水の保全

水の保全には、淡水の天然資源を持続的に管理し、水圏を保護し、現在および将来の人間の需要を満たすためのすべての政策、戦略、活動が含まれます。 人口、世帯の大きさ、成長と豊かさはどれだけ水が使われるかに影響します。 気候変動などの要因により、特に製造業や農業灌漑における天然水資源への圧力が高まっています。 多くの米国の都市では既に水の節約を目的とした政策が実施されており、多くの成功を収めています。

水保全活動の目標は次のとおりです。

生態系からの淡水の撤去が自然換算率を超えない将来の世代のための水の利用可能性を確保する。
水の汲み出し、配送、廃水処理施設の省エネルギーは、かなりのエネルギーを消費します。 世界の一部の地域では、総電力消費量の15%以上が水管理に費やされています。
人間の水の使用を最小限にする生息地の保全は、地元の野生生物や水鳥の移動のための淡水の生息地を維持するのに役立ちますが、水の質も向上させます。

水質汚濁の原因
表層水域
空気からの汚染物質の飛行機進入
産業や交通事故による公害(例えば、タンカー事故、事故、工業プラントの大火災)
農薬
未処理下水の排出
過剰肥沃な農地を洗い流すことによって

地下水中
民間世帯、産業および商業からの不法に預けられた廃棄物の水溶性または液体成分
下水道の漏水による排水
主に工場耕作による肥料と肥料による畑の過度の施肥
産業または商業企業における故意にまたは意図せずに放出された汚染物質(例えば、問題の意識が不足しているために、以前に検出されなかったラインリーク、従業員の過失行為、労働災害など)
鉱物油、氷結塩および輸送および輸送からの残留物
農業からの農薬

戦略
水の保全(水を節約する)に役立つ主な活動は次のとおりです。

水の損失、使用、および資源の無駄を有益に削減する。
水質の損傷を避ける。
水の使用を減らしたり、水の有益な利用を向上させる水管理の実践を改善する。
水保全の1つの戦略は雨水の収穫です。 池、湖沼、水路を掘削し、貯水池を拡張し、家庭に雨水捕獲ダクトや濾過システムを設置することは、雨水を収穫するさまざまな方法です。 収穫され、ろ過された雨水は、トイレ、家庭園芸、芝生灌漑、小規模農業に使用される可能性がある。

水保全のもう一つの戦略は、地下水資源の保護です。 降水が発生すると、土壌に浸透して地下に入ります。 この飽和領域の水は地下水と呼ばれます。 地下水の汚染は、地下水の供給を新鮮な飲料水の資源として使用することができず、汚染された地下水の自然再生は補充するのに数年かかる可能性がある。 潜在的な地下水汚染源の例には、貯蔵タンク、腐敗系統、管理されていない有害廃棄物、埋立地、大気汚染物質、化学物質、道路塩などがあります。 地下水の汚染は利用可能な淡水の補充を減少させるので、汚染から地下水資源を保護することによる予防措置をとることは、水の保全の重要な側面である。

水の保全へのさらなる戦略は、持続可能な地下水資源の利用方法を実践することです。 地下水は重力のために流れ、最終的に河川に排出されます。 地下水の過剰な汲み上げは、地下水位の低下をもたらし、それが続くと、それは資源を使い果たす可能性がある。 地表水と地表水が接続され、地下水の過度な使用が減少し、極端な例では、湖、川、水の水供給が減少する。 沿岸地域では、地下水を圧送すると塩水の侵入が増え、地下水の供給が汚染される可能性があります。 保全には地下水の持続可能な利用が不可欠です。

水保全戦略の基本的な要素は、さまざまな水計画のコミュニケーションと教育の取り組みです。 土地管理者、政策立案者、農民、そして一般市民に科学を教えるコミュニケーションを発展させることは、水の節約に活用されるもう一つの重要な戦略です。 水系の仕組みに関する科学のコミュニケーションは、そのシステムを保全するための管理計画を立てる際の重要な側面であり、適切な管理計画を確実に実行するためによく使用されます。

