بهینه سازی مخازن ذخیره سازی آب باران جمع آوری شده از بام ساختمان ها

رشت یکی از شهرهای پرباران ایران است و با توجه به اینکه با جمعآوری آب باران از سطح بام ساختمانها، مقدار قابل ملاحظهای آب ذخیره میشود، طراحی و اجرای سیستم جمعآوری آب باران در شهر رشت میتواند منبع جدیدی برای آبیاری فضای سبز و مصارف غیر شرب شهری ایجاد نماید. در یک سامانه استحصال آب باران (RWH) از بام منازل مسکونی، مهمترین و پرهزینهترین جزء، مخزن ذخیره سازی آب باران است. بنابراین انتخاب مخزنی با ابعاد مناسب دارای اهمیت است. در این تحقیق با در نظر گرفتن چهار بام با مساحت‌های 100، 150، 200، 250 مترمربع در شهر رشت، با توجه به فضای در دسترس و مقدار تقاضا، برای هریک از بامها مخزنی با حجم مشخص به ترتیب برابر 5، 6، 8، 10 مترمکعب انتخاب و نحوه عملکرد و امکان‌سنجی هر یک از مخازن با در نظر گرفتن مساحت بام، ضریب رواناب پوشش بام، بارندگی روزانه و میزان تقاضای روزانه، مورد بررسی قرار گرفت. ضریب اعتمادپذیری این مخازن در سه سال شاخص ترسالی، نرمال و خشکسالی بین 100 تا 82 درصد برآورد شد. میزان تقاضا برابر با آب مورد نیاز برای آبیاری چمن کشت شده در فضای سبز هر یک از ساختمانها در فصول گرم سال در نظر گرفته شده است. سپس برای هر یک از ساختمان‌ها با در نظر گرفتن ضریب اعتمادپذیری مورد انتظار از مخازن(70، 80 و 90 درصد)، حجم بهینه مخزن با استفاده از روش برنامه‌ریزی خطی مختلط عددصحیح در نرم‌افزار LINGO. 17 برآورد شده است. این  احجام در سه سال شاخص ترسالی، نرمال و خشکسالی با اعتمادپذیری‌های مختلف، در محدوده1/18 تا 13/49 مترمکعب برآورد شده است. همچنین برای یکی از بام‌ها، با چند میزان تقاضای متفاوت که در طول دوره ثابت در نظر گرفته شد، حجم مخزن برای هر یک از میزان تقاضاها بین 0/55 تا 5/26 مترمکعب تعیین شده است.
 

امروزه فشار بر منابع آب موجود با توجه به تغییرات آب و هوایی و افزایش تقاضای آب برای توسعه‌ی کشاورزی و شهری روند افزایشی دارد  (Adham et al, 2016). یکی از راههایی که از گذشته همواره .)Adham et al., دارد ) 2016 مورد توجه بوده، روش سنتی جمعآوری آب باران و استفاده از سامانه‌های سطوح آبگیر باران (RWH) است که در آن با استفاده از سطوحی نظیر پشت‌بام تا حدود زیادی آب باران در محل ریزش ذخیره میشود. استفاده از این سطوح، علاوه بر تأمین بخشی از نیاز آبی میتواند با کنترل رواناب شهری، حرکتی در جهت توسعه پایدار مناطق شهری باشد. در این روش معمولاً آب باران از سطوح غیرقابل نفوذ نظیر بام ساختمان‌ها جمع‌آوری و در مخازنی ذخیره میشود تا به عنوان منبع آب مکمل مورد استفاده قرار گیرد. این آب معمولاً جهت مصارف غیرشرب همانند آبیاری فضای سبز یا شستشوی محوطه بیرون ساختمان و مصارف غیرآشامیدنی داخل ساختمان استفاده میگردد (Sample and Liu, 2014). عوامل اصلی در طراحی یک سامانه سطوح آبگیر (RWH) عبارت از بارندگی، مساحت سطح جمع‌آوری کننده باران، ضریب رواناب، حجم مخزن ذخیرهسازی و مقدار تقاضای آب است (Mun and Han, 2012). مخزن ذخیره‌سازی که گاهی اوقات آب انبار نامیده میشود، جز اصلی و معمولاً گرانترین قسمت RWH است، زیرا اکثر ساختمانها دارای بام و ناودان میباشند و برای استفاده از RWH تنها نیاز به یک مخزن مناسب دارند (Kinkade-Levario, 2007). امروزه جستجو و تحقیق برای پیدا کردن مخزن مناسب ارزانتر، یک چالش در جوامع است. هزینه یک مخزن بستگی به اندازه، نوع و کمیت مصالح مصرفی در ساخت، نیروی کار مورد نیاز جهت ساخت و در بعضی مناطق لزوم استفاده از تجهیزات ویژه دارد. (RHRG,2001)