia elettrica della città. I sistemi di riutilizzo di Rainwater trattano l'acqua localmente, riducendo drasticamente l'energia richiesta per gallone consegnato. I costi energetici sono più elevati quando l'acqua piovana sostituisce l'acqua potabile per usi non potabile.

Nonostante i loro evidenti benefici, l'adozione diffusa dei sistemi di riutilizzo delle acque piovane deve affrontare barriere reali, affrontando queste sfide è essenziale per sbloccare il pieno potenziale di questa tecnologia.

Codici di salute pubblica e standard di qualità dell'acqua

Il più grande ostacolo per qualsiasi sistema di riutilizzo dell'acqua è garantire che non compromette la salute pubblica. I regolamenti per i sistemi di acqua piovana variano ampiamente. Alcuni stati, come il Colorado, storicamente hanno posto limitazioni severe sulla raccolta delle acque piovane, mentre altri, come il Texas e la California, hanno attivamente promosso con linee guida chiare.

Manutenzione e Affidabilità del sistema

I sistemi di manutenzione trascurati possono diventare fonti di odori fallimentari, la crescita batterica e l'allevamento di zanzare. I compiti di manutenzione di routine includono ispezioni e pulizia di grondaie e downspout, la compensazione di divergenti di primo flusso, il controllo e la sostituzione di prefiltri, ispezionare la cisterna per l'accumulo di sedimenti e l'integrità strutturale, e la manutenzione di proprietari qualificati

Driver per la politica e il mercato per l'adozione di Widespread

Per il riutilizzo delle acque piovane, passare da una pratica di nicchia a una componente standard dell'infrastruttura urbana, sono necessarie politiche di sostegno e meccanismi di mercato.

Incentivi finanziari e strutture di abbattimento

I costi di investimento in anticipo sono un deterrente importante per molti proprietari di proprietà. I programmi di abbattimento che offrono un importo fisso di dollaro per gallone di capacità di cisterna o per piede quadrato di area di cattura possono migliorare significativamente l'economia di un progetto. Le città come Tucson, Arizona, e Santa Fe, Nuovo Messico, offrono generosi sconti per impianti di raccolta di acqua piovana sono stimolati anche da programmi di rimbocco più bassi nel paese, avendo incentivato migliaia di costi di impianti di stato di stato.

Standard edili verdi e codici

I sistemi di certificazione per edifici verdi come LEED (Leadership in Energy and Environmental Design) e Living Building Challenge premiano i crediti per l'efficienza dell'acqua e il riutilizzo dell'acqua in loco. Questo ha spinto l'adozione nel mercato degli edifici commerciali ad alte prestazioni. Più in modo significativo, alcuni comuni si stanno muovendo verso i mandati. San Francisco richiede tutti i nuovi edifici su una certa dimensione per installare sistemi di riutilizzo dell'acqua in loco, tra cui la raccolta delle acque piovane.

Outlook strategico per la resilienza urbana dell'acqua

Il riutilizzo delle acque reflue non è una soluzione indipendente per le sfide globali dell'acqua, ma è uno strumento potente e sottoutilizzato nel portafoglio di gestione integrata dell'acqua. Quando combinato con misure di efficienza dell'acqua, riciclaggio delle acque grigie e tecnologie intelligenti della rete, la raccolta delle acque piovane può contribuire a creare comunità di sicurezza dell'acqua, di resilienza del clima.