خزان مياه الأمطار

خزان مياه الأمطار (يُسمى أحيانًا برميل المطر في أمريكا الشمالية للإشارة إلى الخزانات الأصغر حجمًا، أو برميل الماء في المملكة المتحدة) هو خزان يُستخدم لجمع وتخزين مياه الأمطار المتدفقة ، عادةً من أسطح المنازل عبر الأنابيب . تُعد خزانات مياه الأمطار أجهزةً لجمع وتخزين مياه الأمطار المُجمّعة . يمكن لنظام تجميع مياه الأمطار (المعروف أيضًا باسم " حصاد مياه الأمطار ") أن يُنتج 1000 لتر (260 جالونًا أمريكيًا ) من الماء من 1 سم (0.4 بوصة) من المطر على سطح مساحته 100 متر مربع ⁽ 1100 قدم مربع ) .       

تُركّب خزانات مياه الأمطار للاستفادة من مياه الأمطار لاحقًا، وتقليل استهلاك المياه من الشبكة العامة لأسباب اقتصادية أو بيئية، ودعم الاكتفاء الذاتي . ويمكن استخدام المياه المخزنة لري الحدائق والزراعة، وتنظيف المراحيض ، وفي الغسالات ، وغسل السيارات، وكذلك للشرب ، خاصةً عندما تكون مصادر المياه الأخرى غير متوفرة أو باهظة الثمن أو ذات جودة رديئة، وعند اتخاذ الاحتياطات اللازمة لضمان عدم تلوث المياه وترشيحها بشكل كافٍ.

يمكن أيضاً استخدام خزانات مياه الأمطار تحت الأرض لتخزين مياه الأمطار لاستخدامها لاحقاً، وهي توفر فوائد عديدة. في المناطق الجافة ، تُستخدم براميل تجميع مياه الأمطار غالباً لتخزين المياه خلال موسم الأمطار لاستخدامها خلال فترات الجفاف.

قد تبدو تكلفة خزانات مياه الأمطار مرتفعة في البداية. مع ذلك، تستخدم العديد من المنازل براميل صغيرة لتجميع كميات ضئيلة من المياه لأغراض تنسيق الحدائق، بدلاً من استخدامها كمصدر بديل لمياه الشرب. غالبًا ما تكون هذه البراميل الصغيرة، التي تُعاد تدويرها عادةً من براميل تخزين ونقل الطعام، أو في بعض الحالات من براميل تخمير الويسكي والنبيذ ، غير مكلفة. كما توجد العديد من التصاميم منخفضة التكلفة التي تستخدم مواد متوفرة محليًا وتقنيات بسيطة، لتطبيقات في البلدان النامية حيث تتوفر بدائل محدودة لمياه الشرب. ^{[ 1 ]} على الرغم من أن معظمها مصمم هندسيًا بشكل جيد لمنع دخول البعوض ، إلا أن عدم وجود ترشيح مناسب أو أنظمة مغلقة قد يخلق بيئة خصبة لتكاثر اليرقات. عند استخدام الخزانات لمياه الشرب، يتعرض المستخدم لمخاطر صحية إذا لم تتم صيانتها. ^{[ 2 ]}

إذا استُخدمت مياه الأمطار للشرب، فغالبًا ما تُصفّى أولًا. قد تُزيل عمليات الترشيح (مثل التناضح العكسي ، والتعقيم بالأشعة فوق البنفسجية، أو الترشيح الفائق ) مسببات الأمراض. ورغم نقاء مياه الأمطار، إلا أنها قد تتلوث بجزيئات عالقة في الهواء أثناء هطولها أو جمعها. ^{[ 3 ]} ورغم خلو مياه الأمطار من الكلور ، إلا أن التلوث بالملوثات المحمولة جوًا ، والتي تستقر على أسطح المنازل، قد يُشكّل خطرًا في المناطق الحضرية أو الصناعية. لا يُنصح العديد من موردي المياه والسلطات الصحية، مثل وزارة الصحة في نيو ساوث ويلز ، باستخدام مياه الأمطار للشرب عند توفر مصدر بديل للمياه. مع ذلك، فإن التقارير عن الأمراض المرتبطة بخزانات مياه الأمطار نادرة نسبيًا، ولم تُحدد دراسات الصحة العامة في جنوب أستراليا (الولاية الأسترالية ذات أعلى معدل استخدام لمياه الأمطار) أي علاقة بينها وبين مياه الأمطار. تُعتبر مياه الأمطار صالحة للشرب عمومًا إذا كانت رائحتها وطعمها ومظهرها جيدين؛ ^{[ 4 ]} إلا أن بعض مسببات الأمراض والتلوث الكيميائي وجزيئات المعادن العالقة دون الميكرومترية قد لا تُنتج رائحة أو طعمًا، وقد لا تكون مرئية.

