雨水収集

雨水収集または雨水再利用は、雨水を収集、蓄積、処理または浄化し、最終的に再利用するために貯蔵することです。雨水収集は主に屋根からの降水を集めるのに対し、雨水収集は小川、溝、一時的な流れ、地下輸送からの流出水の収集を扱います。また、道路や駐車場などの開発された表面、または公園、庭園、運動場などの他の都市環境からの集水域も含まれる場合があります。

不浸透性表面、またはそれ以上水を吸収できない飽和表面と接触する水は、表面流出と呼ばれます。表面流出は不浸透性表面上をより長い距離移動するため、汚染されやすくなり、汚染物質の量が増えます。雨水収集の主な課題は、この水を再利用できるようにするために汚染物質を除去することです。^[1]

雨水収集プロジェクトには、敏感な水域への汚染された流出を減らすこと、地下水の涵養を促進すること、トイレの水洗や灌漑などの飲料以外の用途など、複数の目的があることが多い。^[2]雨水収集は、人口増加に伴う水需要の増加に対処する方法として、米国の地域でも実施されている。 ^[2]国際的には、オーストラリアが雨水収集を積極的に推進していることで知られている。

地上集水システムは、準備された集水域から貯水池に水を流します。これらのシステムは、雨水が乏しく、他の水源が利用できない地域でよく検討されます。適切に設計されていれば、地上集水システムは大量の雨水を収集できます。乾燥した牧場では、浅い一時的な水路に集水池または牛用タンクを建設して、そこで発生するわずかな雨水を貯めて収集することができます。この未処理の水は、家畜が簡単にアクセスして利用できます。雨水収集物を人間の用途に再利用するには、より複雑な収集および処理システムが必要です。

5つのコアステップ：最終使用、収集、処理、保管、配布^[3]

• 最終用途
  • 人口が増加するにつれて、水資源はますます不足する。人々は、あらゆるレベルで水の消費を最小限に抑えるシステムと方法を生み出すと同時に、水の再利用の新しい方法を開発する必要がある。より低い水質ニーズを持つ非飲料水用途の場合、人々は雨水をトイレの水洗、ガーデニング、消火、灌漑などに使用することができる。より高品質の飲料水として使用するには、雨水を最終使用前に高度に処理する必要がある。後者は世界中でほとんど使用されていない。^[1]一部の雨水収集システムは、近くの水路に流れる雨水流出量を単に減らすことを目的としている。これらのシステムの利点には、小川、湖、沿岸環境の汚染を減らすこと^[4]と、地下水の涵養を促進することが含まれる。システムの意図された最終用途によって、収集された雨水の処理レベルが決まります。
• コレクション
  • 雨水収集は、都市流出水などの雨水収集から水を貯留庫に導くプロセスです。一般に、オンライン貯留とオフライン貯留の2種類があります。オンライン貯留は、水路や排水溝から直接雨水を取得する従来の方法です。たとえば、水路とパイプの都市排水システムは、雨水を貯留施設に導きます^[2]が、多くの場合、貯留時または貯留直前に処理されます。この収集設計の欠点の1つは、雨水漏出につながる導管の破損を防ぐために、構造的完全性を維持するためにシステムに必要となるメンテナンスが必要なことです。水に配慮した都市設計（WSUD）は、オンライン雨水貯留を都市開発モデルに組み込んだ包括的な計画および設計プロセスの1つです。オフライン貯留では、水路から間接的に水を導くための追加施設が必要であり、処理前の雨水の貯留として機能することができます^[5] 。たとえば、堰は流れを雨水封じ込めに迂回させ、都市の雨水集水量の大部分に貢献し、その後、将来の処理と分配のために貯留されます。雨水の収集は都市部の流出水や洪水緩和の目的でも広く行われている。^[6]
• 処理

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    雨水処理は雨水収集における最大の課題です。水処理プロセスは、意図された最終用途と集水設備によって異なり、ろ過して除去する汚染物質のレベルを決定します。たとえば、建設用途では、水処理にろ過と消毒のみが含まれる場合、非飲料水のみが必要になることがあります。ただし、より高品質の水を必要とする飲料用途の場合、処理プロセスにはスクリーニング、凝固、ろ過、炭素吸着、および消毒が必要です。
• ストレージ
  • 貯水に関しては、機能、場所、容量の 3 つの要素を考慮する必要があります。計画者は、消火、工業用水供給、農業と灌漑、レクリエーション、洪水緩和、地下水涵養など、貯水された雨水の最終用途を決定する責任があります。システムとその貯蔵の場所に関しては、水の最終用途に近い貯水タンクが最適な設計である可能性があります。収集システムが流出を遅らせたり、帯水層を補充したりすることを目的としている場合は、オンサイトの地下浸透システムを検討できます。^[7]オンライン貯蔵とオフライン貯蔵の選択は、周囲の自然水系に影響を与える可能性があり、異なるメンテナンスコストと洪水緩和効果をもたらします。貯蔵システムの容量は、特定の気候または期間における最終用途の種類によって決まります。
• 分布
  • 一般的に、雨水配水システムには2つのタイプがあります。1つ目はオープンスペース灌漑システムです。^[8]このアプリケーションでは、処理済みの雨水を使用して、公園、市営緑地、ゴルフコースなどのオープンスペースを灌漑し、超ローカル規模で実装できます（つまり、同じ公園で集水と再利用が行われます）。もう1つのシステムは、非飲料用配水システムで、処理済みの雨水を配水して、トイレの水洗、消火、一部の産業用途などに使用します。このシステムでは、配水用の第3パイプネットワークなどの追加のインフラストラクチャが必要になる場合があります。

雨水収集プロジェクトの主な懸念事項には、費用対効果、再生水の質、量、信頼性、既存の水管理インフラストラクチャ、土壌の 特性などがあります。一部のプロジェクトでは、雨水収集は、運用コストを含めると、他の飲料水代替手段に比べて単位当たり2倍の費用がかかると見積もられています。都市部での第3パイプネットワークの新規構築は法外な費用がかかる可能性があるため、理想的なプロジェクトは、既存の配水インフラストラクチャを活用するために、飲料水に適した品質の雨水をリサイクルすることです。雨水収集から良質で有用な量の水を得るには、ろ過効率、水源の信頼性と予測可能性という課題があります。ただし、他の貴重な（そして計算が難しい）利点には、流量を遅くして地元の帯水層への需要を減らすことで土壌浸食を減らすこと、および地元の水路への汚染を減らすことなどがあります。

• 雨水豚
• 雨水貯留庫

Wikiversityには雨水の収集と管理に関する学習リソースがあります