Экономия воды - Water conservation

Почтовая марка США 1960 года, выступающая за сохранение водных ресурсов

Водосбережения включает в себя все политики, стратегий и мероприятий по устойчивому управлению природных ресурсов в пресной воде , чтобы защитить гидросферу , и для удовлетворения текущих и будущих человеческих потребностей (что позволяет избежать дефицита воды ). Население, размер домохозяйства, рост и достаток - все это влияет на количество потребляемой воды. Такие факторы, как изменение климата , увеличили нагрузку на природные водные ресурсы, особенно в обрабатывающей промышленности и сельскохозяйственном орошении . Многие страны уже успешно проводят политику, направленную на сохранение водных ресурсов. Ключевыми действиями по сбережению воды являются: любое полезное сокращение потерь воды , использования и растраты ресурсов, избегая любого ущерба для качества воды ; и совершенствование методов управления водными ресурсами, которые сокращают или увеличивают полезное использование воды. Технологические решения существуют для домашнего, коммерческого и сельскохозяйственного применения. Программы водосбережения, связанные с социальными решениями, обычно инициируются на местном уровне либо муниципальными предприятиями водоснабжения, либо региональными правительствами. Общие стратегии включают в себя государственные пропагандистские кампании, многоуровневые тарифы на воду (зарядка постепенно более высокие цены , как использование воды увеличивается), или ограничения на использование воды на открытом воздухе , таких как газон полива и мойки автомобилей.

Цели

Цели усилий по сохранению водных ресурсов включают:

Стратегии

Основные мероприятия по экономии воды заключаются в следующем:

Одна из стратегий экономии воды - сбор дождевой воды . Рытье прудов, озер, каналов, расширение водохранилища и установка каналов для сбора дождевой воды и систем фильтрации в домах - это разные методы сбора дождевой воды. Многие люди во многих странах держат чистые емкости, чтобы их можно было кипятить и пить, что полезно для снабжения водой нуждающихся. Собранная и отфильтрованная дождевая вода может использоваться для туалетов, домашнего садоводства, орошения газонов и мелкого сельского хозяйства .

Другая стратегия в области водосбережения - защита ресурсов подземных вод . Когда выпадают осадки, некоторые из них проникают в почву и уходят под землю. Вода в этой зоне насыщения называется грунтовыми водами. Загрязнение грунтовых вод приводит к тому, что запасы грунтовых вод не могут использоваться в качестве источника пресной питьевой воды, а для естественного восстановления загрязненных грунтовых вод могут потребоваться годы, чтобы восполнить их. Некоторые примеры потенциальных источников загрязнения подземных вод включают резервуары для хранения, септические системы, неконтролируемые опасные отходы , свалки , атмосферные загрязнители , химические вещества и дорожные соли . Загрязнение подземных вод снижает восполнение доступной пресной воды, поэтому принятие превентивных мер по защите ресурсов подземных вод от загрязнения является важным аспектом сбережения воды.

Дополнительная стратегия водосбережения - это применение устойчивых методов использования ресурсов подземных вод. Подземные воды текут под действием силы тяжести и в конечном итоге сбрасываются в ручьи. Избыточная откачка грунтовых вод приводит к снижению уровня грунтовых вод и, если продолжать, может истощить ресурсы. Грунтовые и поверхностные воды связаны между собой, и чрезмерное использование грунтовых вод может уменьшить или, в крайних случаях, уменьшить водоснабжение озер, рек и ручьев. В прибрежных регионах перекачка грунтовых вод может увеличить проникновение соленой воды, что приведет к загрязнению источников подземных вод. Устойчивое использование подземных вод имеет важное значение для сохранения водных ресурсов.

Фундаментальным компонентом стратегии водосбережения является информационная и просветительская работа по различным водным программам. Развитие коммуникаций, которые обучают науке управляющих земельными ресурсами, политиков, фермеров и широкой общественности, является еще одной важной стратегией, используемой в области водосбережения. Распространение научных знаний о том, как работают водные системы, является важным аспектом при создании плана управления для сохранения этой системы и часто используется для обеспечения того, чтобы правильный план управления был приведен в действие.

