ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΜΕΓΕΘΟΥΣ ΟΜΒΡΟΔΕΞΑΜΕΝΩΝ ΓΙΑ ΚΤΗΝΟΤΡΟΦΙΚΗ ΧΡΗΣΗ ΣΤΗΝ ΕΛΛΑΔΑ

ΥΔΡΟΤΕΧΝΙΚΑ (2016) 24: 51-58 51 ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΜΕΓΕΘΟΥΣ ΟΜΒΡΟΔΕΞΑΜΕΝΩΝ ΓΙΑ ΚΤΗΝΟΤΡΟΦΙΚΗ ΧΡΗΣΗ ΣΤΗΝ ΕΛΛΑΔΑ Π. Λόντρα 1*, A. Θεοχάρης 2, Ε. Μπαλτάς 3, Β. Τσιχριντζής 4 1 Εργαστήριο Γεωργικής Υδραυλικής, Σχολή Αγροτικής Παραγωγής, Υποδομών και Περιβάλλοντος Γ.Π.Α., Ιερά Οδός 75, 11855 Αθήνα 2 Γενική Διεύθυνση Βιώσιμης Φυτικής Παραγωγής, ΥΠΑΑΤ, Αχαρνών 2, 10176 Αθήνα 3 Τομέας Υδατικών Πόρων και Περιβάλλοντος, Σχολή Πολιτικών Μηχανικών Ε.Μ.Π 4 Τομέας Έργων Υποδομής και Αγροτικής Ανάπτυξης, Σχολή Αγρονόμων και Τοπογράφων Μηχανικών Ε.Μ.Π., Πολυτεχνειούπολη, 15780 Ζωγράφου, Αθήνα *Στοιχεία επικοινωνίας: v.londra@aua.gr ΠΕΡΙΛΗΨΗ Η συλλογή όμβριων υδάτων αποτελεί μια πανάρχαια πρακτική κάλυψης των υδατικών αναγκών τόσο για αστική χρήση όσο για άρδευση και κτηνοτροφία. Στην παρούσα εργασία διερευνήθηκε η χωρητικότητα ομβροδεξαμενής για την κάλυψη των υδατικών αναγκών μιας μέσης κτηνοτροφικής μονάδας αιγοπροβάτων εφαρμόζοντας τη μέθοδο του ημερήσιου υδατικού ισοζυγίου. Χρησιμοποιήθηκαν ημερήσιες τιμές βροχόπτωσης διάρκειας 10 έως 16 ετών από τους σταθμούς Άγναντα Άρτας, Καστανιά Κορινθίας, Αρμένοι Ρεθύμνου και Κιμμέρια Ξάνθης, και τα αποτελέσματα έδειξαν ότι υπάρχει μεγάλη διακύμανση μεταξύ του μεγέθους ομβροδεξαμενών στους σταθμούς μελέτης λόγω των διαφορών στο ετήσιο ύψος βροχής και τη μέγιστη άνομβρη περίοδο που παρατηρήθηκαν μεταξύ των σταθμών. ΛΕΞΕΙΣ ΚΛΕΙΔΙΑ: Διαστασιολόγηση ομβροδεξαμενής, κτηνοτροφικές εκμεταλλεύσεις, μοντέλο ημερήσιου υδατικού ισοζυγίου INVESTIGATION OF RAINWATER HARVESTING TANK SIZE FOR LIVESTOCK USE IN GREECE P. Londra 1*, A. Theocharis 2, E. Baltas 3, V. Tsihrintzis 4 1 Lab. of Agricultural Hydraulics, A.U.A., 75 Iera Odos street, 11855 Athens 2 General Directorate of Sustainable Plant Production, MRDF, 2 Acharnon, 10176 Athens 3 Dept. of Water Resources and Environmental Engineering, School of Civil Engineering 4 Dept. of Infrastructure and Rural Development, School of Rural and Surveying Engineering, N.T.U.A., 15780 Zografou, Athens *Corresponding author: v.londra@aua.gr ABSTRACT Rainwater harvesting is an ancient practice used to cover water needs for domestic, irrigation and livestock uses. In this study, the rainwater harvesting tank size was investigated to meet the water needs of a mixed goat-sheep farm using the method of daily water balance. Daily rainfall data for a period of 10 to 16 years from the stations Agnanta Arta, Kastania Korinthia, "Armeni" Rethymnon and Kimmeria Xanthi were used. Analysis of the results showed that there is a great variation in the rainwater harvesting tank size among stations studied due to differences in annual rainfall and maximum dry period. KEY WORDS: Rainwater tank sizing, livestock farms, daily water balance model

