sumun korjuu

sumun korjuu voi tarjota vaihtoehtoisen makean veden lähteen kuivilla alueilla, ja sitä voidaan korjata käyttämällä yksinkertaisia ja edullisia keruujärjestelmiä. Talteen otettua vettä voidaan sitten käyttää maatalouden keinokasteluun ja kotitalouskäyttöön. Tutkimusten mukaan sumunkerääjät toimivat parhaiten paikoissa, joissa on usein sumujaksoja, kuten rannikkoalueilla, joilla voidaan kerätä vettä sumun siirtyessä Tuulen vetämänä sisämaahan. Teknologia voisi kuitenkin mahdollisesti tuottaa vettä myös vuoristoalueilla, jos vettä on stratocumulus-pilvissä noin 400-1 200 metrin korkeudessa (UNEP, 1997b). Kansainvälisen Kehitystutkimuskeskuksen (International Development Research Centre, 1995) mukaan Chilen, Perun ja Ecuadorin lisäksi eniten hyötyalueita ovat eteläisen Afrikan Atlantin rannikko (Angola, Namibia), Etelä-Afrikka, Kap Verde, Kiina, Itä-Jemen, Oman, Meksiko, Kenia ja Sri Lanka.

kuvaus

sumun korjuu tarjoaa vaihtoehtoisen makean veden lähteen hyödyntämällä tekniikkaa, jolla kerätään vettä Tuulen vetämästä sumusta. Sumun korjuujärjestelmiä asennetaan tyypillisesti alueille, joilla sumua esiintyy luontaisesti runsaasti, tyypillisesti rannikko-ja vuoristoalueille. Järjestelmät on yleensä rakennettu verkon muodossa, stabiloitu kahden pylvään väliin, jotka ovat levittäytyneet kulmassa, joka on kohtisuorassa vallitsevaan sumua kuljettavaan tuuleen nähden. Tuulen kulkiessa verkon läpi muodostuu makeanveden pisaroita, jotka valuvat taustalla olevaan ojaan, josta putket johtavat veden varastosäiliöön.

sumun korjuutekniikka koostuu yksi-tai kaksikerroksisesta verkosta, jota tukee kaksi maasta nousevaa pylvästä. Verkkopaneelit voivat vaihdella kooltaan. Etelä-Afrikan yliopiston sumun korjuu-tutkimushankkeessa käyttämät mittarit olivat 70 m2 (UNISA, 2008), kun taas Jemenissä rakennettiin 26 pientä Standardisumun kerääjää (SFC), joiden koko oli 1 m2 (Schemenaur et al, ei päivämäärää). Verkon materiaalina käytetään yleensä nailon -, polyeteeni-tai polypropeeniverkkoa (tunnetaan myös nimellä ”varjokangas”), jota voidaan valmistaa eri tiheyksiin, joilla sen läpi kulkevasta sumusta saadaan talteen eri määriä vettä (UNEP, 1997B). Kerääjät on sijoitettu reunaviivoihin, jotka ovat kohtisuorassa vallitsevaa tuulta vastaan, ja ne keräävät ja keräävät vettä, kun sumu pyyhkäisee läpi. Valittujen silmien määrä ja koko riippuvat paikallisesta pinnanmuodostuksesta, veden kysynnästä sekä taloudellisten resurssien ja materiaalien saatavuudesta. Fogquestin mukaan optimaalinen jako on yksittäissilmäyksiköt, joiden väli on vähintään 5 m ja ylävirtaan on sijoitettu ylimääräisiä sumunkerääjiä vähintään kymmenen kertaa suuremmalle etäisyydelle kuin toisen sumunkerääjän. Etelä-Afrikassa yliopiston tutkimushanke järjesti useita mesh-paneeleita yhteen laajentaakseen valuma-aluetta ja lisätäkseen rakenteen vakautta tuulisissa olosuhteissa (UNISA, 2008).

