Хранение воды

Хранение воды — это широкий термин, обозначающий хранение как питьевой воды для потребления, так и непитьевой воды для использования в сельском хозяйстве. Как в развивающихся странах , так и в некоторых развитых странах, расположенных в тропическом климате, существует необходимость хранить питьевую воду в засушливый сезон . При в сельском хозяйстве хранении воды вода хранится для последующего использования в природных источниках воды, таких как водоносные горизонты подземных вод , почвенные воды , естественные водно-болотные угодья и небольшие искусственные пруды, резервуары и резервуары за крупными плотинами. Хранение воды сопряжено с множеством потенциальных проблем независимо от назначения этой воды, включая загрязнение органическими и неорганическими средствами. ^[1]

Типы

Подземные воды

Грунтовые воды располагаются под поверхностью земли, в поровых пространствах почвы и в трещинах пород горных . Единица породы или рыхлое месторождение называется водоносным горизонтом, если она может дать полезное количество воды. Глубина, на которой поры почвы или трещины и пустоты в породе полностью насыщаются водой, называется уровнем грунтовых вод . Существует два основных типа водоносных горизонтов: Ненапорный водоносный горизонт – это место, где поверхность не ограничена непроницаемыми скалами, поэтому уровень грунтовых вод находится при атмосферном давлении. В напорном водоносном горизонте верхняя поверхность воды перекрыта слоем непроницаемой породы, поэтому грунтовые воды находятся под давлением. ^[2]

Водоносные горизонты получают воду двумя путями: один из осадков, стекающих через ненасыщенную зону почвенного профиля, и два из озер и рек. ^[2] Когда уровень грунтовых вод достигает своей емкости или вся почва полностью насыщена водой, уровень грунтовых вод достигает поверхности земли, где вода сбрасывается в виде родников или просачиваний . ^[2]

Также возможно искусственно пополнять водоносные горизонты (с помощью скважин), например, с помощью системы хранения и восстановления водоносных горизонтов (ASR).

Влажность почвы

Грунтовые воды хранятся в двух зонах: одна из них — зона насыщения или водоносный горизонт , а другая — поровое пространство ненасыщенной почвы непосредственно под поверхностью земли. Влажность почвы — это вода, удерживаемая между частицами почвы в корневой зоне ( ризосфере ) растений, обычно в верхних 200 см почвы. Запасы воды в профиле почвы чрезвычайно важны для сельского хозяйства, особенно в местах, где выращивание растений зависит от осадков. Например, в Африке на неорошаемое земледелие приходится 95% обрабатываемых земель. ^[3]

водно-болотные угодья

Водно-болотные угодья охватывают границу раздела поверхность/подповерхность, храня воду в разное время в виде грунтовых вод, почвенной влаги и поверхностных вод. Это жизненно важные экосистемы, которые поддерживают дикую природу и выполняют ценные экосистемные услуги , такие как защита от наводнений и очистка воды. Они также обеспечивают средства к существованию миллионам людей, живущих внутри и вокруг них. Например, дельта реки Внутренний Нигер в зоне Западного Сахеля обеспечивает жизнь более миллиона человек, которые зарабатывают себе на жизнь рыбаками, скотоводами или фермерами, используя ежегодный подъем и падение уровня воды в реке и ее поймах. ^[4]

Водно-болотные угодья представляют собой губки, которые улавливают и медленно выпускают большое количество дождевых, талых снегов, грунтовых и паводковых вод. Деревья и другая растительность водно-болотных угодий замедляют скорость паводковых вод и более равномерно распределяют их по водно-болотным угодьям. Сочетание увеличения запасов воды и паводковых вод препятствует снижению высоты паводков и уменьшению эрозии. ^[5]

Пруды и резервуары

Резервуары для сбора воды и резервуары для воды можно определить как общественные и бытовые хранилища воды, заполняемые дождевой водой, инфильтрацией грунтовых вод или поверхностными стоками . Они обычно открыты и поэтому подвержены высокому уровню испарения. Они могут оказать большую помощь фермерам в преодолении засушливых периодов. Однако они могут способствовать распространению трансмиссивных заболеваний, таких как малярия или шистосомоз . ^[6]