قد تختلف المعايير الأسترالية اختلافًا كبيرًا عن غيرها من دول العالم التي يُستخدم فيها ماء المطر بشكل شائع للشرب. في الولايات المتحدة ، يتزايد استخدام ماء المطر في جميع أنحاء البلاد لأغراض متنوعة. ففي ولاية نيو مكسيكو شبه القاحلة غرب البلاد ، على سبيل المثال، يستخدم العديد من السكان، وخاصة في منطقتي تاوس وسانتا فيه ، ماء المطر إما لأغراض تنسيق الحدائق أو حتى لجميع الاستخدامات المنزلية (بما في ذلك مياه الشرب الداخلية). إن معيار "الرائحة والطعم والمظهر الجيد" المذكور أعلاه ليس مؤشرًا مطلقًا على سلامة ماء المطر. يحرص معظم مستخدمي ماء المطر للشرب في الولايات المتحدة على التأكد من سلامة مياههم من خلال الترشيح والتعقيم بالأشعة فوق البنفسجية والاختبار.

قد تُسبب بعض أنواع الدهانات ومواد التسقيف التلوث. وعلى وجه الخصوص، تُوصي منشورات هيئة مياه ملبورن بعدم استخدام الدهانات التي تحتوي على الرصاص نهائيًا. كما لا يُنصح باستخدام الطلاءات القائمة على القطران ، لأنها تُؤثر على طعم الماء. يُمكن أن يكون الزنك أيضًا مصدرًا للتلوث في بعض أنواع الدهانات، بالإضافة إلى أن أسطح الحديد المجلفن ^{[ 5 ]} أو أسطح الزنكاليوم ، خاصةً الجديدة منها، لا ينبغي تجميع مياهها للاستخدام في الشرب. قد تحتوي مياه الأمطار المتدفقة من الأسطح المطلية بدهانات الأكريليك على مواد مُنظفة ومواد كيميائية أخرى ذائبة. يجب التخلص من مياه الأمطار المتدفقة من أسطح الأسمنت الليفي طوال فصل الشتاء، نظرًا لتسرب الجير. لا ينبغي استخدام الأخشاب المُعالجة كيميائيًا أو ألواح الرصاص في تجميع مياه الأمطار من الأسطح. وبالمثل، لا ينبغي تجميع مياه الأمطار من أجزاء السطح التي تحتوي على مداخن مواقد الحطب دون ترشيح عالي الكفاءة. يجب عدم توجيه مياه الفائض أو أنابيب التصريف من الأجهزة المُثبتة على السطح، مثل مكيفات الهواء أو سخانات المياه، إلى خزان مياه الأمطار.

ربطت مقالة إخبارية بعنوان "التسمم بالنحاس" نُشرت عام ٢٠١٠، التسمم بالنحاس بخزانات المياه البلاستيكية. أشارت المقالة إلى أن مياه الأمطار تُجمع وتُخزن في خزانات بلاستيكية، وأن هذه الخزانات لا تُساهم في خفض درجة الحموضة المنخفضة. ^{[ ٦ ]} ثم تُنقل هذه المياه إلى المنازل عبر أنابيب نحاسية. ينطلق النحاس من مياه الأمطار شديدة الحموضة، مُسبباً التسمم لدى البشر. مع أن الخزان البلاستيكي يُعدّ وعاءً خاملاً، إلا أنه يُمكن، بل يجب، تحليل مياه الأمطار الحمضية المُجمعة وتعديل درجة حموضتها قبل إدخالها إلى شبكة المياه المنزلية. يكمن الحل في مراقبة مياه الأمطار المُخزنة باستخدام شرائط قياس حموضة مياه المسابح، وهي رخيصة ومتوفرة في متاجر لوازم المسابح.

إذا كانت المياه شديدة الحموضة، فيمكن الاتصال بمسؤولي الصحة على مستوى الولاية أو المقاطعة أو المستوى المحلي للحصول على المشورة والحلول الدقيقة وحدود الرقم الهيدروجيني والإرشادات المتعلقة بما يجب استخدامه لمعالجة مياه الأمطار لاستخدامها كمياه شرب منزلية.

تشمل الصيانة فحص الأسطح ومزاريب المطر بحثًا عن النباتات والحطام ، وصيانة الشاشات حول الخزان، وإزالة الرواسب من حين لآخر (إزالة الرواسب عن طريق تصريف وتنظيف الخزان من الطحالب والملوثات الأخرى).