keräin-ja siirtojärjestelmä toimii painovoiman ansiosta. Verkkoon kerääntyvät vesipisarat valuvat alaspäin ja valuvat verkon pohjalla olevaan ojaan, josta ne johdetaan putkia pitkin varastoaltaaseen tai vesisäiliöön. Sumunkerääjän tyypilliset vedentuotantonopeudet vaihtelevat 200-1000 litraan vuorokaudessa, ja vaihtelu tapahtuu päivittäin ja vuodenaikojen mukaan (FogQuest). Keräystehokkuus paranee suuremmilla sumupisaroilla, suuremmilla tuulennopeuksilla ja kapeammilla keräyskuiduilla/verkon leveydellä. Lisäksi verkolla pitäisi olla hyvät kuivatusominaisuudet. Sumunkerääjien veden keräysasteet on esitetty taulukossa 1.

lähteet: UNISA, 2008; Schemenauer et al, 2004; Washtechnology; FogQuest

siirtojärjestelmän ja varastointilaitteen mitat riippuvat järjestelmän laajuudesta. Varastointitilat olisi varattava vähintään 50 prosentille odotetusta päivittäisestä enimmäistilavuudesta. Maataloutta varten vesi kerätään säännöstelysäiliöön, siirretään altaaseen ja lopuksi kastelujärjestelmään, jota viljelijät voivat käyttää satonsa kasteluun (UNEP, 1997B).

käyttö ja huolto ovat suhteellisen yksinkertaisia prosesseja, kun järjestelmä on asennettu oikein. Tärkeä tekijä tämän teknologian kestävyyden kannalta on kuitenkin rutiininomaisen laadunvalvontaohjelman perustaminen, johon kuuluvat seuraavat tehtävät (UNEP, 1997B).:

• verkkoverkkojen ja kaapelin jännitteiden tarkastus Veden nostotehokkuuden heikkenemisen ja rakenteellisten vaurioiden välttämiseksi
• verkkojen, viemärien ja putkistojen kunnossapito pölyn, roskien ja levien poistamiseksi
• varastosäiliön tai vesisäiliön huolto sienten ja bakteerien kerääntymisen estämiseksi
• jos varaosia ei ole saatavilla paikallisesti, on suositeltavaa pitää varalla verkko-ja muita osia paikallista tarjontaa saatettaisiin rajoittaa etenkin syrjäisillä vuoristoalueilla.

ilmastonmuutoksen aiheuttama kuivuus heikentää makean veden saatavuutta joillakin alueilla. Tämä vaikuttaa maataloustuotantoon rajoittamalla istutus-ja kastelumahdollisuuksia. Sumun korjuu tarjoaa keinon hankkia elintärkeitä vesivaroja näiden alueiden maatalouden tukemiseksi. Lisäksi sumun korjuusta saatava vesi voi auttaa aavikoitumisen estämisessä, kun sitä käytetään kasteluun metsäisten alueiden tai kasvillisuuden peittämisen lisäämiseksi. Jos alueen korkeammille kukkuloille istutetaan puita, nekin keräävät sumuvettä ja edistävät pohjavesiesiintymiä. Metsät voivat sitten ylläpitää itseään ja lisätä vettä ekosysteemiin, mikä auttaa kehittämään sietokykyä kuivempia olosuhteita vastaan.

toteutus

sumun korjuujärjestelmät on paras asentaa avoimiin paikkoihin, joiden korkeus on melko korkea ja jotka ovat alttiina tuulivirralle. Sää – ja ilmastotietoja, kuten vallitsevaa tuulen ja virtauksen suuntaa, on ehkä kerättävä optimaalisen sijainnin määrittämiseksi. Teknisen asennuksen jälkeen koulutus voi olla tarpeen myös järjestelmän ja sen kunnossapitovaatimusten esittelemiseksi paikalliselle yhteisölle. Paksu sumu, suuret tuulennopeudet ja tiukempi verkkomateriaali voivat kaikki parantaa korjuujärjestelmän tehokkuutta. Veden korjuunopeus vaihtelee välillä 5,3 litraa/m2/vrk ja 13,4 litraa / m2 / vrk riippuen sadonkorjuujärjestelmän vuodenajasta, sijainnista ja tyypistä (käytetty materiaali) (Organization of American States, n.d.). Sumuharvestereista kerättyä vettä voidaan käyttää monenlaisiin tarkoituksiin, kuten juomaveteen, kasteluun ja muihin kotitaloussovelluksiin. Verkko, tyypillisesti nailon -, polyeteeni-tai Polypropeeniverkko, levittäytyy tiiviisti kahden tukevasti istutetun pylvään, yleensä puupaalun, väliin. Sumun korjuujärjestelmän koko voi vaihdella suuresti, pienin on noin 1 m2 yksikkö ja suurin jopa 1600 m2 (dar SI Hmad, n.d.). Alla oleva ränni kerää verkosta tippuvat vesipisarat. Pisarat ohjataan erilliseen vesisäiliöön, josta vesi voidaan kerätä ja käyttää. Kunnossapitoon kuuluvat rutiinitarkastukset ja verkkojen, putkien ja säiliöiden puhdistus pölyn, levien, bakteerien jne.poistamiseksi. varmistaa mahdollisimman tehokas ja ylläpitää veden laatua.

