Overland storage tank and main pipe channelling rainwater. The waterproof membrane is also visible. (Ioanna Panagea)

Rainwater harvesting for greenhouse irrigation (Греция)

Σύστημα συγκομιδής ομβρίων υδάτων από θερμοκήπια με σκοπό την άρδευση

Описание

Rain water harvesting from greenhouses roofs.

The roof of a greenhouse is used as catchment area for rainwater harvesting. A system of gutters is installed to channel water into a storage facility that can be either above ground or at ground level, open or covered. The water harvested from the roofs is used for irrigation purposes, either on its own or mixed with other sources.

In central and eastern Crete, a negative water balance emerges due to agricultural exploitation and lack of sustainable water resources management. Regarding water availability, it is notable that the spatial and temporal variability of precipitation are the limiting factors, rather than overall precipitation quantity. Especially in coastal areas where the main source of irrigation is groundwater, seawater intrusion often takes place, and eventually leading to irrigation with saline water. In the intensive agriculture and water stress conditions existing in greenhouses this situation can progressively lead to soil salinisation with subsequent adverse effects on production. The technology promotes sustainable land management through prevention and mitigation of land degradation by increasing water resources self-sufficiency thus allowing the user to rely less on the scarce groundwater resources and reduce the risk of production failure. Furthermore, the technology improves the overall irrigation water quality. The main disadvantage of the technology is the increase of agricultural inputs (fertilizers) because of the lack of minerals necessary for the crops (especially tomatoes) in the rainwater. This disadvantage can be mitigated by mixing rainwater with other sources.

The majority of the greenhouses in the region normally have built-in gutters between the basic construction units in order to discharge rainwater from the roof for structural safety. Thus, initially little structural measures are required including the implementation of some further gutters that channel rainwater in the storage system and preparation of the area for the tank installation. Overland tanks may consist of galvanized steel or similar material. Ground level storage usually requires earth removal. In both case, the installation of the relevant waterproofing material is required to avoid leaks. A cover may also be installed to reduce evaporation. Here we assess the use of a harvesting system comprising of (a) an above ground circular tank made out of galvanized steel with total volume of 320 m3 and (b) a gutter network spreading on the roof of a 0.7 ha greenhouse. Furthermore, a water filter and water treatment may be required for removal of particles and waterborne disease mitigation. Finally, a suitable pump and mixing facilities are installed to control water quality and quantity.

The average annual precipitation in the area is 500 mm and the climate ranges between sub-humid Mediterranean and semi-arid. Average annual temperature is 18.5 °C with 6 months below 18 °C but above 5 °C, thus classifying the area as subtropical. In the location where the technology is applied, land is mostly privately owned and water rights can be public, cooperative or private. Although the financial means of the land user who applies this technology are more or less on par with those of the rest of the community, he has a wider empirical education and relatively higher social status acquired thought his involvement with the commons and the water resources management of the region.

This Technology was documented within the scope of FP7 RECARE Project, funded grant agreement no 603498.

Местоположение

Местоположение: Timpaki, Heraklion, Греция

Число исследованных участков, где применяется Технология:

Географическая привязка выбранных участков
  • 24.74867, 35.09855

Пространственное распространение Технологии:

На постоянно охраняемой территории?:

Продолжительность применения Технологии: 10-50 лет назад

Тип внедрения/ применения
Gutters collecting rainwater from the greenhouse's roof. (Ioanna Panagea)

Классификация Технологии

Основная цель
  • повышение производства
  • снижение или предотвращение деградации земель, восстановление нарушенных земель
  • сохранение экосистем
  • защита бассейнов рек (приводораздельной части/ нижнего течения) – в сочетании с другими Технологиями
  • сохранение/ повышение биоразнообразия
  • снижение риска стихийных бедствий
  • адаптация к изменению климата / экстремальным погодным явлениям и их последствиям
  • смягчение последствий изменения климата
  • создание благоприятных экономических условий
  • создание благоприятных социальных условий
Землепользование

  • Пахотные угодья и плантации
    • Однолетние культуры
    Число урожаев за год: 1
  • Населенные пункты, инфраструктура - Жилищная застройка, другие здания
Водоснабжение
  • богарные земли
  • сочетание богарных и орошаемых земель
  • полное орошение

Цель, связанная с деградацией земель
  • предотвращение деградации земель
  • снижение деградации земель
  • восстановление/ реабилитация нарушенных земель
  • адаптация к деградации земель
  • не применимо
Тип деградации, на борьбу с которым направлена
  • ухудшение химических свойств почв - Хс: засоление/ подщелачивание
  • биологическая деградация - Бк: сокращение количества биомассы
  • деградация водных ресурсов - Вуг: изменения уровня грунтовых вод/ водоносных горизонтов
Категория УЗП
  • сбор атмосферных осадков
  • Управление орошением (включая водоснабжение и дренаж)
Мероприятия УЗП
  • инженерные мероприятия - И5: Дамбы, водохранилища, пруды , И11: Другие

Технический рисунок

Технические характеристики
A network of gutters channels rainwater to an adequately insulated metal tank. The stored water is then used for irrigation.