水質汚濁の影響
現在、飲料水条例では、とりわけ50mg以下の硝酸塩/リットルが飲料水で検出可能であると規定されているため、地表付近の地下水を飲料水として使用することはほとんど不可能である。 したがって、より深い地下水資源が飲料水に使用されています。

節水対策
水の浄化は、人間の水とその周辺の使用が許容できる水準に及ぼす影響を減らすことを目的として行われます。 欧州連合(EU)の分野では、水の枠組み指令は、水質の保護、すなわち水の保護の目的として良好な生態学的地位の達成を定義している。 国家レベルでは、この任務は何よりも水利法です。 しかし、環境法の分野における他の法律は水の保護という目標を持っていますが、ドイツでは主に連邦裁判所法、産業機器、芸術家の状態の適用です。 現在の技術水準は、欧州連合(EU)がBREFで公表し、「BAT結論」を結びつける「利用可能な最善の技術」(BAT)と同義である。

水質汚染対策の措置は、

トウモロコシの圃場での赤い巣の伐採を最小限に抑え、栄養のオーバーハングを減少させる農薬や、腐食防止、肥料分析、肥料などによる農業管理の適応
水や環境に有害な物質の使用を避けて水質汚染を回避する。
(例えば、フィルタリング、凝集、生物学的排水処理、活性炭などによる操作中)収集場所での滞留による水生環境および環境に有害な物質の侵入を低減する。
排水処理場における排水処理と処理のための措置。
適切な廃棄処理。
水や環境に有害な物質を適切に保管し、消火水を保持するなど、事故や事故の防止と管理。
水の浄化に関する助け
湖/川で植物や動物の保護区を観察する
銀行や堤防を清潔に保つ
節水してください
可能であれば雨水を使用する
環境にやさしい洗剤や洗剤を使用する
油や脂肪を水にこぼさないでください。
水の状態の監視と水の開発は、水の監視と呼ばれます。

地下水保護の一般目的
地下水は自然のバランスの重要な要素です。 それは水循環の一部であり、重要な生態学的機能を果たす。 地下水はドイツで最も重要な飲料水資源でもあります。 したがって、地下水は汚染から十分に保護されなければならない。 したがって、地下水保護のためには、以下の一般的な目標がある。

地下水は、不純物やその他の不利な性質の変化から保護され、自然状態で保存されなければならない。
地下水の管理は、自然環境と調和していなければならない。
地下水は、予防措置として包括的に保護される。
品質基準は、その人為起源がほとんど影響を受けない性質である。

ソーシャルソリューション
社会的解決策に関わる水節約計画は、通常、地方自治体の水道事業者または地方自治体によって地方レベルで開始されている。 一般的な戦略には、公的アウトリーチキャンペーン、段階的水利(水利用が増加するにつれて価格が次第に高くなる)、または芝生の水や洗車などの屋外の水の使用に関する制限が含まれます。 乾燥した気候の都市では、屋外での水の使用量を減らすために、新しい家庭でのキサスケープや自然造園の設置が必要または推奨されることがあります。 カリフォルニア州の都市部の屋外用水のほとんどは住宅であり、家庭だけでなく企業にもアウトリーチする理由が示されています。

1つの基本的な保全目標はユニバーサルメータリングです。 住宅水の計量の普及率は世界的に大きく異なります。 最近の研究では、英国の家庭の30%未満、都市のカナダの家庭の約61%(2001年現在)に給水が供給されていると推定されています。 個々の水道メーターは、プライベートウェルまたは多世帯の建物の家では実用的ではないと考えられてきましたが、米国環境保護庁は、計量だけで消費を20〜40%削減できると見積もっています。 消費者の水使用意識を高めることに加えて、計量は水漏れを特定して特定する重要な方法です。 水の計量は社会に利益をもたらすだろう。長期的には、水の計量は水系全体の効率を上げるだけでなく、何年も個人のための不必要な費用を助けることが証明されている。 追加料金を支払うつもりがない限り、水道部門は国民、国内および製造サービスの水使用量を監視することができます。