tekniikan edut

• ei vaadi toimiakseen energiaa.
• vähentää paikallisten makeanveden altaiden painetta veden vähäisen saatavuuden aikana.
• ilmakehän vesi on yleensä puhdasta, ei sisällä haitallisia mikro-organismeja ja soveltuu heti kasteluun. Useissa tapauksissa sumun korjuutekniikalla kerätyn veden on osoitettu täyttävän Maailman terveysjärjestön standardit (UNISA, 2008; WaterAid, ei päivämäärää). Teknologian asennuksen ja ylläpidon ympäristövaikutukset ovat minimaaliset (WaterAid, no date). Kun Osat ja tekninen valvonta on varmistettu, sumun korjuutekniikan rakentaminen on suhteellisen yksinkertaista ja se voidaan toteuttaa paikan päällä. Rakennusprosessi ei ole työvoimavaltainen, tarvitaan vain perustaitoja, ja kun järjestelmä on asennettu, se ei vaadi lainkaan energiaa toimiakseen. Koska sumun korjuu soveltuu erityisen hyvin vuoristoalueille, joilla yhteisöt elävät usein syrjäisessä tilassa, pääomainvestoinnit ja muut kustannukset ovat yleensä alhaiset verrattuna perinteisiin vesihuoltolähteisiin (UNEP, 1997B).
• tarjoaa ylimääräisen makean veden lähteen kuivilla rannikko-ja vuoristoalueilla, mikä parantaa yhteisöjen elämänlaatua.
• vesi on yleensä puhdasta, ja se voidaan käyttää heti sadonkorjuun jälkeen.
• minimoi kustannukset ja makean veden kuljetustarpeen vaikeasti saavutettavalle alueelle.

tekniikan haitat

sumun korjuutekniikat riippuvat vesilähteestä, joka ei ole aina luotettava, koska sumujen esiintyminen on epävarmaa. Tietyillä alueilla on kuitenkin taipumusta sumun kehittymiseen, erityisesti Etelä-Amerikan mantereen länsiosan vuoristoisilla rannikkoalueilla. Lisäksi on vaikeaa laskea edes likimääräinen vesimäärä, joka voidaan saada tietyssä paikassa (Schemenauer and Cereceda, 1994). Tämä teknologia voi muodostaa investointiriskin, ellei ensin toteuteta pilottihanketta, jossa arvioidaan arvioitavalla alueella ennakoitavissa oleva mahdollinen vesimäärän tuotto.

rahoitustarpeet ja-kustannukset

kustannukset vaihtelevat sumuttajien koon, materiaalien laadun ja saatavuuden, työvoiman ja paikan sijainnin mukaan. Pienten sumukeräinten rakentaminen maksoi 75-200 dollaria. Suuret 40 m2: n sumukeräimet maksavat 1 000-1 500 dollaria ja voivat kestää jopa kymmenen vuotta. Noin 2 000 litraa vettä päivässä tuottava kyläprojekti maksaa noin 15 000 dollaria (FogQuest). Moniyksikköjärjestelmien etuna on alhaisemmat kustannukset tuotettua vesiyksikköä kohti, ja käytössä olevien paneelien määrää voidaan muuttaa ilmasto-olosuhteiden ja veden kysynnän vaihtuessa (UNEP, 1997B). Yhteisön osallistuminen auttaa vähentämään sumun korjuujärjestelmän rakentamisen työvoimakustannuksia.