Location: Timpaki. Heraklion, Crete, Greece
Date: 31/3/2015

Technical knowledge required for field staff / advisors: moderate
Technical knowledge required for land users: moderate
Main technical functions: water harvesting / increase water supply, improvement of water quality, buffering / filtering water
Secondary technical functions: increase of groundwater level / recharge of groundwater

Dam/ pan/ pond
Height of bunds/banks/others (m): 2.7
Width of bunds/banks/others (m): 12.3

Structural measure: gutter network
Length of bunds/banks/others (m): 210

Construction material (other): Plastic gutters on the greenhouses roofs, galvanized steel & wateproof membrane for the tank
Specification of dams/ pans/ ponds: Capacity 320m3
Catchment area: 7000m2m2
Beneficial area: 7000m2m2

For water harvesting: the ratio between the area where the harvested water is applied and the total area from which water is collected is: 1:1
Author: Ioannis Daliakopoulos

Запуск и текущее обслуживание: мероприятия, необходимые ресурсы и затраты

Подсчет вложений и затрат
  • Подсчитанные затраты:
  • Денежные единицы, использованные для подсчета затрат: Euro
  • Обменный курс (к доллару США): 1 USD = 0.93 Euro
  • Средний размер дневного заработка для нанятых работников: недоступно
Наиболее значимые факторы, влияющие на стоимость затрат
The greater deterrent against implementing the technology is the high cost of the tank construction.
Мероприятия, необходимые для начала реализации
  1. Construction of the tank base (including material transportation) (Сроки/ повторяемость проведения: None)
  2. Tank construction (including material transportation) (Сроки/ повторяемость проведения: None)
  3. Installation of the plastic gutters (Сроки/ повторяемость проведения: None)
  4. Pump and cleaning filter (Сроки/ повторяемость проведения: None)
Стоимость вложений и затрат по запуску
Опишите затраты Единица Количество Затраты на единицу (Euro) Общая стоимость на единицу (Euro) % затрат, оплаченных землепользователями
Оплата труда
Labour 1,0 858,0 858,0 60,0
Оборудование
pump 1,0 536,0 536,0 60,0
cleaning filter 1,0 536,0 536,0 60,0
Строительные материалы
galvanized steel 1,0 3379,0 3379,0 60,0
waterproof membrane 1,0 2360,0 2360,0 60,0
sand 1,0 675,0 675,0 60,0
concrete 1,0 290,0 290,0 60,0
Другие
gutters 1,0 2252,0 2252,0 60,0
Общая стоимость запуска Технологии 10'886.0
Общие затраты на создание Технологии в долларах США 11'705.38
Текущее обслуживание
  1. Maintenance costs are negligible, e.g. filters are cleaned with water when needed. Fuel can't be accurately estimated as it depends on the machine hours that the pump works to irrigate. Two considerations: 1.Practically, the pump would have to work regardless of the water harvesting system. 2.The water harvesting system is irrelevant of the pumping scheme. (Сроки/ повторяемость проведения: None)