いくつかの研究者は、作物灌漑が世界の清水使用量の70%を占めているという事実に照らして、水保全努力が主に農民を対象とすべきであると示唆している。 ほとんどの国の農業部門は経済的にも政治的にも重要であり、水の補助金が一般的です。 保全擁護派は、農業従事者がより水効率の良い作物を栽培し、無駄な灌漑技術をより少なくするよう、すべての補助金を廃止するよう求めた。

新技術は、消費者にいくつかの新しい選択肢を提供します。トイレを使用するときはフル・フラッシングやハーフ・フラッシュなどの機能は、水の消費と廃棄に差をつけようとしています。 古いシャワーヘッドは1分あたり5〜10ガロンを使用すると言われていますが、利用可能な新しい備品は1分あたり2.5ガロンを使用し、同等の水域を提供すると言われています。

家庭用アプリケーション
ホームウォーターワークスのウェブサイトには、家庭の水保全に関する有益な情報が掲載されています。 水を節約する最も効果的な方法は、(シャワーを短くするなどして)水使用行動を減らすことであるという一般的な見解とは対照的に、専門家はトイレを交換して洗濯機を改造することが最も効率的であると示唆している。 米国での2つの家庭用最終使用伐採試験によって示されているように

家庭用の節水技術には以下が含まれます:

低流量シャワーヘッドはエネルギー消費が少ないのでエネルギー効率のよいシャワーヘッドと呼ばれることもあります
トイレを低水洗してトイレを堆肥化する。 伝統的な洋式トイレは大量の水を使用するため、これらは先進国で劇的な影響を及ぼします
Caromaで作成された2つの水洗トイレには、異なるレベルの水を洗い流すための2つのボタンまたはハンドルがあります。 デュアルフラッシュトイレは、従来のトイレよりも67%少ない水を使用します。
より少ない水を使用しながら “濡れの有効性”を維持するために微細な液滴に流れ落ちる蛇口通気装置。 追加の利点は、手や皿を洗っている間に飛沫が減少することです
トイレが海水または非浄水を使用する場所での原水の浄化
排水の再利用またはリサイクルシステム。
トイレまたは給水池の洗面用グレーウォーターの再利用
水処理場での浄化による廃水のリサイクル。 排水 – 再利用も参照してください。
雨水貯留
高効率衣類洗濯機
天気ベースの灌漑コントローラ
ホースを走行させるのではなく、使用していないときに水を止めるガーデンホースノズル。
洗面器の低流量タップ
プールは、蒸発を減らし、プール水を暖めて水、エネルギー、化学物質のコストを削減することができます。
自動蛇口は、蛇口での水の浪費を排除する水保全蛇口です。 手を使わずに蛇口の使用を自動化します。

商用アプリケーション
家庭で便利な多くの節水装置(低水洗トイレなど)は、業務用節水にも役立ちます。 その他の企業の節水技術には、

水なし小便器
水なし洗車
赤外線または足で操作するタップ。これは、キッチンまたは浴室でのすすぎに短時間の水を使用して水を節約できます
歩道を清掃するためにホースの代わりに使用できる加圧されたウォータールーム
X線フィルムプロセッサの再循環システム
冷却塔導電率コントローラ
病院や医療施設で使用する節水型蒸気滅菌装置
雨水貯留
水から水への熱交換器。