«День водосбережения» отмечают 22 марта.

Социальные решения

Программы водосбережения, связанные с социальными решениями, обычно инициируются на местном уровне либо муниципальными предприятиями водоснабжения, либо региональными правительствами. Общие стратегии включают кампании по информированию общественности , многоуровневые тарифы на воду (взимание все более высоких цен по мере увеличения водопотребления) или ограничения на использование воды на открытом воздухе, например полив газонов и мойку автомобилей. Города в засушливом климате часто требуют или поощряют установку ксерискейпинга или естественного озеленения. в новых домах, чтобы уменьшить потребление воды на открытом воздухе. Большая часть городского водопользования на открытом воздухе в Калифорнии приходится на жилые дома, что свидетельствует о необходимости охвата домашних хозяйств, а также предприятий.

Одна фундаментальная цель сохранения - универсальный учет воды . Распространенность бытовых приборов учета воды значительно различается по всему миру. Согласно последним исследованиям, водоснабжение осуществляется менее чем в 30% британских домохозяйств. Хотя индивидуальные водомеры часто считались непрактичными в домах с частными колодцами или в многоквартирных домах, Агентство по охране окружающей среды США считает, что один только счетчик может снизить потребление на 20-40 процентов. Помимо повышения осведомленности потребителей об их использовании воды, измерения также являются важным способом выявления и локализации утечки воды . Учет воды принесет пользу обществу, в долгосрочной перспективе доказано, что учет воды повышает эффективность всей системы водоснабжения, а также помогает людям в ненужных расходах на долгие годы. Было бы невозможно слить воду, если бы они не были готовы платить дополнительные сборы, таким образом, департамент водоснабжения мог бы контролировать использование воды общественными, бытовыми и производственными службами.

Некоторые исследователи предположили, что усилия по сбережению воды должны быть в первую очередь направлены на фермеров в свете того факта, что на орошение сельскохозяйственных культур приходится 70% мирового потребления пресной воды. Сельскохозяйственный сектор большинства стран важен как с экономической, так и с политической точки зрения, и субсидии на воду являются обычным явлением. Защитники природы призвали отменить все субсидии, чтобы заставить фермеров выращивать более водосберегающие культуры и применять менее расточительные методы орошения.

Новые технологии предоставляют потребителям несколько новых возможностей, такие как полный и половинный слив при использовании унитаза, которые пытаются изменить потребление воды и количество отходов. Также можно использовать / «загрязнять» воду поэтапно (оставляя использование в унитазах со смывом напоследок), тем самым позволяя больше использовать воду для различных задач в рамках одного цикла (перед повторной очисткой, что также может быть сделано на месте). Земные корабли часто используют такую ​​установку.

Также доступны современные душевые лейки, которые помогают уменьшить расход воды: старые насадки для душа используют 5-10 галлонов в минуту, в то время как новые доступные приспособления используют 2,5 галлона в минуту и ​​обеспечивают равное количество воды. Другой метод - это прямая рециркуляция воды из душа с помощью полузакрытой системы с насосом и фильтром. Такая установка (называемая « душ с рециркуляцией воды ») также использовалась в доме VIRTUe LINQ. Помимо рециркуляции воды, он также повторно использует тепло воды (которое в противном случае было бы потеряно).

Вопреки распространенному мнению о том, что наиболее эффективный способ экономии воды - это ограничить потребление воды (например, приняв более короткий душ), эксперты предполагают, что наиболее эффективным способом является замена туалетов и дооснащение стиральных машин; как показали два исследования лесозаготовок в домохозяйствах в США.