Природные условия

Среднегодовое количество осадков
  • < 250 мм
  • 251-500 мм
  • 501-750 мм
  • 751-1000 мм
  • 1001-1500 мм
  • 1501-2000 мм
  • 2001-3000 мм
  • 3001-4000 мм
  • > 4000 мм
Агроклиматическая зона
  • влажная
  • Умеренно-влажная
  • полузасушливая
  • засушливая
Дополнительные характеристики климата
About 400-500 mm annually
Thermal climate class: subtropics. 6 months below 18 °C but above 5 °C
Склон
  • пологие (0-2%)
  • покатые (3-5%)
  • покато-крутые (6-10%)
  • крутые (11-15%)
  • очень крутые (16-30%)
  • чрезвычайно крутые (31-60%)
  • обрывистые (>60%)
Формы рельефа
  • плато/ равнины
  • гребни хребтов/холмов
  • склоны гор
  • склоны холмов
  • подножья
  • днища долин
Высота над уровнем моря
  • 0-100 м над уровнем моря
  • 101-500 м н.у.м.
  • 501-1000 м н.у.м.
  • 1001-1500 м н.у.м.
  • 1501-2000 м н.у.м.
  • 2001-2500 м н.у.м.
  • 2501-3000 м н.у.м.
  • 3001-4000 м н.у.м.
  • > 4 тыс. м н.у.м.
Технология применяется в
  • в условиях выпуклого рельефа
  • в ситуациях вогнутого рельефа
  • не имеет значения
Мощность почв
  • поверхностные (0-20 см)
  • неглубокие (21-50 см)
  • умеренно глубокие (51-80 см)
  • глубокие (81-120 см)
  • очень глубокие (> 120 см)
Гранулометрический состав (верхнего горизонта)
  • грубый крупнозернистый/ лёгкий (песчаный)
  • средние фракции (суглинистый, супесчаный)
  • тонкодисперсный/ тяжёлый (глинистый)
Гранулометрический состав (на глубине более 20 см)
  • грубый крупнозернистый/ лёгкий (песчаный)
  • средние фракции (суглинистый, супесчаный)
  • тонкодисперсный/ тяжёлый (глинистый)
Содержание органического вещества в верхнем почвенном горизонте
  • высокое (> 3%)
  • среднее (1-3%)
  • низкое (< 1%)
Уровень грунтовых вод
  • на поверхности
  • < 5 м
  • 5-50 м
  • > 50 м
Доступность поверхностных вод
  • избыток
  • хорошая
  • средняя
  • недостаточны/ отсутствуют
Качество воды (без обработки)
  • питьевая вода хорошего качества
  • питьевая вода плохого качества (необходима обработка)
  • исключительно для сельскохозяйственного использования (орошение)
  • непригодная для использования
Качество воды относится к:
Является ли солёность воды проблемой?
  • Да
  • Нет

Повторяемость затопления
  • Да
  • Нет
Видовое разнообразие
  • высокое
  • средняя
  • низкое
Разнообразие местообитаний
  • высокое
  • средняя
  • низкое

Характеристика землепользователей, применяющих Технологию

Рыночная ориентация
  • натуральное хозяйство (самообеспечение)
  • смешанный (натуральный / коммерческий)
  • товарное/ рыночное хозяйство
Доходы из других источников
  • < 10% всех доходов
  • 10-50% всех доходов
  • > 50% всех доходов
Относительный уровень достатка
  • очень плохой
  • плохой
  • средний
  • обеспеченный
  • весьма обеспеченный
Уровень механизации
  • ручной труд
  • тягловая сила
  • механизировано/ есть автотранспорт
Осёдлый или кочевой
  • Осёдлый
  • Полукочевой
  • Кочевой
Индивидуальное или коллективное хозяйство
  • частное/ домовладение
  • группа/ община
  • кооператив
  • использующее наемных работников (компания, государство)
Пол
  • женщины
  • мужчины
Возраст
  • дети
  • молодёжь
  • средний возраст
  • пожилой
Площадь, используемая домохозяйством
  • < 0,5 га
  • 0,5-1 га
  • 1-2 га
  • 2-5 га
  • 5-15 га
  • 15-50 га
  • 50-100 га
  • 100-500 га
  • 500-1000 га
  • 1000-10000 га
  • > 10000 га
Масштаб
  • мелкое
  • среднего размера
  • крупное
Собственность на землю
  • государственная
  • частной компании
  • общинная/ поселковая
  • коллективная
  • индивидуальная, не оформленная в собственность
  • индивидуальная, оформленная в собственность
Права на землепользование
  • неограниченное (неконтролируемое)
  • общинное (контролируемое)
  • аренда
  • индивидуальное
  • Cooperative
Права на водовользование
  • неограниченное (неконтролируемое)
  • общинное (контролируемое)
  • аренда
  • индивидуальное
  • Cooperative
Доступ к базовым услугам и инфраструктуре
медицинское обслуживание

плохой
x
хорошая
образование

плохой
x
хорошая
технические консультации

плохой
x
хорошая
занятость (вне хозяйства)

плохой
x
хорошая
рынки

плохой
x
хорошая
электроснабжение

плохой
x
хорошая
транспорт и дорожная сеть

плохой
x
хорошая
водоснабжение и канализация

плохой
x
хорошая
финансовые услуги

плохой
x
хорошая

Влияние

Социально-экономическое воздействие
Продуктивность сельскохозяйственных культур
снизил.
x
увеличил.

риск потери продуктивности
увеличил.
x
снизил.

сельскохозяйственные издержки
увеличил.
x
снизил.


softer water (rainwater) requires more expensive fertilisers

production area
None
x
None


Depending on relative farm size.

