Песчаная плотина

Duration: 4 minutes and 3 seconds.4:03

Проект песчаной плотины в Эфиопии

Песчаные дамбы — это простая, недорогая и не требующая особого обслуживания воспроизводимая технология сбора дождевой воды . Они обеспечивают чистую местную воду для бытовых и сельскохозяйственных нужд и подходят для полузасушливых районов мира.

Операция

Песчаная плотина — это железобетонная стена (или аналогичная прочная и непроницаемая плотина ), построенная высотой 1–5 метров над сезонной песчаной рекой.

Во время дождя плотина удерживает за собой воду, содержащую грунт, – песок в воде опускается на дно, а ил остается во взвешенном состоянии в воде.

Исследования кенийских плотин показывают, что за каждой отдельной плотиной задерживается только от 1 до 3% дождевой воды, а остальная часть продолжает естественный поток в сторону океана. Со временем плотины заполняются песком – иногда после одного дождя или в течение 1–3 сезонов. От 25 до 40% объема удерживаемого песка на самом деле представляет собой вода.

Зрелая песчаная плотина может хранить миллионы литров воды, наполняя ее после каждого дождя, обеспечивая круглогодичное снабжение чистой водой более 1000 человек.

• 
• 
• 
• 
• 
• 

Приложение

Самая высокая концентрация песчаных плотин с самой сильной репутацией наблюдается в Кении, хотя примеры можно найти во всех полузасушливых регионах мира от Анголы до Зимбабве. Дополнительные примеры зарегистрированы в Японии, Индии, Таиланде, на юго-западе США и Бразилии.

Песчаные плотины могут быть построены в верхнем и среднем течении сезонных песчаных речных долин (также известных как вади ). Обычно песчаные дамбы строятся в переходной зоне между холмами и равнинами, где уклон русла реки составляет 0,2–4%, но в крайних случаях плотины для хранения песка возводятся на уклонах 10–16% (Nilsson 1988). Плотины должны быть построены на скальных породах или сильно уплотненных грунтах. По очевидной причине экономии материалов и рабочей силы, ручей должен быть достаточно узким, с четко выраженными и устойчивыми берегами и коренной породой или непроницаемым грунтом в пределах нескольких метров от русла ручья. Наиболее подходящими являются скалистые берега и ущелья. Дополнительные рекомендации по выбору места, проектированию и строительству песчаных дамб можно получить в организациях и в руководствах, перечисленных ниже.

Извлечение накопленной воды

Есть два простых способа:

1. Выкапывание ямки в песке. Вода естественным образом выйдет на поверхность. Отверстия, используемые для хозяйственно-бытовой воды, должны быть защищены от загрязнения домашним скотом (с помощью ограждения из акации или чего-либо подобного).
2. Труба с прорезями, закопанная в песок, которая либо проходит через стену плотины, либо подключается к простому ручному насосу, расположенному на берегу реки.

Преимущества

1. Низкая стоимость и техническое обслуживание. Песчаные дамбы являются самой дешевой из известных форм сбора дождевой воды: затраты в 3–100 раз ниже, чем у других технологий. Песчаная плотина рассчитана на срок службы более 50 лет, не требует эксплуатационных затрат и минимального обслуживания.
2. Находится в собственности и управлении сообщества. Большинство примеров песчаных плотин построены членами сообществ, которым они служат, при поддержке местных и международных агентств развития. Владение и управление сообществом являются ключом к их успешной работе.
3. Они экономят время и позволяют увеличить производство продуктов питания и посадку деревьев: в периоды засухи в полузасушливых регионах людям приходится ходить до 12 часов в день за водой, которую часто небезопасно пить. Освободившись от необходимости ходить иногда целый день за водой, фермеры могут улучшить производство продуктов питания и получать дополнительный доход.
4. Они обеспечивают чистое, безопасное и локальное круглогодичное водоснабжение в условиях дефицита воды: песок эффективно действует как большой медленный песочный фильтр , обеспечивая высокое качество питьевой воды. Поскольку вода удерживается под песком, испарение минимально, люди защищены от болезней, передающихся через воду, а комары не могут размножаться, что снижает угрозу малярии.
5. Более широкие выгоды для здравоохранения, образования и общества: В районах, где были построены песчаные дамбы, сообщества наблюдали резкое снижение заболеваний, связанных с водой, увеличение посещаемости школ и значительное увеличение доходов домохозяйств и производства продуктов питания.
6. Они меняют местную экологию: вода, удерживаемая в песке за плотиной, распространяется горизонтально, создавая постоянное повышение уровня грунтовых вод, позволяя деревьям расти естественным путем и меняя местную экологию. Плотины создают естественный буфер, который снижает угрозу, создаваемую наводнениями и засухой, и повышает устойчивость сообществ к последствиям изменения климата в полузасушливых регионах.