institutionaaliset ja organisatoriset vaatimukset

yleisesti suositellaan, että paikallinen väestö osallistuu hankkeen rakentamiseen (UNEP, 1997; WaterAid, ei päivämäärää). Yhteisön osallistuminen auttaa poistamaan työvoimakustannuksia ja myös varmistamaan yhteisön omistajuuden tunteen ja sitoutumisen elatukseen. Yhteisön hallintokomitea voitaisiin perustaa, ja se koostuisi koulutetuista henkilöistä, jotka vastaavat korjaus-ja huoltotehtävistä ja jotka auttavat varmistamaan teknologian pitkän aikavälin kestävyyden. Alkuvaiheessa raaka-aineiden ostoon ja teknisen osaamisen rahoittamiseen saatetaan tarvita valtion tukia.

sumun korjuutekniikan käyttöönottopaikan valinnassa tarvitaan erilaisia sää-ja paikkatietoja, mukaan lukien vallitseva tuulensuunta ja mahdollisuus veden erottamiseen sumuista (kuten sumun esiintymistiheys ja sumuvesipitoisuus). Sumuvesilähteen suuruuden ja luotettavuuden arvioimiseksi olisi myös tehtävä toteutettavuustutkimus ja pilottiasteikkoarviointi. Osa näistä tiedoista voidaan yleensä kerätä valtion Ilmatieteen laitoksilta, mutta neblinmetrin (nestemäisen vesipitoisuuden mittauslaite) käyttö paikallisten tietojen keruussa voi olla tarpeen (laatikko 1).

Box 1: Key information requirements for assessing fog harvesting suitability

”Global wind patterns: persistent winds from one direction are ideal for fog collection. Eteläisen Tyynenmeren itäosassa sijaitseva korkeapaineen alue tuottaa rannikolla lounaistuulia Pohjois-Chilessä suurimman osan vuodesta ja Etelätuulia Perun rannikolla.
topografia: sumujen/pilvien pysäyttämiseen tarvitaan riittävä Topografinen Reliefi. Mannertenvälisessä mittakaavassa esimerkkejä ovat Chilen, Perun ja Ecuadorin rannikkovuoret ja paikallisessa mittakaavassa myös syrjäiset kukkulat tai rannikon dyynit.

helpotus lähialueilla: on tärkeää, ettei muutaman kilometrin ylätuulessa ole suurta estettä tuulelle. Kuivilla rannikkoalueilla päivällä lämpenevän sisämaan painauman tai altaan läsnäolo voi olla edullista, sillä näin syntynyt paikallinen matalapainealue voi tehostaa merituulta ja lisätä tuulen nopeutta, jolla merelliset pilvikannet virtaavat keräyslaitteiden yllä.

korkeus: stratocumulus-pilvien paksuus ja niiden emästen korkeus vaihtelevat sijainnin mukaan. Haluttu työskentelykorkeus on kaksi kolmasosaa pilven paksuudesta pohjan yläpuolella. Tällä pilven osalla on tavallisesti korkein nestemäisen veden pitoisuus. Chilessä ja Perussa työkorkeudet vaihtelevat 400 metristä 1 000 metriin merenpinnan yläpuolella.

topografisten piirteiden suunta: on tärkeää, että vuorijonon, kukkuloiden tai dyynijärjestelmän pituusakseli on suunnilleen kohtisuorassa valtamerestä pilvet tuovan tuulen suuntaan nähden. Pilvet virtaavat Selänteiden yli ja solien läpi, sumu hälvenee usein myötätuulen puolella.

Etäisyys rantaviivasta: on monia korkealla sijaitsevia manneralueita, joissa on usein sumupeitteitä, jotka johtuvat joko vastatuulipilvien kulkeutumisesta tai orografisten pilvien muodostumisesta. Näissä tapauksissa etäisyydellä rantaviivasta ei ole merkitystä. Rantaviivan tuntumassa olevat alueet ovat kuitenkin yleensä suositeltavia sumun korjuupaikkoja.

