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Reliability and financial feasibility assessment of a community rainwater harvesting system considering precipitation variability due to climate change
Journal of Environmental Management ( IF 8.0 ) Pub Date : 2021-04-08 , DOI: 10.1016/j.jenvman.2021.112507
Mohammad Maksimul Islam , Sadia Afrin , Mehedi Hasan Tarek , Md Mujibur Rahman

This study proposes a community rainwater harvesting (RWH) system as an alternative water supply solution for Paikgacha, a water-scarce coastal urban area in Bangladesh. Although individual household-based RWH systems have been implemented in many areas in Bangladesh, to date, no study has been conducted designing a community RWH system and assessing its reliability and financial feasibility. This study employs historical observed and available climate model predicted future rainfall data into stormwater management model (SWMM) for rainfall-runoff simulation of the community RWH, and compares SWMM's performance with rational formula based estimation. We then calculate volumetric and time reliability of the proposed system and assess its financial viability. We observe good agreement in reliability curves generated by SWMM and rational formula-based model. Under the historical rainfall scenario, our proposed community RWH shows up to 99% reliability for 100 L per day household demand, given that proper community size and storage tank size are chosen. Predicted rainfall pattern of 2041–2070 period shows similar reliability-tank size relation to that of historical observed rainfall; however, predicted high precipitation intensity during 2021–2040 and 2071–2100 seem to assist the system in attaining higher reliability. Cost-benefit analysis indicates the financial viability of the proposed system. Finally, we develop a nomograph incorporating interactive factors of RWH, which would ease decision making by the policymakers regarding the implementation of community RWH.



中文翻译:

考虑气候变化导致降水变化的社区雨水收集系统的可靠性和财务可行性评估

这项研究提出了一种社区雨水收集(RWH)系统,作为孟加拉国缺水的沿海城市Paikgacha的替代供水解决方案。尽管在孟加拉国的许多地区已经实施了基于家庭的个人RWH系统,但迄今为止,尚未进行有关设计社区RWH系统并评估其可靠性和财务可行性的研究。这项研究将历史观测和可用的气候模型预测的未来降雨量数据纳入雨水管理模型(SWMM)中,以进行RWH社区的降雨径流模拟,并将SWMM的性能与基于合理公式的估计进行比较。然后,我们计算拟议系统的体积和时间可靠性,并评估其财务可行性。我们观察到SWMM和基于合理公式的模型生成的可靠性曲线具有良好的一致性。在历史降雨的情况下,假设选择了适当的社区规模和储水箱尺寸,我们建议的社区RWH对于每天100 L的家庭需求显示出高达99%的可靠性。预测的2041-2070年期间的降雨模式显示出与历史观测降雨相似的信度-水箱大小关系。但是,预计2021年至2040年和2071年至2100年的高降水强度似乎有助于该系统获得更高的可靠性。成本效益分析表明了拟议系统的财务可行性。最后,我们开发了一个包含RWH交互因素的诺模图,这将简化决策者在实施社区RWH方面的决策。在历史降雨的情况下,假设选择了适当的社区规模和储水箱尺寸,我们建议的社区RWH对于每天100 L的家庭需求显示出高达99%的可靠性。预测的2041-2070年期间的降雨模式显示出与历史观测降雨相似的信度-水箱大小关系。但是,预计2021年至2040年和2071年至2100年的高降水强度似乎有助于该系统获得更高的可靠性。成本效益分析表明了拟议系统的财务可行性。最后,我们开发了一个包含RWH交互因素的诺模图,这将简化决策者在实施社区RWH方面的决策。在历史降雨的情况下,假设选择了适当的社区规模和储水箱尺寸,我们建议的社区RWH对于每天100 L的家庭需求显示出高达99%的可靠性。预测的2041-2070年期间的降雨模式显示出与历史观测降雨相似的信度-水箱大小关系。但是,预计2021年至2040年和2071年至2100年的高降水强度似乎有助于该系统获得更高的可靠性。成本效益分析表明了拟议系统的财务可行性。最后,我们开发了一个包含RWH交互因素的诺模图,这将简化决策者在实施社区RWH方面的决策。假设选择了适当的社区规模和储罐尺寸。预测的2041-2070年期间的降雨模式显示出与历史观测降雨相似的信度-水箱大小关系。然而,预计2021年至2040年和2071年至2100年的高降水强度似乎有助于该系统获得更高的可靠性。成本效益分析表明了拟议系统的财务可行性。最后,我们开发了一个包含RWH交互因素的诺模图,这将简化决策者在实施社区RWH方面的决策。假设选择了适当的社区规模和储罐尺寸。预测的2041-2070年期间的降雨模式显示出与历史观测降雨相似的信度-水箱大小关系。但是,预计2021年至2040年和2071年至2100年的高降水强度似乎有助于该系统获得更高的可靠性。成本效益分析表明了拟议系统的财务可行性。最后,我们开发了一个包含RWH交互因素的诺模图,这将简化决策者在实施社区RWH方面的决策。预测2021年至2040年和2071年至2100年的高降水强度似乎有助于该系统获得更高的可靠性。成本效益分析表明了拟议系统的财务可行性。最后,我们开发了一个包含RWH交互因素的诺模图,这将简化决策者在实施社区RWH方面的决策。预测2021年至2040年和2071年至2100年的高降水强度似乎有助于该系统获得更高的可靠性。成本效益分析表明了拟议系统的财务可行性。最后,我们开发了一个包含RWH交互因素的诺模图,这将简化决策者在实施社区RWH方面的决策。

更新日期:2021-04-08
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