قد تعمل خزانات مياه الأمطار غير المحكمة الإغلاق (غير المثبتة من الأعلى) كأرض خصبة لتكاثر البعوض . ^{[ 7 ]}

تتضمن عدة خيارات للتعامل مع مشكلة البعوض ما يلي:

1. شطف جميع المياه مرة واحدة في الأسبوع
2. استخدام كمية صغيرة من زيت الطهي لخنق اليرقات (يظل الماء مناسبًا للاستخدام في تنسيق الحدائق بعد ذلك).
3. إضافة بكتيريا Bacillus thuringiensis israelensis إلى الماء، وهي عامل طبيعي لمكافحة الآفات.
4. إضافة الأسماك التي تتغذى على البعوض، مثل سمكة البعوض

يمكن تصنيع خزانات مياه الأمطار من مواد مثل البلاستيك ( البولي إيثيلين )، والخرسانة ، والفولاذ المجلفن ، بالإضافة إلى الألياف الزجاجية والفولاذ المقاوم للصدأ ، وهي مواد مقاومة للصدأ والمواد الكيميائية. تُركّب الخزانات الممتلئة عادةً فوق سطح الأرض، وتكون عادةً معتمة لمنع تعرض المياه المخزنة لأشعة الشمس، وذلك للحد من تكاثر الطحالب . ^{[ 3 ]}

قد تكون الخزانات مغطاة ومزودة بفتحات شبكية لمنع دخول الحشرات والحطام والحيوانات وفضلات الطيور . وتأتي معظم خزانات الصلب المصنعة حاليًا لتجميع مياه الأمطار المنزلية مزودة ببطانة داخلية بلاستيكية لزيادة عمر الخزان ومنع التسربات والحفاظ على جودة المياه .

إلى جانب أسطح المنازل ، يمكن أيضاً إنشاء خزانات لجمع مياه الأمطار من الأفنية الخرسانية والممرات وغيرها من الأسطح غير المنفذة .

كانت الأحجام الأولية تتراوح عادةً في السعة من حوالي 400 إلى 100000 لتر (110 إلى 26420 جالون أمريكي ) ، أما اليوم فقد سمحت التكنولوجيا الحديثة للتطبيقات المعيارية والقابلة للتطوير بالوصول إلى أحجام تصل إلى ملايين اللترات أو مئات الآلاف من الجالونات الأمريكية . ^{[ 8 ]}  

تُستخدم خزانات أصغر حجمًا، مثل الخزانات البلاستيكية ( سعة 208 لترات/55 جالونًا أمريكيًا   )، في بعض الحالات. أما الخزانات الأكبر حجمًا، فتُستخدم عادةً في المناطق التي لا تتوفر فيها شبكة مياه مركزية . وتوصي الشركات بخزان سعة 1135 لترًا/300 جالون أمريكي لمنزل يسكنه شخصان (في حال تركيب مراحيض سماد عضوي ) إذا كانت المنطقة تتلقى ما لا يقل عن 762 ملم/30 بوصة من الأمطار سنويًا. أما إذا كانت كمية الأمطار أقل (بين 254 و762 ملم/10 و30 بوصة ) ، فيمكن تركيب خزانين أو ثلاثة من هذه الخزانات سعة 1100 لتر/300 جالون أمريكي لتجميع كميات أكبر من مياه الأمطار عند هطولها. كما يؤثر على حجم الخزان عوامل أخرى، منها كمية الأمطار المتوقعة وتقلباتها، وارتفاع أسعار الخزانات الأكبر حجمًا، والاستخدام المقصود لمياه الأمطار ومعدل استهلاكها، ومساحة سطح المنزل التي تصب في الخزان، ومدى ضمان استمرارية الإمداد.        