Keräilytila: harjuviivat ja tasaisten vuorten vastatuulireunat ovat hyviä sumun korjuukohteita. Kun käytetään pitkiä sumuvesikeräimiä, ne kannattaa sijoittaa noin 4,0 metrin välein, jotta tuuli pääsee puhaltamaan kerääjien ympärille.

Crestline-ja ylätuulipaikat:hieman alempana olevat ylätuulipaikat ovat hyväksyttäviä, samoin tasaisessa maastossa olevat vakiopaikat. Mutta paikkoja Harjun tai mäen takana, erityisesti siellä, missä tuuli puhaltaa alas, tulisi välttää.”Lähde: UNEP, 1997b

kehikossa 1 esitettyjen kovien tietojen lisäksi tarvitaan asiantuntemusta sumunkorjuutekniikan rakentamisessa ja kunnossapidossa, ja paikallisyhteisöille olisi tarjottava koulutusta säännöllisten laadunvalvonnan ja laitetarkastusten suorittamiseksi.

täytäntöönpanon esteet

tähän mennessä toteutetuissa sumunkorjuuhankkeissa on ilmennyt useita haasteita ja kysymyksiä:

• jos sumu on kausittainen lähde, vettä on varastoitava suuria määriä kuivan kauden käyttöä varten (Vesituki, ei päiväystä)
• jos sitä ei huolleta asianmukaisesti, veden laatu on ongelma matalavirtausjaksoina
• Sumuveden keruu edellyttää erityisiä ympäristö-ja topografisia olosuhteita, ja sen käyttö rajoittuu tiettyihin alueisiin
• syrjäiset paikat ja jyrkkä maasto vaikeuttavat materiaalien hankintaa ja kuljetusta.
• voimakas tuuli ja lumisade voivat aiheuttaa rakennevian talvikaudella
• veden saanto on korjuun tehokkuus edellyttää toteutettavuustutkimuksia ennen laajamittaista toteutusta
• , tarvitaan usein sumuja ja riittävästi vettä, jotta investointi olisi kustannustehokas. Tämä rajoittaa teknologiat alueille, joilla on erityisiä ehtoja.
• tällä hetkellä toiminnassa on vain vähän kaupallisia mesh-tuottajia, joiden pääasialliset toimittajat sijaitsevat Chilessä. Sitä ei ole Afrikassa, Pohjois-Amerikassa eikä Aasiassa (FogQuest). Siksi käyttöönotto ja ylläpito voi tulla kalliiksi maahantuonnin tai kuljetuksen vuoksi.
• Korjuutilavuutta voi olla vaikea ennustaa erityisesti pitkällä aikavälillä, koska se riippuu sumun esiintymisestä, tuulen nopeudesta jne.
• joillakin rannikkoalueilla juomaveden laatu on huonompaa johtuen suurista kloori -, nitraatti-ja mineraalipitoisuuksista
• suuret sumurakenteet voivat vahingoittaa tai haitata kasvistoa ja eläimistöä
• ankarat sääolosuhteet, kuten erittäin voimakas tuuli ja lumisade, voivat vahingoittaa korjuujärjestelmiä

toteutusmahdollisuudet

• suhteellisen yksinkertaiset teknologia. Kun järjestelmä on perustettu, yhteisö voi ylläpitää sitä ja ylläpitoa tarvitaan vain vähän
• halvempi makean veden lähde verrattuna joihinkin muihin ei-tavanomaisiin vesihuoltolähteisiin, kuten suolanpoistoon
• makean veden luonnonvarojen monipuolistaminen alueilla, joilla makean veden saanti on rajallista, parantaa ilmastokestävyyttä
• järjestelmän osien materiaalit voidaan usein hankkia paikallisesti, luoden paikallisia liiketoimintamahdollisuuksia
• Sumuveden keruu on tullut innovatiiviseksi teknologiaksi vuoristoisissa yhteisöissä, joilla ei ole pääsyä perinteisille vesilähteille. Sumunkorjuuteknologiaa ja sen mahdollisuuksia tukea maataloustuotantoa voidaan edelleen tutkia ja kehittää. Koska mesh-toimittajia ei ole, paikallisesti saatavilla olevien materiaalien käyttö komponentteihin tarjoaa mahdollisuuden paikallisen liiketoiminnan kehittämiseen. Tämä tekniikka tarjoaa myös mahdollisuuden palauttaa luonnollinen kasvillisuus ja tukea maatalouskäytäntöjä hankkimalla kirkasta vettä viljelykasveille ja karjalle.