ΥΔΡΟΤΕΧΝΙΚΑ (2016) 24: 51-58 52 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Οι ομβροδεξαμενές αποτελούν μια παγκοσμίως διαδεδομένη πρακτική αειφόρου διαχείρισης του νερού. Χρησιμοποιούνται για την κάλυψη των υδατικών αναγκών τόσο για αστική χρήση όσο και για άρδευση αλλά και κτηνοτροφία. Στην Ελλάδα η χρήση τους ήταν διαδεδομένη για χιλιετίες, κυρίως σε περιοχές με δύσκολη πρόσβαση σε άλλες πηγές γλυκού νερού. Η κτηνοτροφία στην Ελλάδα αποτελεί ένα σημαντικό κλάδο της οικονομίας. Σύμφωνα με την έρευνα ζωικού κεφαλαίου της ΕΛΣΤΑΤ (ΕΛΣΤΑΤ, 2014), κυριαρχούν οι αιγοπροβατοτροφικές εκμεταλλεύσεις (162.284), και ακολουθούν οι χοιροτροφικές (19.724) και οι βοοτροφικές (12.241). Κρίσιμος παράγοντας για τη βιωσιμότητα μιας κτηνοτροφικής εκμετάλλευσης αποτελεί η ύπαρξη επαρκούς ποσότητας νερού τόσο σε ποσότητα όσο και σε ποιότητα. Η ποσότητα του νερού που απαιτείται για την εκτροφή των ζώων εξαρτάται από την ηλικία τους, το βάρος τους, το στάδιο ανάπτυξής τους, αλλά και από περιβαλλοντικούς παράγοντες, όπως είναι η θερμοκρασία και η σχετική υγρασία. Όσον αφορά στην ποιότητα, οι βασικές απαιτήσεις περιλαμβάνουν τη χαμηλή περιεκτικότητα σε άλατα, την έλλειψη ξένων σωμάτων και την απουσία οσμών (Ward and McKague, 2007). Η κάλυψη των αναγκών σε νερό στις ελληνικές κτηνοτροφικές εκμεταλλεύσεις αποτελούσε ανέκαθεν ένα σοβαρό πρόβλημα, καθώς κατά βάση η κτηνοτροφία αναπτύσσεται σε περιοχές απομακρυσμένες και εκτός δικτύων ύδρευσης. Μια αειφόρος λύση στο πρόβλημα αυτό αποτελεί ένα σύστημα συλλογής όμβριων υδάτων τέτοιο ώστε ο όγκος της ομβροδεξαμενής να μην είναι πολύ μεγάλος, λόγω του υψηλού κόστους κατασκευής, αλλά ούτε και πολύ μικρός, λόγω του κινδύνου μη ικανοποίησης των αναγκών ζήτησης. Προς την κατεύθυνση της βέλτιστης διαστασιολόγησης ομβροδεξαμενής έχουν αναπτυχθεί διάφορες μεθοδολογίες που βασίζονται είτε στην ανάπτυξη μοντέλων ημερήσιου υδατικού ισοζυγίου (Fewkes and Butler, 2000; Ghisi and Ferreira, 2007; Imteaz et al., 2011; Palla et al., 2011; Campisano and Modica, 2012; Tsihrintzis and Baltas, 2013; Londra et al., 2015a), είτε στην ανάπτυξη πιθανοτικών μοντέλων (Lee et al., 2000; Tsubo et al., 2005; Guo and Baetz, 2007; Cowden et al., 2008; Su et al., 2009; Basinger et al., 2010; Chang et al., 2011). Σε γενικές γραμμές, τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η χωρητικότητα της ομβροδεξαμενής δεν μπορεί να τυποποιηθεί, γιατί επηρεάζεται σημαντικά από διάφορες τοπικές μεταβλητές, όπως οι τοπικές βροχοπτώσεις, οι επιφάνειες συλλογής, η ζήτηση και ο αριθμός των εξυπηρετούμενων ατόμων (Aladenola and Adeboye, 2010; Eroksuz and Rahman, 2010; Ghisi, 2010; Palla et al., 2012; Londra et al., 2015a; Londra et al., 2015b). Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η διερεύνηση της χωρητικότητας ομβροδεξαμενών για κτηνοτροφική χρήση στην Ελλάδα. Η διαστασιολόγηση των ομβροδεξαμενών έγινε χρησιμοποιώντας τη μέθοδο του ημερήσιου υδατικού ισοζυγίου σε 4 περιοχές της Ελλάδας, με διαφορετικό βροχομετρικό καθεστώς και ανεπτυγμένη αιγοπροβατοτροφική δραστηριότητα. Υπολογίστηκαν οι απαιτούμενες χωρητικότητες δεξαμενών για την πλήρη κάλυψη των υδατικών αναγκών μιας μέσης αιγοπροβατοτροφικής μονάδας και διερευνήθηκε η μείωση της χωρητικότητας των ομβροδεξαμενών με την αύξηση της επιφάνειας συλλογής ομβρίων. 2. ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ 2.1. Δεδομένα βροχόπτωσης Για την επίτευξη του σκοπού της παρούσας εργασίας χρησιμοποιήθηκαν ημερήσιες τιμές βροχόπτωσης από 4 βροχομετρικούς σταθμούς: Άγναντα Άρτας, Καστανιά Κορινθίας και Αρμένοι Ρεθύμνου, του πρώην Υπουργείου Περιβάλλοντος Χωροταξίας και Δημοσίων Έργων (Κεντρική Υπηρεσία Υδάτων) για τη χρονική περίοδο 1980-1996

ΥΔΡΟΤΕΧΝΙΚΑ (2016) 24: 51-58 53 (http://www.hydroscope.gr) και Κιμμέρια Ξάνθης, του Δημοκρίτειου Πανεπιστημίου Θράκης για τη χρονική περίοδο 2003-2012. Οι συγκεκριμένες χρονοσειρές βροχομετρικών δεδομένων επιλέχθηκαν, γιατί: α) υπερκαλύπτουν τις απαιτήσεις σε βροχομετρικά δεδομένα για διαστασιολόγηση ομβροδεξαμενής (5 έως 10 έτη), σύμφωνα με τον γερμανικό κανονισμό DIN 1989-1 (2002), και β) υπήρχαν πλήρεις χρονοσειρές ημερήσιων τιμών βροχόπτωσης για τους σταθμούς μελέτης, ώστε να μπορεί να εφαρμοστεί η μέθοδος του ημερήσιου υδατικού ισοζυγίου. Η επιλογή των σταθμών μελέτης έγινε σε περιοχές με ανεπτυγμένη αιγοπροβατοτροφική δραστηριότητα και διαφορετικό βροχομετρικό καθεστώς, ώστε να αποτυπωθεί η επίδραση των τοπικών συνθηκών στη διαστασιολόγηση ομβροδεξαμενών. Για τους σταθμούς μελέτης προσδιορίστηκαν τόσο η μέση ετήσια βροχόπτωση όσο και η μέγιστη άνομβρη περίοδος κάθε έτους. Η μέση ετήσια βροχόπτωση υπολογίστηκε από τον τύπο P 365 N t 1 N P t (2.1) όπου P t η ημερήσια βροχόπτωση της t ημέρας και Ν ο συνολικός αριθμός καταγεγραμμένων τιμών βροχόπτωσης. Ως μέγιστη ετήσια άνομβρη περίοδος ορίστηκε το μέγιστο χρονικό διάστημα χωρίς βροχή ή με ωφέλιμη βροχόπτωση μικρότερη/ίση του 1 mm (Londra et al., 2015a). 2.2. Μεθοδολογία 2.2.1. Μοντέλο ημερήσιου υδατικού ισοζυγίου Ένα μοντέλο ημερήσιου υδατικού ισοζυγίου (Tsihrintzis and Baltas, 2013) αναπτύχθηκε με σκοπό τη διαστασιολόγηση δεξαμενών συλλογής όμβριων υδάτων: S S R D 0 S V (2.2) t t 1 t t t 1 tank όπου S t ο όγκος του νερού που θα αποθηκευτεί στη δεξαμενή την t ημέρα (m 3 ), S t-1 ο όγκος του αποθηκευμένου νερού στη δεξαμενή την προηγούμενη ημέρα (m 3 ), R t ο όγκος του νερού της βροχής που θα απορρεύσει από την επιφάνεια συλλογής και θα εισέλθει στη δεξαμενή την t ημέρα (m 3 ), D t η ζήτηση νερού από τη δεξαμενή την t ημέρα (m 3 ), V tank η χωρητικότητα της δεξαμενής (m 3 ). Στο μοντέλο του υδατικού ισοζυγίου δε λαμβάνεται υπόψη ο παράγων εξάτμιση, γιατί οι δεξαμενές συλλογής και αποθήκευσης ομβρίων είναι κλειστές δεξαμενές (χτιστές ή πλαστικές) και ως εκ τούτου η εξάτμιση θεωρείται αμελητέα. Ο όγκος του νερού, R t, που θα απορρεύσει από την επιφάνεια συλλογής σε ημερήσια βάση υπολογίζεται ως ακολούθως: R C A P (2.3) t eff, t όπου C ο συντελεστής απορροής της επιφάνειας συλλογής ομβρίων, Α το εμβαδό της επιφάνειας συλλογής ομβρίων που είναι συνδεδεμένη με τη δεξαμενή (m 2 ), P eff,t η ημερήσια ωφέλιμη βροχόπτωση της t ημέρας (m). Στην παρούσα μελέτη, λαμβάνοντας υπόψη ότι τα υλικά κατασκευής της επιφάνειας συλλογής ομβρίων των κτηνοτροφικών μονάδων αποτελούνται συνήθως από λείες, στεγανές επιφάνειες (π.