تُصنع معظم خزانات تجميع مياه الأمطار المستخدمة في جميع أنحاء العالم من البولي إيثيلين الخام، وهي مادة معتمدة في الولايات المتحدة من قِبل إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA) ومؤسسة العلوم الوطنية (NSF) لتخزين مياه الشرب. تشمل أنواع الخزانات الأخرى المستخدمة لتخزين مياه الأمطار: الألياف الزجاجية، والمعادن المجلفنة، والفولاذ المقاوم للصدأ، والخرسانة. لكل نوع من هذه الخزانات مزايا وعيوب. خزانات البولي إيثيلين، عند وضعها فوق سطح الأرض، قد تتعرض لنمو الطحالب، بالإضافة إلى احتمال قصر عمرها الافتراضي (حوالي 20 عامًا) نتيجة التعرض الطبيعي للأشعة فوق البنفسجية في ضوء الشمس. أما خزانات الألياف الزجاجية شديدة المتانة، فيجب أن تخضع لعملية طلاء خاصة لتصبح صالحة للشرب. يجب تبطين الخزانات المجلفنة أو طلاؤها لضمان صلاحيتها للشرب ولمنع الصدأ الحتمي عند اللحامات. تتسرب مادة الزنك من الخزانات المجلفنة غير المطلية إلى المياه المخزنة، ولا يُنصح باستخدامها في معظم الحالات ، وبالتأكيد ليس لتخزين المياه المخصصة للاستهلاك البشري. أما خزانات الخرسانة، فتتسرب منها مادة أقل ضررًا، وهي الجير ، إلى المياه المخزنة، ويُستخدم الكثير منها في جميع أنحاء العالم لتخزين مياه الأمطار. 

في أستراليا، تُصنّع شركة ترانس تانك إنترناشونال خزانات مياه محمولة من البولي إيثيلين المُصنّع خصيصًا للنقل والاستخدامات الثابتة. في بعض المدن، قد يكون تركيب خزانات مياه الأمطار إلزاميًا، أو قد يُسهّل الموافقة على بناء جديد. على سبيل المثال، في ولاية فيكتوريا الأسترالية ، تُمنح المنازل الجديدة التي تحتوي على خزانات مياه أمطار موصولة بجميع المراحيض ذات نظام الشطف نجمة إضافية من أصل خمس نجوم في تصنيف كفاءة الطاقة للمنزل . تُقدّم بعض الحكومات دعمًا ماليًا لشراء خزانات مياه الأمطار أو حوافز في المناطق التي تُعتبر فيها وسيلة مهمة لزيادة إمدادات المياه. ^{[ 14 ]} في الولايات المتحدة، تشترط مقاطعة سانتا فيه بولاية نيو مكسيكو وجود نظام تجميع مياه الأمطار في جميع المباني الجديدة التي تزيد مساحتها عن 2500 قدم مربع (230 مترًا ^مربعًا ) ، وذلك في الغالب لأغراض تنسيق الحدائق ولمنع الاعتماد المفرط على الآبار، ولكن في بعض الحالات لأن الحصول على المياه الجوفية مكلف للغاية، إن وُجدت أصلًا. 

يمكن اعتبار استخدام مياه الأمطار كمصدر إضافي لمياه الشرب بديلاً عن خيارات أخرى لتوفير المياه، مثل إعادة التدوير أو تحلية مياه البحر . ويُعتقد أن الخزانات تُقلل من التكاليف البيئية مقارنةً بخيارات زيادة إمدادات المياه الأخرى.

يمكن جعل نظام تجميع مياه الأمطار متوافقًا مع إمدادات المياه المركزية عن طريق استغلالها باستخدام مضخة كهربائية .

يؤدي الاستخدام الواسع النطاق لبراميل تجميع مياه الأمطار إلى تغيير كمية مياه الأمطار التي تصل إلى الأرض في منطقة معينة وتصب في الجداول. وبحسب المناخ، قد يُسهم ذلك في منع التعرية والترسيب والتلوث، ويُخفف الضغط على شبكات تصريف مياه الأمطار؛ أو قد يؤدي إلى جفاف الأنهار وركود البرك إذا تم تحويل المياه إلى مستجمع مائي آخر. أما إذا استُخدمت المياه المُجمّعة في نفس المستجمع المائي الذي جُمعت منه، فإن تجميع مياه الأمطار يُمكن أن يُثبّت تدفق الأنهار ويُوفّر نقلًا أكثر انتظامًا ونقاءً للمياه الجوفية إلى البرك.

• إدارة الغذاء والدواء الأمريكية. "معالجة وتعبئة مياه الشرب المعبأة في زجاجات." (21 CFR الجزء 129). لائحة اتحادية تغطي تركيب خزانات المياه.
• دليل تكساس بشأن تجميع مياه الأمطار
• دليل حول ترشيد استهلاك المياه في الحديقة.
• ترشيد استهلاك المياه - تقليل استهلاك المياه في المنازل البريطانية
• بناء براميل تجميع مياه الأمطار - مبادرة البحيرات العظمى الخضراء
• بناء نظام براميل المياه - البستانيون المهرة
• ARCSA - الرابطة الأمريكية لأنظمة تجميع مياه الأمطار
• الجمعية الكندية لإدارة مياه الأمطار (CANARM)