Социальное и культурное воздействие
продовольственная безопасность/ самообеспечение
снизил.
x
улучшил.

знания в области УЗП/ деградации земель
снизил.
x
улучшил.

Contribution to human well-being
decreased
x
increased


The technology reduces production risk and increases self sufficiency for the user who implements it. If the technology is widely implemented this will have a positive impact on the soil sustainability of the area thus allowing agricultural exploitation for longer. It will also greatly reduce water use conflicts, thus contributing to the general well-being of the local community.

Экологическое воздействие
количество воды
снизил.
x
увеличил.

качество воды
снизил.
x
увеличил.

сбор воды/ водоудержание (поверхностный сток, роса, снег и т.д.)
снизил.
x
улучшил.

влажность почв
снизил.
x
увеличил.

засоленность
увеличил.
x
снизил.

Влияние за пределами территории применения
доступность воды (подземные воды, источники)
снизил.
x
увеличил.

ущерб прилегающим полям
увеличил.
x
сократил.


control of the water from the greenhouses roofs.

ущерб объектам инфраструктуры общего/ частного пользования
увеличил.
x
сократил.


control of the water from the greenhouses roofs.

Анализ эффективности затрат

Насколько получаемый результат сопоставим с первоначальными вложениями
Эффективность затрат в краткосрочной перспективе
крайне отрицательно
x
очень позитивное

Эффективность затрат в долгосрочной перспективе
крайне отрицательно
x
очень позитивное

Насколько получаемый результат сопоставим с затратами на техническое обслуживание
Эффективность затрат в краткосрочной перспективе
крайне отрицательно
x
очень позитивное

Эффективность затрат в долгосрочной перспективе
крайне отрицательно
x
очень позитивное

In the long term soil health is greatly maintained.

Изменение климата

Постепенное изменение климата
среднегодовые температуры увеличилось

очень плохо
x
очень хорошо
Экстремальные явления, связанные с изменением климата (стихийные бедствия)
засухи

очень плохо
x
очень хорошо
Другие воздействия, связанные с изменением климата
Decrease of water temperature

очень плохо
x
очень хорошо

Внедрение и адаптация

Доля землепользователей (в процентах), применяющих Технологию
  • отдельные случаи/ эксперимент
  • 1-10%
  • 11-50%
  • > 50%
Среди применяющих Технологию землепользователей, какова доля лиц, применяющих её по собственной инициативе, т.е. без какого-либо материального стимулирования со стороны?
  • 0-10%
  • 11-50%
  • 51-90%
  • 91-100%
Число домохозяйств и/или площадь применения
70% or 7 land user families
Была ли Технология УЗП модифицирована в недавнее время с целью адаптации к меняющимся условиям среды?
  • Да
  • Нет
К каким именно изменяющимся условиям среды?
  • изменения климата/ экстремальные погодные явления
  • изменяющиеся условия рынка
  • доступность рабочей силы (например, из-за миграции населения)

Заключительные положения и извлечённые уроки

Сильные стороны: по мнению землепользователей
  • Increased irrigation water availability, and security; reduced crop failure risk; ability to diversify or intensify production
Сильные стороны: по мнению составителя или ответственных специалистов
  • Self-sufficiency of water; sustainable agriculture management (soil protection and conservation) and reduced failure risk; decreased soil salinity
Слабые стороны/ недостатки/ риски: по мнению землепользователейвозможные пути преодоления
  • High construction cost. The construction of a water harvesting system for greenhouses can be subsidized.
  • Tomato cultivation requires water with higher electric conductivity than that of rainwater, therefore increased agricultural inputs may be required to treat the harvested rainwater. Rainwater may be mixed with brackish water at a prescribed ratio.
Слабые стороны/ недостатки/ риски: по мнению составителя или ответственных специалистоввозможные пути преодоления
  • Is dependent on climatic conditions (precipitation/evaporation) During dry years the storage tank can be used as a buffer from other sources. Installing a cover reduces evaporation.
  • High construction cost. The construction of a water harvesting system for greenhouses can be made obligatory.
  • The storage area decreases the area available for cultivation (or can't be established in very small properties)

Справочные материалы

Составитель
  • Ioanna Panagea
Editors
Рецензент
  • Deborah Niggli
  • Alexandra Gavilano
Продолжительность применения Технологии: 16 марта 2015 г.
Последнее обновление: 4 сентября 2019 г.
Ответственные специалисты
Полное описание в базе данных ВОКАТ
Связанные данные по УЗП
Документирование осуществлялось при участии
Организация Проект
This work is licensed under Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareaAlike 4.0 International