χ. μέταλλο, πλαστικό), εκτιμήθηκε συντελεστής απορροής C=0.9 (Kinkade- Levario, 2007). Μελετήθηκαν οι διακριτές τιμές επιφανειών συλλογής ομβρίων, 250, 300, 350, 400 και 450 m 2, λαμβάνοντας υπόψη τόσο τις τιμές που απαντώνται συνήθως σε κτηνοτροφικές μονάδες, όσο και την ΚΥΑ 281273/27-8-2004, σύμφωνα με την οποία δεν απαιτείται άδεια δόμησης κτισμάτων για χώρους στέγασης ζώων και βοηθητικούς χώρους

ΥΔΡΟΤΕΧΝΙΚΑ (2016) 24: 51-58 54 μέχρι την επιφάνεια των 450 m 2 συνολικά. Η ημερήσια ωφέλιμη βροχόπτωση προσδιορίστηκε αφαιρώντας από την ημερήσια βροχόπτωση τα πρώτα 0.33 mm βροχής (Yaziz et al., 1989) με στόχο τη βελτίωση της ποιότητας του συλλεγόμενου νερού. Η βελτίωση αυτή επιτυγχάνεται με την κατασκευή συστημάτων εκτροπής της πρώτης απορροής (first flush) και την εφαρμογή κατάλληλων διατάξεων (φίλτρα, σήτες) αποτροπής εισόδου ξένων υλών (σκόνης, φύλλων) της επιφάνειας συλλογής στην ομβροδεξαμενή. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι, στην περίπτωση του φαινομένου της λασποβροχής, που παρατηρείται έντονα σε κάποιες περιόδους, θα πρέπει να λαμβάνονται μέτρα αποτροπής εισόδου της απορροής στην ομβροδεξαμενή και καθαρισμού της επιφάνειας συλλογής. Η ημερήσια ζήτηση νερού, D t, για μια κτηνοτροφική μονάδα αιγοπροβάτων εξαρτάται: α) από τον αριθμό των εξυπηρετούμενων ζώων, N anim, και β) από την ημερήσια κατανάλωση νερού κατά ζώο, q, και υπολογίζεται ως: Dt Nanim q (2.4) Ο αριθμός N anim ορίστηκε σε 80 αιγοπρόβατα, που αποτελεί μια μέση ελληνική κτηνοτροφική μονάδα (ΕΛΣΤΑΤ, 2014) και η τιμή της ημερήσιας κατανάλωσης νερού κατά ζώο, q, ορίστηκε σε 5 L/ζώο/ημέρα (Ward and McKague, 2007). 2.2.2. Διαστασιολόγηση ομβροδεξαμενής Λαμβάνοντας υπόψη τις εξισώσεις (2.2) έως (2.4), ο ημερήσιος όγκος βρόχινου νερού που δύναται να αποθηκευτεί στη δεξαμενή υπολογίζεται ως εξής: S S C A P N q 0 S V (2.5) t t 1 eff, t anim t 1 tank όπου V tank η χωρητικότητα της δεξαμενής. Για χωρητικότητα ομβροδεξαμενής V tank, ο υπολογισμός του ημερήσιου αποθηκευτικού όγκου γίνεται επαναληπτικά με τη χρήση ευριστικών αλγορίθμων (εξ. 2.6 έως 2.8), επιτρέποντας στην περίσσεια του νερού να υπερχειλίσει από τη δεξαμενή (εξ. 2.7), ενώ στην περίπτωση που ο αποθηκευμένος όγκος νερού στη δεξαμενή δεν επαρκεί για να καλύψει τις ανάγκες της ζήτησης, τότε η ζήτηση θα πρέπει να καλυφθεί συμπληρωματικά (εξ. 2.8) από άλλη πηγή (Londra et al., 2015a): if S V then V, if S 0 then 0 else S S S C A P N q (2.6) t tank tank t t t,tank t-1 eff,t anim if St V tank then Ot St -V tank else Ot 0 (2.7) if St,tank D t then Tt Dt - S t,tank else Tt 0 (2.8) όπου S t,tank ο πραγματικά διαθέσιμος αποθηκευμένος όγκος της δεξαμενής, Ο t ο όγκος του νερού που θα υπερχειλίσει από τη δεξαμενή, Τ t ο όγκος νερού από άλλη πηγή που απαιτείται για να καλύψει συμπληρωματικά τη ζήτηση D t. Στην παρούσα εργασία, ακολουθώντας την παραπάνω μεθοδολογία, η οποία μπορεί εύκολα να προγραμματιστεί σε ένα πρόγραμμα λογιστικών φύλλων (π.