Практический пример: Социально-экономические усилия по развитию сообщества в Китуи, Кения

В глобальном масштабе изменение климата и его последствия оказали огромное давление на биофизические, экономические, политические и социальные системы, которые управляют существованием большинства населения Африки. (Зиррогель и др., 2009 г.)

«Ожидается, что изменение климата усугубит существующие проблемы и создаст новые комбинации рисков, особенно в Африке, где широко распространена бедность и зависимость от окружающей среды». (Зиррогель и др., 2009 г.)

Китуи — это регион в Восточной Кении, Восточная Африка, где проект песчаной плотины оказался относительно более успешным по сравнению с другими регионами, в которых были приняты такие же или подобные системы. В регионе Китуи имеется около пятисот действующих песчаных дамб, которые помогают хранить воду для жизнеобеспечения и коммерческих целей, например, для орошения, домашнего использования, а также для кормления и содержания скота. (Мауриц, 2008)

Эффективность песчаных дамб в Китуи

С учетом установки более 500 плотин в регионе не возникает сомнений в том, что эти песчаные дамбы являются основной потребностью общества. На изображении ниже показан обзор многократного использования песчаных плотин в регионе Китуи. (Лазанья, 2008 г.)

Изображение: Таблица, показывающая использование песчаных плотин в Китуи (Лазанья, 2008 г.)

Изображение 2.0: Таблица, показывающая использование песчаных плотин в Китуи (Лазанья, 2008 г.)

Благосостояние человека: - эти плотины обеспечивают водную безопасность в засушливый сезон, когда многочисленные реки и колодцы пересыхают из-за суровых условий региона. (Лазанья, 2008 г.)

Качество природы: Плотины обеспечивают водой экосистему, питая уровень грунтовых вод, поэтому деревья и флора могут процветать в прилегающих районах. (Лазанья, 2008 г.)

Продовольственная емкость: - Благодаря доступу к водным запасам многие люди занимаются натуральным и полукоммерческим сельским хозяйством, что создает источник дохода и средств к существованию для народа китуи. (Лазанья, 2008 г.)

Промышленное использование: - В более широком масштабе эти плотины обеспечивают водой промышленные мощности, поскольку отдельные лица могут заниматься экономической деятельностью, такой как производство древесного угля, изготовление корзин и кладка кирпича, что создает полустабильный источник дохода для местных жителей. (Лазанья, 2008 г.)

Препятствия для проекта песчаной плотины

На пути реализации проектов строительства песчаных плотин существует множество препятствий, но основными из них являются нерегулярность сезонов дождей, медленное финансирование, отсутствие общественных платформ для реализации проектов и их обслуживания. (Лазанья, 2008 г.)

Заключение

«Средний доход фермеров, использующих песчаные дамбы, вырос на 9000 кенийских шиллингов. (120 долларов США), при этом используется менее 3% общего стока. По оценкам, через 10 лет более 100 000 человек получат лучший доступ к воде благодаря недорогим мерам при инвестициях около 35 долларов США на душу населения». (Lasagne, 2008) Если бы в этих проектах было больше участия правительства, неправительственных организаций и более активное участие сообщества, Китуи мог бы стать всемирно известной моделью способности сельских сообществ бороться с засухой, голодом и другими последствиями изменения климата.