Резервуары для сбора воды предназначены для временного сбора паводковых вод и не позволяют постоянно накапливать воду и, следовательно, не являются жизнеспособными и надежными источниками хранения воды. ^[7] Отстойники похожи на отстойники для борьбы с наводнениями, но построены для постоянного накопления воды для контроля отложений и загрязняющих веществ в паводковых водах. ^[8]

Плотины и водохранилища

В прошлом большие плотины часто оказывались в центре внимания по хранению воды. Многие крупные плотины и их водохранилища принесли значительные социальные и экономические выгоды. Например, Асуанская плотина в Египте , построенная в 1960-х годах, защитила страну от засухи и наводнений и обеспечивает водой, используемой для орошения около 15 миллионов гектаров. Однако плотины могут иметь и серьезные негативные последствия. Поскольку отложения задерживаются Асуанской плотиной, Нил больше не доставляет питательные вещества в больших количествах в пойму . Это снизило плодородие почвы и увеличило потребность в удобрениях. ^[9] Воду, хранящуюся в плотинах и водохранилищах, можно перерабатывать в питьевую воду, но в прошлом из-за плохого налогообложения и высоких цен на воду в США плотины водоснабжения не могли достичь запланированного уровня эксплуатации. ^[10] Из-за увеличения площади водной поверхности, создаваемой плотинами, огромное количество воды теряется в результате испарения , гораздо больше, чем было бы потеряно из реки, протекавшей на ее месте. ^[10]

Посадочные бассейны

Неорошаемое земледелие составляет 80% мирового сельского хозяйства. Многие из 852 миллионов бедных людей в мире живут в некоторых частях Азии и Африки, где выращивание продовольственных культур зависит от осадков . По мере роста населения планеты потребуется больше продовольствия, но изменчивость климата , вероятно, затруднит ведение сельского хозяйства. Ряд резервуаров для воды может помочь фермерам преодолеть засушливые периоды, которые в противном случае могли бы привести к гибели урожая. Полевые исследования показали эффективность небольших водохранилищ. Например, было доказано, что использование небольших посадочных бассейнов для «сбора» воды в Зимбабве повышает урожайность кукурузы независимо от того, обильны или скудны осадки. В Нигере они привели к увеличению урожайности проса в три-четыре раза. ^[11]

Загрязнение

По состоянию на 2010 год сообщалось, что почти половина населения мира зависит от домашнего хранения воды из-за отсутствия адекватных сетей водоснабжения. ^[12] Многие домашние решения были импровизированы из доступных материалов. Было высказано предположение, что отсутствие надлежащих инструментов и оборудования для строительства приводит к тому, что система с большей вероятностью будет сдерживать нарушения, что делает их более восприимчивыми к загрязнению со стороны окружающей среды и пользователей. ^[12]

Общие факторы

Кровельные материалы: ^[13] В некоторых частях мира в качестве кровельного материала используется свинцовый отлив без покрытия. В ходе исследования, проведенного в Австралии в 2005–2006 годах, исследователи обнаружили, что дождевая вода в хранилищах на месте была более кислой и содержала повышенный уровень тяжелых металлов. ^[13]
Мытье рук: Когда вода хранится в резервуарах для потребления, мытье рук может стать важным фактором, если в резервуаре нет надлежащей системы кранов или если отсутствует информированность о рисках, связанных с использованием рук для потребления воды. Исследование 2009 года показало, что в резервуарах для воды в Танзании содержится на 140–180% больше фекальных индикаторных бактерий, чем в воде, которой они подавались. ^[12]
Сток удобрений ^[14]

Общие риски

флюороз
мышьяком Отравление
Бактерии и другие органические загрязнители

Обеззараживание

В случае загрязнения резервуара для воды или цистерны необходимо предпринять следующие шаги для утилизации резервуара или цистерны, если они структурно неповреждены. Дополнительно рекомендуется очищать резервуары при постоянном использовании каждые пять лет, а при сезонном использовании – ежегодно. ^[15]