χ. Microsoft Excel), προσδιορίσαμε τον όγκο της ομβροδεξαμενής, V tank, στις περιοχές μελέτης, θεωρώντας ότι οι καθημερινές ανάγκες των αιγοπροβάτων σε νερό θα καλυφθούν εξολοκλήρου από το νερό της ομβροδεξαμενής (αξιοπιστία συστήματος 100%). Αυτό πραγματοποιήθηκε χρησιμοποιώντας τον αλγόριθμο βελτιστοποίησης «αναζήτηση στόχου», του λογισμικού Microsoft Excel, για μηδενική χρήση νερού από άλλη πηγή. 3. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΚΑΙ ΣΥΖΗΤΗΣΗ Για την ορθή διαστασιολόγηση μιας ομβροδεξαμενής απαιτείται η γνώση του βροχομετρικού καθεστώτος της περιοχής που πρόκειται να εγκατασταθεί η ομβροδεξαμενή. Στον Πίνακα 1 δίνονται οι μέσες ετήσιες τιμές βροχόπτωσης και οι μέσες τιμές των μέγιστων ετήσιων άνομβρων περιόδων, όπως προέκυψαν από την ανάλυση των βροχομετρικών δεδομένων των σταθμών που χρησιμοποιήθηκαν. Είναι φανερό ότι τα

ΥΔΡΟΤΕΧΝΙΚΑ (2016) 24: 51-58 55 Άγναντα έχουν την υψηλότερη βροχόπτωση και τη μικρότερη άνομβρη περίοδο, η Καστανιά και οι Αρμένοι έχουν υψηλή βροχόπτωση αλλά μεγάλη διαφορά στην άνομβρη περίοδο, ενώ τα Κιμμέρια εμφανίζουν μέση βροχόπτωση και μικρή άνομβρη περίοδο. Πίνακας 1: Μέση ετήσια βροχόπτωση (P), μέση τιμή των μέγιστων ετήσιων άνομβρων περιόδων (N dd ) και οι αντίστοιχες τυπικές αποκλίσεις (σ P, σ Ndd ) για τις χρονοσειρές βροχομετρικών δεδομένων των σταθμών μελέτης. Σταθμός P (mm) σ P N dd σ Νdd Άγναντα (Ν. Άρτας) 1399.4 244.8 33.6 8.3 Καστανιά (Ν. Κορινθίας) 1000.5 159.7 55.8 30.8 Αρμένοι (Ν. Ρεθύμνου) 977.7 223.2 118.7 29.1 Κιμμέρια (Ν. Ξάνθης) 687.1 122.5 39.5 15.3 Τα αποτελέσματα της διαστασιολόγησης ομβροδεξαμενής με τη χρήση της μεθόδου του ημερήσιου υδατικού ισοζυγίου απεικονίζονται στο Σχήμα 1, όπου δίνεται η χωρητικότητα της ομβροδεξαμενής συναρτήσει της επιφάνειας συλλογής ομβρίων για την κάλυψη εξολοκλήρου των αναγκών μιας μέσης ελληνικής κτηνοτροφικής μονάδας 80 αιγοπροβάτων (400 L/day) των σταθμών μελέτης. Λαμβάνοντας υπόψη ότι η χωρητικότητα της ομβροδεξαμενής εξαρτάται τόσο από τη ζήτηση (αριθμό ζώων, ημερήσιες υδατικές ανάγκες) όσο και από την προσφορά (ύψη βροχής, άνομβρη περίοδος, επιφάνεια συλλογής ομβρίων, συντελεστής απορροής), οι διαφορές στο βροχομετρικό καθεστώς των σταθμών έπαιξαν σημαντικό ρόλο στη διαμόρφωση του μεγέθους των ομβροδεξαμενών. Συγκεκριμένα, όπως παρατηρείται στο Σχήμα 1, οι μικρότεροι όγκοι ομβροδεξαμενής (40.5 έως 32 m 3 ) που απαιτούνται για την κάλυψη των αναγκών παρατηρούνται στα Άγναντα Άρτας που εμφανίζουν την υψηλότερη βροχόπτωση και τη μικρότερη άνομβρη περίοδο μεταξύ των σταθμών που μελετήθηκαν. Oι μεγαλύτεροι όγκοι ομβροδεξαμενής (84.5 έως 77.7 m 3 ) παρατηρούνται στους Αρμένους Ρεθύμνου, που εμφανίζουν