農業用アプリケーション
作物灌漑にとって、最適な水効率とは、生産を最大化しながら、蒸発、流出または地下排水による損失を最小限にすることを意味します。 特定の作物補正係数と組み合わせた蒸発パンを使用して、プラント要件を満たすために必要な水の量を決定することができます。 洪水灌漑は、最も古くて最も一般的なタイプであり、多くの場合、畑の一部が十分な量を他の部分に供給するために余分な水を受け取ることがあるため、分布が非常に不均一である。 センターピボットまたは横移動スプリンクラーを使用したオーバーヘッド式灌漑は、より均等で制御された流通パターンの可能性を秘めています。 ドリップ灌漑は、最も高価で使用頻度の低いタイプですが、最小限の損失で植物の根に水を供給することができます。 しかし、ドリップ灌漑は、家庭用園芸家や水利の上昇を考慮して、ますます手頃な価格で提供されています。 点滴方式を使用すると、あらゆる方向に噴霧する灌漑システムを交換する場合、年間30,000ガロンの水を節約できます。 蒸発を排除するために成長培地に浸すことさえできる浸漬ホースの使用のような点滴灌漑と同様の安価な有効な方法もある。

灌漑システムを変更することは費用のかかる作業となる可能性があるため、保全努力はしばしば既存のシステムの効率を最大限に高めることに集中する。 これには、圧縮された土を彫刻すること、流出を防止するために畝をつくること、灌水スケジュールを最適化するために土壌の湿気と降雨のセンサーを使用することなどがあります。 通常、既存の灌漑システムの測定とより効果的な管理によって、効率の大幅な向上が可能です。 2011年のUNEPグリーン・エコノミー・レポートによれば、「緑肥、肥料、肥料の使用による土壌有機物の改善は、土壌の保水能力と集中豪雨時の水分吸収能を高める」と指摘している。季節の乾期中に降雨や灌漑の利用を最適化する方法。

水の再利用
水不足は管理がますます困難になってきています。 世界の人口の40%以上が水需要が供給を上回る地域に住んでいます。 気候変動や急激な人口増加などの問題が続く中で、需要と供給の不均衡が水の再利用を水の節約に必要な方法にしています。 食用作物や飲料水の灌漑に使用することが安全であることを保証するために廃水の処理には様々な方法が用いられている。

海水淡水化は、淡水の淡水化よりも多くのエネルギーを必要とする。 それにもかかわらず、世界中の水不足に対応して、多くの海水淡水化プラントが建設されました。 これにより、海水淡水化の影響を評価し、淡水化技術を改善する方法を見つける必要があります。 現在の研究では、最も有効かつエネルギー集約的な脱塩方法を決定するための実験の使用が含まれています。

砂ろ過は、水を処理するために使用される別の方法である。 最近の研究では、砂ろ過がさらに改善される必要があることが示されていますが、水から病原菌を除去する効果で最適化に近づいています。 砂ろ過は原生動物と細菌を除去するのに非常に効果的ですが、ウイルスを除去することは困難です。 大規模な砂ろ過施設はまた、それらに対応するために大きな表面積を必要とする。

廃水は常にヒトに感染する病原体を含んでいるため、リサイクルされた水から病原体を除去することが最優先である。 リサイクルされた水が人口に脅威を与えないためには、病原性ウイルスのレベルを一定レベルまで下げる必要があります。 処理された排水中の病原性ウイルスのレベルを評価するより正確な方法を決定するためには、さらなる研究が必要である。