Очистка: слейте из резервуара(ов) оставшуюся жидкость, убедившись, что все опасные жидкости собраны и подлежат правильной утилизации. Затем очистите внутреннюю часть резервуара моющим средством и смесью горячей воды. ^[16]
Дезинфекция: Наполните резервуар на четверть чистой водой. Насыпьте в резервуар 80 граммов гранулированного высокопрочного гипохлорита кальция (HSCH) на каждые 1000 литров общей емкости резервуара. Полностью заполните резервуар чистой водой, закройте крышку и оставьте на 24 часа. ^[16]
Промывка: после того, как раствор хлора отстоится в резервуаре в течение 24 часов, промойте/опорожните резервуар для хранения. Не сливайте резервуар в септическую систему или прилегающий поверхностный водоем. Продолжайте промывать до тех пор, пока сточные воды не станут прозрачными и не будет обнаружено запаха хлора. ^[15]
Тест: После тщательной промывки резервуара для хранения проверьте наличие остаточного свободного хлора, чтобы убедиться, что он не обнаруживается. После получения необнаружимого остаточного хлора соберите для эксплуатации и технического обслуживания (ЭиТО) с общим количеством колиформных бактерий . пробы воды ^[15]

Если результаты теста на наличие бактерий отрицательны, питьевая вода считается безопасной для использования и питья.

См. также

Ссылки

^ Ламбин, Эрик Ф.; Тран, Аннелиза; Ванвамбеке, Софи О.; Линард, Кэтрин; Соти, Валери (2010). «Патогенные ландшафты: взаимодействие между землей, людьми, переносчиками болезней и животными-хозяевами» . Международный журнал географии здравоохранения . 9:54 . doi : 10.1186/1476-072X-9-54 . ПМЦ 2984574 . ПМИД 20979609 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с «Грунтовые воды» (PDF) . EPA.gov.
^ Поиск способов повышения производительности и сокращения бедности за счет улучшения управления водными ресурсами в Африке. Истории успеха, выпуск 4, 2010 г., IWMI .
^ Проект водно-болотных угодий и сокращения бедности , Wetlands International, 12-2005.
^ «Почему водно-болотные угодья так важны?» . EPA.gov.
^ Алемайеху, Т.; Хе-Эбиё, Ю.; Гебреисус, Т.А.; Виттен, КХ; Босман, А.; Теклехайманот, А. (1998). «Малярия, шистосомоз и кишечные гельминты в связи с микроплотинами в Тыграе, северная Эфиопия». Паразитология . 40 (3): 259–67. ПМИД 10376281 .
^ «Информационный бюллетень о практике управления прудом-отстойником» (PDF) . Заповедник округа Дофин.
^ «Лучшие методы управления ливневыми стоками» (PDF) . Заповедник округа Ларами. Архивировано из оригинала (PDF) 24 октября 2018 г. Проверено 25 апреля 2018 г.
^ Маккартни, М. и Смахтин, В. Blue Paper. Хранение воды в эпоху изменения климата: решение проблемы увеличения изменчивости осадков. Архивировано 4 марта 2016 г. в Wayback Machine , IWMI.
^ Jump up to: ^а ^б «Плотины и водохранилища» . Массачусетский технологический институт «Вода для всех».
^ Разнообразные источники воды являются ключом к продовольственной безопасности: отчет , Reuters, 5 сентября 2010 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с Пикеринг, Эми Дж.; Дэвис, Дженнифер; Уолтерс, Сара П.; Хорак, Хелена М.; Кеймер, Дэниел П.; Муси, Дуглас; Стрикфаден, Рашель; Чиновет, Джошуа С.; Лю, Джесси (01 мая 2010 г.). «Руки, вода и здоровье: фекальное загрязнение в общинах Танзании с улучшенными несетевыми системами водоснабжения». Экологические науки и технологии . 44 (9): 3267–3272. Бибкод : 2010EnST...44.3267P . дои : 10.1021/es903524m . ISSN 0013-936X . ПМИД 20222746 .
^ Jump up to: ^а ^б Кашмири, СВ; Хочкисс, Р.Д. (сентябрь 1975 г.). «Исследование пневмококковых меродиплоидов на молекулярном уровне» . Генетика . 81 (1): 9–19. дои : 10.1093/генетика/81.1.9 . ПМЦ 1213391 . ПМИД 1324 .
^ Виггинтон, Николас С. (18 сентября 2015 г.). «Загрязнение воды удобрениями» . Наука . 349 (6254): 1297–1298. Бибкод : 2015Sci...349.1297W . дои : 10.1126/science.349.6254.1297-g . ISSN 0036-8075 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с Программа CDC штата Мэн по питьевой воде (октябрь 2017 г.). Очистка, дезинфекция и промывка резервуаров для хранения питьевой воды в малых общественных системах водоснабжения (PDF) (Отчет). Огаста, Мэн, США: Центр по контролю и профилактике заболеваний штата Мэн.
^ Jump up to: ^а ^б «Очистка и дезинфекция резервуаров и цистерн для хранения воды» (PDF) . Всемирная организация здравоохранения .