υψηλή βροχόπτωση και υψηλή άνομβρη περίοδο. Ενδιάμεσοι όγκοι ομβροδεξαμενής (61.4 έως 53.6 m 3 ) παρατηρούνται στην Καστανιά Κορινθίας που εμφανίζει υψηλή βροχόπτωση και μέση άνομβρη περίοδο. Τέλος, στα Κιμμέρια Ξάνθης που εμφανίζουν το συνδυασμό μέσης βροχόπτωσης και μικρής άνομβρης περιόδου, οι όγκοι ομβροδεξαμενών έχουν μεγάλη διακύμανση (96 έως 47.5 m 3 ). Τα ανωτέρω αποτελέσματα έρχονται σε συμφωνία με πρόσφατες μελέτες που έχουν δείξει ότι μεγάλες χωρητικότητες ομβροδεξαμενής απαιτούνται σε περιοχές με μεγάλες άνομβρες περιόδους, αποτελώντας τον κυρίαρχο παράγοντα έναντι της βροχόπτωσης στη διαστασιολόγηση ομβροδεξαμενής (Palla et al., 2012; Souza and Ghisi, 2012; Londra et al., 2015a; Londra et al., 2015b). Συγκεκριμένα, στους σταθμούς που μελετήθηκαν, η κατάταξη των σταθμών όσον αφορά στο απαιτούμενο μέγεθος ομβροδεξαμενών ακολουθεί την κατάταξη του μεγέθους της άνομβρης περιόδου, με εξαίρεση τα μεγέθη ομβροδεξαμενών για μικρές επιφάνειες συλλογής ομβρίων στο σταθμό Κιμμέρια. Η εξαίρεση αυτή παρουσιάζεται διότι το σχετικά χαμηλό ετήσιο ύψος βροχόπτωσης (687.1 mm), συγκριτικά με τους άλλους σταθμούς μελέτης, αποτελεί τον καθοριστικό παράγοντα στην απαίτηση μεγάλης ομβροδεξαμενής (96 m 2 ) για μικρή επιφάνεια συλλογής ομβρίων (250 m 2 ). Λόγω όμως της επίδρασης της μικρής

Όγκος ομβροδεξαμενής, V (m 3 ) ΥΔΡΟΤΕΧΝΙΚΑ (2016) 24: 51-58 56 άνομβρης περιόδου παρατηρείται μεγάλη μείωση του μεγέθους ομβροδεξαμενής με την αύξηση της επιφάνειας συλλογής. Η μεταβολή των όγκων ομβροδεξαμενής με την αύξηση της επιφάνειας συλλογής ομβρίων απεικονίζεται στο Σχήμα 1. Στους σταθμούς Κιμμέρια, Άγναντα, Καστανιά και Αρμένοι οι χωρητικότητες των ομβροδεξαμενών μειώνονται κατά 48.5 m 3 (51%), 8.5 m 3 (21%), 7.8 m 3 (13%) και 6.8 m 3 (8%), αντίστοιχα, με αύξηση της επιφάνειας από 250 σε 450 m 2 (80%). Η μείωση αυτή μπορεί να περιγραφεί από μια γραμμική εξίσωση για τα Άγναντα, από μια δευτεροβάθμια εξίσωση για τους Αρμένους και από τριτοβάθμιες εξισώσεις για τους σταθμούς Καστανιά και Κιμμέρια (Σχήμα 1). Στην περίπτωση του σταθμού Άγναντα, η γραμμική σχέση μεταξύ όγκου ομβροδεξαμενής και επιφάνειας συλλογής ομβρίων οφείλεται στις πολύ υψηλές και ομοιόμορφα κατανεμημένες βροχοπτώσεις που επιτρέπουν την αναλογική αξιοποίηση της επιφάνειας συλλογής. 100 80 y = 0,0002x 2-0,1775x + 115,92 R² = 0,994 60 y = -5E-06x 3 + 0,0052x 2-1,9523x + 297,15 R² = 0,9903 40 y = -1E-05x 3 + 0,0136x 2-5,5385x + 804,7 R² = 0,9981 20 y = -0,0425x + 51,198 R² = 1 0 200 300 400 500 Επιφάνεια συλλογής όμβριων υδάτων, Α (m 2 ) Άγναντα (Ν. Άρτας) Αρμένοι (Ν. Ρεθύμνου) Κιμμέρια (Ν. Ξάνθης) Καστανιά (Ν. Κορινθίας) Σχήμα 1: Όγκοι ομβροδεξαμενών για διάφορες επιφάνειες συλλογής ομβρίων για την κάλυψη των αναγκών σε νερό μιας μέσης κτηνοτροφικής μονάδας αιγοπροβάτων (80 ζώα) από βροχομετρικά δεδομένα τεσσάρων σταθμών της Ελλάδας. 4. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Στην παρούσα εργασία χρησιμοποιήθηκε η μέθοδος του ημερήσιου υδατικού ισοζυγίου και διερευνήθηκε η χωρητικότητα ομβροδεξαμενής για την πλήρη κάλυψη των υδατικών αναγκών μιας μέσης κτηνοτροφικής μονάδας αιγοπροβάτων σε 4 περιοχές της Ελλάδας με διαφορετικό βροχομετρικό καθεστώς. Η ανάλυση των αποτελεσμάτων έδειξε ότι η μέγιστη άνομβρη περίοδος αποτελεί τον κυρίαρχο παράγοντα έναντι της βροχόπτωσης στη διαστασιολόγηση ομβροδεξαμενών, δηλαδή όσο μεγαλύτερη είναι η άνομβρη περίοδος τόσο μεγαλύτερος είναι και ο απαιτούμενος όγκος ομβροδεξαμενής. Εξαίρεση στον κανόνα αυτό αποτελεί η περίπτωση των περιοχών με σχετικά χαμηλή βροχόπτωση και μικρή επιφάνεια συλλογής ομβρίων, όπου η επίδραση της βροχόπτωσης είναι σημαντική.

ΥΔΡΟΤΕΧΝΙΚΑ (2016) 24: 51-58 57 Σε όλες τις περιοχές μελέτης παρατηρήθηκε μείωση του απαιτούμενου όγκου ομβροδεξαμενής με την αύξηση της επιφάνειας συλλογής ομβρίων. Η μείωση αυτή κυμάνθηκε από 8% έως 51% για αύξηση της επιφάνειας συλλογής κατά 80%, ανάλογα με το βροχομετρικό καθεστώς των σταθμών μελέτης. Τέλος, από τα ανωτέρω συνάγεται ότι, η χωρητικότητα της ομβροδεξαμενής επηρεάζεται ισχυρά από τις τοπικές συνθήκες της περιοχής μελέτης και δεν μπορεί να τυποποιηθεί. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ ΕΛΣΤΑΤ. 2014. Προσωρινά αποτελέσματα ερευνών ζωικού κεφαλαίου. ΚΥΑ 281273/27-8-2004. Καθορισμός προϋποθέσεων για την κατασκευή γεωργοκτηνοτροφικών εγκαταστάσεων μικρής κλίμακας με δωρεάν έκδοση έγκρισης κατασκευής βάσει προεγκεκριμένων μελετών του Υπ. Αγροτικής Ανάπτυξης και Τροφίμων. Υπουργείο Αγροτικής Ανάπτυξης και Τροφίμων. Aladenola, O.O. and Adeboye, O.B. 2010. Assessing the potential for rainwater harvesting. Water Resources Management, 24(10): 2129-2137. Basinger, M., Montalto, F. and Lall, U. 2010. A rainwater harvesting system reliability model based on nonparametric stochastic rainfall generator. Journal of Hydrology, 392: 105-118. Campisano, A. and Modica, C. 2012. Optimal sizing of storage tanks for domestic rainwater harvesting in Sicily. Resources, Conservation and Recycling, 63: 9-16. Chang, N., Rivera, B.J. and Wanielista, M.P. 2011. Optimal design for water conservation and energy savings using green roofs in a green building under mixed uncertainties. Journal of Cleaner Production, 19: 1180-1188. Cowden, J.R., Watkins, D.W.Jr. and Mihelcic, J.R. 2008. Stochastic rainfall modeling in West Africa: Parsimonious approaches for domestic rainwater harvesting assessment. Journal of Hydrology, 361: 64-77. DIN 1989-1. 2002. Rainwater Harvesting Systems - Part 1: Planning, Installation, Operation and Maintenance. German Institute for Standardisation, Berlin, 2002. Eroksuz, E. and Rahman, A. 2010. Rainwater tanks in multi-unit buildings: a case study for three Australian cities. Resources, Conservation and Recycling, 54: 1449-52. Fewkes, A. and Butler, D. 2000. Simulating the performance of rainwater collection systems using behavioural models? Building Services Engineering Research and Technology, 21(2): 