Водосберегающая техника для дома включает:

Коммерческие приложения

Многие водосберегающие устройства (например, туалеты с низким смывом), которые используются в домах, также могут быть полезны для экономии воды в бизнесе. Другая водосберегающая технология для предприятий включает:

Применение в сельском хозяйстве

Верхнее орошение, конструкция с центральным шарниром

Вода - очень важная часть орошения. Растения всегда потребляют много грунтовых вод, поэтому грунтовые воды необходимо пополнять. Для орошения сельскохозяйственных культур оптимальная эффективность использования воды означает минимизацию потерь из-за испарения , стока или подземного дренажа при максимальном увеличении производства. Испарительные в сочетании со специфическими факторами коррекции культур может быть использовано , чтобы определить , сколько воды необходимо для удовлетворения потребностей растений. Полив паводком , самый старый и самый распространенный тип, часто очень неравномерно распределяется, так как части поля могут получать избыток воды, чтобы доставить достаточное количество воды в другие части. Верхнее орошение с использованием разбрызгивателей с центральной осью или боковым перемещением имеет потенциал для гораздо более равномерного и контролируемого распределения. Капельное орошение является наиболее дорогим и наименее используемым типом, но дает возможность доставлять воду к корням растений с минимальными потерями. Тем не менее, капельное орошение становится все более доступным, особенно для домашнего садовода и в свете увеличения расхода воды. Использование методов капельного орошения может сэкономить до 30 000 галлонов воды в год при замене оросительных систем, распыляющих во всех направлениях. Существуют также дешевые эффективные методы, аналогичные капельному орошению, такие как использование шлангов для замачивания, которые можно даже погрузить в среду для выращивания, чтобы исключить испарение.

Поскольку изменение ирригационных систем может быть дорогостоящим мероприятием, усилия по сохранению часто концентрируются на максимальном повышении эффективности существующей системы. Это может включать долбление уплотненной почвы, создание борозд для предотвращения стока, а также использование датчиков влажности почвы и осадков для оптимизации графиков полива. Обычно значительный выигрыш в эффективности возможен за счет измерения и более эффективного управления существующей ирригационной системой. В Докладе ЮНЕП о зеленой экономике за 2011 год отмечается, что «улучшенное содержание органических веществ в почве за счет использования зеленых удобрений, мульчирования и переработки пожнивных остатков и навоза животных увеличивает водоудерживающую способность почв и их способность поглощать воду во время проливных дождей». , что позволяет оптимизировать использование осадков и орошения в засушливые периоды сезона.

Повторное использование воды

Проблема нехватки воды становится все более сложной. Более 40% населения мира проживает в регионе, где спрос на воду превышает ее предложение. Дисбаланс между спросом и предложением, а также сохраняющиеся проблемы, такие как изменение климата и рост населения , сделали повторное использование воды необходимым методом экономии воды. Для очистки сточных вод используются различные методы, обеспечивающие их безопасность для орошения сельскохозяйственных культур и / или питьевой воды.

Опреснение морской воды требует больше энергии, чем опреснение пресной воды. Несмотря на это, многие заводы по опреснению морской воды были построены в ответ на нехватку воды во всем мире. Это требует оценки воздействия опреснения морской воды и поиска способов улучшения технологии опреснения. Текущие исследования включают использование экспериментов для определения наиболее эффективных и наименее энергоемких методов опреснения.

Фильтрация через песок - еще один метод очистки воды. Недавние исследования показывают, что фильтрация через песок нуждается в дальнейшем улучшении, но приближается к оптимизации с точки зрения эффективности удаления патогенов из воды. Песочная фильтрация очень эффективна при удалении простейших и бактерий, но не позволяет удалить вирусы. Крупномасштабные установки для фильтрации песка также требуют больших площадей для их размещения.

Удаление патогенов из оборотной воды имеет первостепенное значение, поскольку сточные воды всегда содержат патогены, способные инфицировать людей. Уровни патогенных вирусов должны быть снижены до определенного уровня, чтобы оборотная вода не представляла угрозы для населения. Необходимы дальнейшие исследования для определения более точных методов оценки уровня патогенных вирусов в очищенных сточных водах.