水の浪費
水の浪費(米国では「水の廃棄物」とも呼ばれます)は、水の節約の裏側であり、家庭用アプリケーションでは、実用目的で水の排出を許可または許可することを意味します。 非効率的な水の使用もまた無駄であると考えられている。 EPAの見積もりによれば、米国の家庭用水漏れは、全米で毎年約900億ガロン(34億立方メートル)の水を浪費する可能性がある。 一般に、水管理機関は、水の廃棄物というやや曖昧な概念に具体的な定義を与えることを躊躇しているか、または不本意です。 しかし、水害の定義は、地方の干ばつの緊急時の条例で与えられることが多い。 1つの例は、「排水、排水、流出、または廃棄物、衛生的下水道、水路または公衆または私有の雨水の流出を許可または禁止する行為または省略、ホース、蛇口、パイプ、スプリンクラー、池、プール、水路、噴水またはノズルからの水分の除去 “。 この例では、都市コードは、「洗濯の場合、「排出」、「流出」または「廃棄に至る」とは、汚れた物体またはほこりの多い物体を洗い流し、濡らしたり、清掃したりするために必要な量を超える水を意味し、自動車、歩道、駐車場などの交通手段は、無駄になります。 水道事業者(および他のメディアソース)は、無駄な水使用プラクティスと無駄な使用禁止のリストを提供することがよくあります。 例としては、テキサス州サンアントニオのユーティリティが挙げられる。 ラスベガス、ネバダ州、カリフォルニア州の水道会社、カリフォルニア州のサンディエゴ市。 カリフォルニア州のパロアルト市は、雨水の流出、雨の間および直後の灌漑、飲料水がないときの飲料水の使用など、無駄な慣習に永続的な水使用制限を施行しています。 オーストラリアのビクトリア州でも同様の制限が適用されます。 英国、スコットランド、ウェールズ、北アイルランドでは、一時的な水使用禁止(「ホシペプ禁止」としても知られている)が使用されています。

厳密に言えば、下水道に排出された水や直接環境に排出された水は無駄になることはありません。 それは水文周期内に留まり、陸地に戻り、降水量として水面を表面化する。 しかし、多くの場合、水源は復帰地点からかなり離れており、異なる集水域にある可能性があります。 抽出地点とリターン地点との間の分離は、河川や河岸地帯における著しい環境劣化を表す可能性がある。 「浪費」とは、捕獲され、保管され、輸送され、飲料水準に対処された地域の水の供給です。 水の効率的な利用は、水供給の費用を節約し、湖、川、帯水層に他のユーザーや生態系を支援するための淡水をより多く残します。 水の浪費と密接に関連している概念は、「水利用効率」です。 水の使用は、水の使用量を減らして同じ目的を達成できる場合、非効率的であると考えられます。 技術効率は、一般的に出力と入力の比を記述するために使用され、さまざまな製品やプロセスの比較に役立つエンジニアリングプラクティスから得られます。 例えば、1つのシャワーヘッドは、より少ない水または他の入力(例えば、より低い水圧)を使用することによって同じ目的(すなわち、シャワー)を達成することができるならば、他のシャワーヘッドよりも効率的であると考えられる。 しかし、技術的効率の概念は、投入と産出が価値観で測定されない限り、水資源保全対策に資金(または資源)を投資する意思決定には有用ではない。 この効率の表現は、経済効率と呼ばれ、水の保全という概念に組み込まれています。

水の保護の重要性
1970年代、デュッセルドルフ近郊のライン川は深刻な有機汚染を伴う水域でした。 その結果、酸素含有量は低かった。 ルードヴィッヒスブルクの近くのネッカーには、莫大なO 2赤字と高濃度の下水汚菌がありました。 ライン川とネッカー川は1970年代に「国の下水道」とみなされました。 ライン川とネッカー川の水域は1970年代後半に水質クラスⅣを与えられましたが、今日ではドイツの河川やほとんどの河川で水質がほとんど(品質クラスⅡ)あります。

特に劇的なのは、東ドイツの水の汚染でした。 東ドイツには合計90,000キロメートルの河川がありました。 その有機的、衛生的および生理食塩水負荷のために、1990年の11,0​​00キロの46%は入浴にはもはや適しておらず、産業では簡単な処理ではなく、飲料水供給にも適していませんでした。 統一後、新しい下水処理場の建設と特に環境に有害な生産プロセスの終了により、西の河川の水質に達した。

現在、バーデン=ヴュルテンベルク州の河川モニタリングの常設モニタリングプログラムは、慎重な生物物理的および物理化学的調査から構成されています。 流域の水質や停滞した水域を恒久的に監視し、いわゆる水質授業でこれらの水位を査定します。