täytäntöönpanoon liittyvät näkökohdat *

teknologinen kypsyys: 4-5
alkuinvestoinnit: 1-3
toimintakustannukset: 1-2
toteutusaikataulu: 1-2

* tämä mukautusteknologiaa koskeva selonteko sisältää yleisarvion neljästä teknologian käyttöönottoon liittyvästä ulottuvuudesta. Se edustaa ohjeellista arviointiasteikkoa 1-5 seuraavasti:
teknologinen kypsyysaste: 1-tutkimus-ja kehitystyön alkuvaiheessa, 5-täysin kypsä ja laajalti käytetty
alkuinvestoinnit: 1 – erittäin alhaiset kustannukset, 5-teknologian käyttöönottoon tarvittavat erittäin korkeat investoinnit
toimintakustannukset: 1 – erittäin alhaiset / Ei kustannuksia, – 5 – erittäin korkeat käyttö – ja ylläpitokustannukset
toteutusaika: 1-Erittäin nopea toteuttaa ja saavuttaa haluttu kapasiteetti, – 5-merkittävät aikainvestoinnit, joita tarvitaan täyden kapasiteetin luomiseen ja/tai saavuttamiseen
tätä arviota käytetään vain viitteenä ja suhteutettuna muihin tässä oppaassa esitettyihin teknologioihin. Tarkemmat kustannukset ja aikataulut on yksilöitävä merkityksellisiksi kyseisen teknologian ja maantieteen kannalta.

Tapaustutkimukset

• Morroco: Juo pilvistä-naiset ja miehet muuttavat kasteen ja sumun juomavedeksi

• UNEP-DHI Partnership-Fog harvesting
• IDRC (International Development Research Centre) (1995) Reading Clouds in Chile, IDRC Reports, Ontario.
• Schemenauer, R. S., P. Osses, and M. Leibbrand (2004) Fog collection evaluation and operational projects in the Hajja Governorate, Jemen. Julkaisussa: Proceedings of the 3rd International Conference on Fog, Fog Collection and Dew, Kapkaupunki, Etelä-Afrikka, 38.
• Schemenauer, R. S. and P. Cereceda (1994). Fog Collectionin rooli kehitysmaiden vesisuunnittelussa. Natural Resources Forum, 18, 91-100, Yhdistyneet Kansakunnat, New York.
• UNEP (1997) Sourcebook of Alternative Technologies for Freshwater Augmentation in Some Countries in Asia, UNEP, Unit Sustainable Development and Environment Pääsihteeristö, Amerikan valtioiden järjestö, Washington, D. C.
• Nisa (University of South Africa) (2008) Research Report, UNISA. Kapkaupungissa.
• WaterAid, Technical Brief: Rainwater Harvesting, no date
• Cho, R. (2011). The Fog Collectors: Keräämme Vettä Ohuen Ilman Avulla. Maan Instituutti, Columbian Yliopisto. Saatavilla osoitteessa: http://blogs.ei.columbia.edu/2011/03/07/the-fog-collectors-harvesting-w…
• Dar Si Hmad (o.s.) Fog-Harvesting. Darsihmad.org. saatavilla osoitteessa: http://www.darsihmad.org/fog-harvesting/
• Gur, E. ja Spuhler, D. (n.d.) Fog Drip. Kestävä sanitaatio ja vesihuolto (SSWM). Saatavilla osoitteessa: http://www.sswm.info/content/fog-drip
• OAS (n.d.) 1.3 sumun korjuu. Amerikan valtioiden järjestö. Saatavilla osoitteessa: http://www.oas.org/dsd/publications/unit/oea59e/ch12.htm
• Quezada, A., Haggar, J., Torres, J. ja Clements, R. (n.d.) Fog Harvesting. ClimateTechWiki. Luettavissa: http://www.climatetechwiki.org/content/fog-harvesting
  Wikipedia (2016). Fog Collection. Wikimedia Foundation. Saatavilla osoitteessa: https://en.wikipedia.org/wiki/Fog_collection