Организации, занимающиеся строительством песчаных плотин

• Организация развития Утуни (ранее UDO называлась «Отличное развитие», Кения)
• Sand Dams Worldwide (ранее «Excellent Development»), Великобритания
• Фонд Sahelian Solution (SASOL) в Кении
• Фонд Африканской песчаной плотины (ASDF) в Кении
• Институт Акации и Фонд RAIN
• WaterAid работает через Action Micro Barrage (Буркино-Фасо)
• Всемирное церковное обслуживание (Кения)
• Дабане Траст (Зимбабве)
• Центральный комитет меннонитов поддерживает строительство песчаных плотин в Кении, Танзании, Мозамбике
• SOS Sahel поддерживает песчаные плотины в Судане и Кении
• VSF Бельгия (Кения)
• Уорлд Вижн (Кения)

Польская гуманитарная акция строит плотины в Кении и на Мадагаскаре

Ссылки

• Мэддрелл, Саймон Р., Песчаные плотины: Практическое и техническое руководство. Отличная разработка. Июнь 2018. ISBN   978-1-9997263-0-0 Руководство по песчаной плотине
• Хат Р. и др. 2008 Влияние плотин для хранения песка на уровень грунтовых вод на примерах из Кении, Физика и химия Земли Том. 33, нет. 1–2, 56–66

Библиография

• Песчаные плотины: низкотехнологичное оружие против изменения климата, The New Scientist, 2006 г.
• Два водопада не слышат друг друга, Эрцен и др. 2009 год
• pdf Измерение и моделирование гидрологических процессов в пескохранилищах в различных пространственных масштабах, Quilis et al. 2008 год
• Эрцен М. и Хат Р. (2009). Два водопада не слышат друг друга. Плотины для хранения песка, наука и устойчивое развитие в Кении. Физика и химия Земли, части A/B/C, 34(1-2), 14-22. Проверено 30 января 2016 г.
• Хат Р., Эрцен М., Джоман Н., Верджер Н., Винсемиус Х. и Гизен Н.В. (2008). Влияние дамб для хранения песка на уровень грунтовых вод на примере Кении. Физика и химия Земли, части A/B/C, 33(1-2), 56-66. Проверено 30 января 2016 г.
• Ласаж Р., Аэртс Дж., Мутисо Г. и Врис А.Д. (2008). Потенциал для адаптации сообщества к засухе: Песчаные плотины в Китуи, Кения. Физика и химия Земли, Части A/B/C, 33(1-2), 67-73. Проверено 1 февраля 2016 г.
• Мэддрелл, Саймон Р., Песчаные плотины: Практическое и техническое руководство. Отличная разработка. Июнь 2018. ISBN   978-1-9997263-0-0 [1]
• Куилис Р.О., Хугмоед М., Эрцен М., Фоппен Дж.В., Хат Р. и Врис А.Д. (2009). Измерение и моделирование гидрологических процессов пескохранилищ в различных пространственных масштабах. Физика и химия Земли, части A/B/C, 34(4-5), 289-298. Проверено 1 февраля 2016 г.
• Вильявисенсио Г., Эспинас Р., Пальма Дж., Фури А. и Валенсуэла П. (2014). Разрушение дамб песчаных хвостохранилищ в стране с высоким уровнем сейсмичности. Канадский геотехнический журнал. Геотех. Дж., 51 (4), 449–464. Проверено 1 февраля 2016 г.
• Зиервогель Г. и Цермольо Ф. (2009). Сценарии изменения климата и разработка стратегий адаптации в Африке: вызовы и возможности. Климатические исследования Клим. Рез., 40, 133–146. Проверено 28 января 2016 г.

Внешние ссылки

• Анимация песчаной плотины
• Фонд Африканской песчаной плотины
• Организация развития Утоони
• Отличное развитие
• Песчаные плотины ResearchGate - Саймон Мэддрелл [2]
• Фотографии песчаных дамб
• Инструкция по фундаменту RAIN
• Sanddam.org
• Вода из песчаных рек
• Вода из сухих русл рек
• Искусственное подпитка (глава 6) - IRC
• Руководство по ВСФ