Проблемные зоны

Трата воды

Негерметичный нагрудник садового шланга

Рациональное использование воды (также называемое «водными отходами» в США) - это обратная сторона водосбережения, а в бытовых применениях это означает создание или разрешение сброса воды без какой-либо практической цели. Неэффективное водопользование также считается расточительным. По оценке EPA , утечки в домах в США могут привести к потере около 900 миллиардов галлонов (3,4 миллиарда кубометров) воды ежегодно по всей стране. Как правило, агентства по управлению водными ресурсами неохотно или не желают давать конкретное определение несколько расплывчатой ​​концепции водных отходов .

Однако определение водных отходов часто дается в местных постановлениях о чрезвычайных ситуациях, связанных с засухой. Один из примеров относится к любым действиям или бездействию, преднамеренным или небрежным, которые «вызывают или позволяют воде течь, слив, течь или стечь в отходы в любой желоб, канализационную канализацию, водоток, общественную или частную ливневую канализацию или в любую прилегающую к ней канализацию. собственность, из любого крана, шланга, крана, трубы, разбрызгивателя, пруда, бассейна, водного пути, фонтана или сопла ». В этом примере код города также поясняет, что «в случае стирки« слив »,« поток »или« слив в отходы »означает, что вода сверх того, что необходимо для мытья, смачивания или очистки грязного или пыльного предмета, например, автомобиль, тротуар или стоянка уходит в отходы.

Коммунальные предприятия (и другие средства массовой информации) часто предоставляют списки расточительных методов водопользования и запреты на расточительное использование. Примеры включают коммунальные службы в Сан-Антонио, штат Техас. Лас-Вегас, Невада, Калифорнийская компания водоснабжения в Калифорнии и город Сан-Диего, Калифорния. Город Пало-Альто в Калифорнии вводит постоянные ограничения на водопользование в отношении расточительных методов, таких как утечки, сток, орошение во время и сразу после дождя, а также использование питьевой воды, когда непитьевая вода доступна. Подобные ограничения действуют в штате Виктория, Австралия. Временные запреты на водопользование (также известные как «запреты на использование шлангов») используются в Англии, Шотландии, Уэльсе и Северной Ирландии.

Строго говоря, вода, сбрасываемая в канализацию или непосредственно в окружающую среду, не тратится и не теряется. Он остается в пределах гидрологического цикла и возвращается на поверхность суши и в поверхностные водоемы в виде осадков. Однако во многих случаях источник воды находится на значительном расстоянии от точки возврата и может находиться в другом водосборе. Разделение между точкой отбора и точкой возврата может означать значительную деградацию окружающей среды в водотоке и прибрежной полосе. То, что «тратится впустую», - это запасы воды, которая была собрана, сохранена, транспортирована и обработана в соответствии со стандартами питьевого качества. Эффективное использование воды сокращает расходы на водоснабжение и оставляет больше пресной воды в озерах, реках и водоносных горизонтах для других пользователей, а также для поддержки экосистем.

Понятие, тесно связанное с растратой воды, - это «эффективность водопользования». Использование воды считается неэффективным, если та же цель использования может быть достигнута с меньшим количеством воды. Техническая эффективность проистекает из инженерной практики, где она обычно используется для описания отношения выхода к вводу и полезна при сравнении различных продуктов и процессов. Например, одна насадка для душа будет считаться более эффективной, чем другая, если она может выполнять ту же цель (например, принимать душ) за счет использования меньшего количества воды или других материалов (например, более низкого давления воды). Писсуары более эффективны, чем унитазы в общественных туалетах для мужчин и мальчиков в ситуациях, когда пользователю нужно только помочиться; и хотя это естественная функция, писсуары обеспечивают значительно меньшую конфиденциальность. Концепция технической эффективности бесполезна при принятии решений об инвестировании денег (или ресурсов) в меры по сбережению воды, если входы и выходы не измеряются в стоимостном выражении. Это выражение эффективности называется экономической эффективностью и включено в концепцию экономии воды.

Смотрите также

использованная литература

дальнейшее чтение

внешние ссылки