99-106. Ghisi, E. 2010. Parameters influencing the sizing of rainwater tanks for use in houses. Water Resources Management, 24, 2381-2403. Ghisi, E. and Ferreira, D.F., 2007. Potential for potable water savings by using rainwater and greywater in a multi-story residential building in southern Brazil. Building and Environment, 42(4), 2512-22. Guo, Y. and Baetz, B. 2007. Sizing of rainwater storage units for Green Building applications. Journal of Hydrologic Engineering, 12(2): 197-205. Imteaz, M.A., Shanableh, A., Rahman, A. and Ahsan, A. 2011. Optimisation of rainwater tank design from large roofs: a case study in Melbourne, Australia. Resources, Conservation and Recycling, 55: 1022-1029. Kinkade-Levario, Η. 2007. Design for Water Rainwater Harvesting, Stormwater Catchment and Alternate Water Reuse. New Society Publishers, P.O. Box 189, Gabriola Island, BC V0R 1X0, Canada. Lee, K.T., Lee, C.D., Yang, M.S. and Yu, C.C. 2000. Probabilistic design of storage capacity for rainwater cistern systems. Journal of Agricultural Engineering and Research, 77(3): 343-348.

ΥΔΡΟΤΕΧΝΙΚΑ (2016) 24: 51-58 58 Londra, P.A., Theocharis, A.T., Baltas, E. and Tsihrintzis, V.A. 2015a. Optimal Sizing of Rainwater Harvesting Tanks for Domestic Use in Greece. Water Resources Management, 29(12): 4357-4377. Londra, P.A., Theocharis, A.T., Baltas, E. and Tsihrintzis, V.A. 2015b. Effect of dry period on sizing of domestic rainwater harvesting tank. Proceedings of the 14 th International Conference on Environmental Science and Technology, Rhodes, Greece, 3-5 September 2015. Palla, A., Gnecco, I. and Lanza, L.G. 2011. Non-dimensional design parameters and performance assessment of rainwater harvesting systems. Journal of Hydrology, 401: 65-76. Palla, A., Gnecco, I., Lanza, L.G. and La Barbera, P. 2012. Performance analysis of domestic rainwater harvesting systems under various European climate zones. Resources, Conservation and Recycling, 62: 71-80. Souza, E.L. and Ghisi, E. 2012. Potable water savings by using rainwater for non-potable uses in houses. Water, 4: 607-628. Su, M., Lin, C., Chang, L., Kang, J. and Lin, Mei. 2009. A probabilistic approach to rainwater harvesting systems design and evaluation. Resources, Conservation and Recycling, 53: 393-399. Tsihrintzis, V. and Baltas, E. 2013. Sizing of rainwater harvesting tank for in-house water supply. Proceedings of the 13 th International Conference on Environmental Science and Technology, Athens, Greece, 5-7 September 2013. Tsubo, M., Walker, S. and Hensley M. 2005. Quantifying risk for water harvesting under semi-arid conditions: Part I. Rainfall intensity generation. Agricultural Water Management, 76: 77-93. Ward, D. and McKague, K. 2007. Water requirements of livestock. OMAFRA Factsheet Order No. 07-023. Yaziz, M.I., Gunting, H., Sapari, N. and Ghazali, A.W. 1989. Variations in rainwater quality from roof catchments. Water Research, 23(6): 761-765. http://www.hydroscope.gr