Внешние ссылки

Международный институт управления водными ресурсами (IWMI): Домашняя страница

[1] Ламбин, Эрик Ф.; Тран, Аннелиза; Ванвамбеке, Софи О.; Линард, Кэтрин; Соти, Валери (2010). «Патогенные ландшафты: взаимодействие между землей, людьми, переносчиками болезней и животными-хозяевами» . Международный журнал географии здравоохранения . 9:54 . doi : 10.1186/1476-072X-9-54 . ПМЦ 2984574 . ПМИД 20979609 .

[EPAGW-2] Jump up to: ^а ^б ^с «Грунтовые воды» (PDF) . EPA.gov.

[3] Поиск способов повышения производительности и сокращения бедности за счет улучшения управления водными ресурсами в Африке. Истории успеха, выпуск 4, 2010 г., IWMI .

[4] Проект водно-болотных угодий и сокращения бедности , Wetlands International, 12-2005.

[5] «Почему водно-болотные угодья так важны?» . EPA.gov.

[6] Алемайеху, Т.; Хе-Эбиё, Ю.; Гебреисус, Т.А.; Виттен, КХ; Босман, А.; Теклехайманот, А. (1998). «Малярия, шистосомоз и кишечные гельминты в связи с микроплотинами в Тыграе, северная Эфиопия». Паразитология . 40 (3): 259–67. ПМИД 10376281 .

[7] «Информационный бюллетень о практике управления прудом-отстойником» (PDF) . Заповедник округа Дофин.

[8] «Лучшие методы управления ливневыми стоками» (PDF) . Заповедник округа Ларами. Архивировано из оригинала (PDF) 24 октября 2018 г. Проверено 25 апреля 2018 г.

[9] Маккартни, М. и Смахтин, В. Blue Paper. Хранение воды в эпоху изменения климата: решение проблемы увеличения изменчивости осадков. Архивировано 4 марта 2016 г. в Wayback Machine , IWMI.

[Dams_and_Reservoirs-10] Jump up to: ^а ^б «Плотины и водохранилища» . Массачусетский технологический институт «Вода для всех».

[11] Разнообразные источники воды являются ключом к продовольственной безопасности: отчет , Reuters, 5 сентября 2010 г.

[:0-12] Jump up to: ^а ^б ^с Пикеринг, Эми Дж.; Дэвис, Дженнифер; Уолтерс, Сара П.; Хорак, Хелена М.; Кеймер, Дэниел П.; Муси, Дуглас; Стрикфаден, Рашель; Чиновет, Джошуа С.; Лю, Джесси (01 мая 2010 г.). «Руки, вода и здоровье: фекальное загрязнение в общинах Танзании с улучшенными несетевыми системами водоснабжения». Экологические науки и технологии . 44 (9): 3267–3272. Бибкод : 2010EnST...44.3267P . дои : 10.1021/es903524m . ISSN 0013-936X . ПМИД 20222746 .

[:1-13] Jump up to: ^а ^б Кашмири, СВ; Хочкисс, Р.Д. (сентябрь 1975 г.). «Исследование пневмококковых меродиплоидов на молекулярном уровне» . Генетика . 81 (1): 9–19. дои : 10.1093/генетика/81.1.9 . ПМЦ 1213391 . ПМИД 1324 .

[14] Виггинтон, Николас С. (18 сентября 2015 г.). «Загрязнение воды удобрениями» . Наука . 349 (6254): 1297–1298. Бибкод : 2015Sci...349.1297W . дои : 10.1126/science.349.6254.1297-g . ISSN 0036-8075 .

[:2-15] Jump up to: ^а ^б ^с Программа CDC штата Мэн по питьевой воде (октябрь 2017 г.). Очистка, дезинфекция и промывка резервуаров для хранения питьевой воды в малых общественных системах водоснабжения (PDF) (Отчет). Огаста, Мэн, США: Центр по контролю и профилактике заболеваний штата Мэн.

[:3-16] Jump up to: ^а ^б «Очистка и дезинфекция резервуаров и цистерн для хранения воды» (PDF) . Всемирная организация здравоохранения .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]