เครื่องคำนวณถังเก็บน้ำฝน

จากฝนบนหลังคาสู่น้ำในถัง

เครื่องคำนวณใช้หน่วยตารางเมตร มิลลิเมตร และลิตรภายใน ความสัมพันธ์หลักนั้นเรียบง่าย: ฝน 1 มม. บนพื้นที่แนวราบ 1 ม² เท่ากับน้ำ 1 ลิตร ใช้เฉพาะพื้นที่ฉายของหลังคาที่ระบายน้ำลงถังที่เลือก ความลาดเอียงของหลังคาทำให้พื้นที่วัสดุมุงหลังคามากขึ้น แต่ไม่ได้เพิ่มพื้นที่แนวราบที่รองรับฝน

ให้ A เป็นพื้นที่รับน้ำที่เชื่อมต่อในหน่วย ม², P เป็นความลึกของฝนหนึ่งเหตุการณ์ในหน่วย มม., E เป็นประสิทธิภาพการเก็บในรูปทศนิยม และ F เป็นปริมาตรน้ำทิ้งคงที่ในหน่วยลิตร:

ปริมาตรฝนทั้งหมด = A × P

น้ำที่เก็บได้ = max(0, ปริมาตรฝนทั้งหมด × E − F)

ค่าประสิทธิภาพเป็นสมมติฐานที่แสดงให้เห็น ไม่ใช่คะแนนของหลังคา ค่านี้อาจแทนการสูญเสียตามสัดส่วนจากน้ำกระเด็น การเปียก การรั่ว และการลำเลียงน้ำที่ไม่สมบูรณ์ ปริมาตรน้ำทิ้งช่วงแรกที่แยกต่างหากจะถูกหักหนึ่งครั้งหลังการสูญเสียตามสัดส่วน หากค่าประสิทธิภาพรวมการสูญเสียน้ำช่วงแรกไว้แล้ว ให้ตั้งปริมาตรน้ำทิ้งคงที่เป็นศูนย์เพื่อไม่ให้หักซ้ำ

ข้อมูลในหน่วยจารีตสหรัฐฯ ใช้ค่าการแปลงที่แม่นยำ 1 ตารางฟุตเท่ากับ 0.09290304 ม², 1 นิ้วเท่ากับ 25.4 มม. และ 1 แกลลอนสหรัฐฯ เท่ากับ 3.785411784 ลิตร ก่อนหักการสูญเสีย ค่านี้เท่ากับประมาณ 0.6233766 US gal ต่อ ft² ต่อฝน 1 นิ้ว ระบุ “US gal” อย่างชัดเจนเพราะแกลลอนอิมพีเรียลมีปริมาตรต่างกัน

ความจุถังเป็นข้อจำกัดอีกส่วนหนึ่ง

น้ำฝนที่อาจเก็บได้ไม่เท่ากับน้ำที่เก็บเข้าถังจริง ให้ B เป็นความจุของถังหนึ่งใบ, N เป็นจำนวนถัง และ W เป็นปริมาตรน้ำที่เก็บอยู่แล้ว:

ความจุรวม = B × N

ความจุที่ว่าง = ความจุรวม − W

น้ำที่เก็บจริง = min(น้ำที่เก็บได้, ความจุที่ว่าง)

น้ำล้น = น้ำที่เก็บได้ − น้ำที่เก็บจริง

น้ำหลังฝน = W + น้ำที่เก็บจริง

เปอร์เซ็นต์การเก็บสำหรับเหตุการณ์เปรียบเทียบน้ำที่เก็บจริงกับน้ำที่เก็บได้ ระบบจะไม่แสดงค่านี้เมื่อน้ำที่เก็บได้เป็นศูนย์ เพราะไม่มีปริมาณน้ำจากเหตุการณ์ให้ใช้เป็นตัวหาร ส่วนเปอร์เซ็นต์การเติมเปรียบเทียบน้ำหลังฝนกับความจุที่ติดตั้ง เปอร์เซ็นต์ทั้งสองตอบคนละคำถามและไม่ควรใช้แทนกัน

ตัวอย่างหน่วยเมตริก

หลังคาที่เชื่อมต่อขนาด 100 ม² ได้รับฝน 10 มม. ที่ประสิทธิภาพ 85% และไม่มีน้ำทิ้งคงที่ ปริมาตรฝนทั้งหมดคือ 100 × 10 = 1,000 ลิตร และน้ำที่เก็บได้คือ 850 ลิตร ถังขนาด 200 ลิตรสองใบมีความจุรวม 400 ลิตร หากมีน้ำอยู่แล้ว 50 ลิตร จะเหลือพื้นที่เพียง 350 ลิตร จึงเก็บน้ำจากฝนครั้งนี้ได้ 350 ลิตร มีน้ำล้น 500 ลิตร และมีน้ำหลังฝน 400 ลิตร หากกรอกการใช้น้ำ 25 ลิตร/วัน น้ำทั้งหมดจะใช้ได้ 16 วัน โดยไม่มีฝนเพิ่ม ส่วนเฉพาะน้ำที่เก็บใหม่จะใช้ได้ 14 วัน

ตัวอย่างหน่วยจารีตสหรัฐฯ

พื้นที่รับน้ำ 1,000 ft² ได้รับฝน 1 นิ้ว ปริมาตรทั้งหมดประมาณ 623.38 US gal ที่ประสิทธิภาพ 80% และหลังหักน้ำทิ้งคงที่ 10 US gal จะมีน้ำที่เก็บได้ประมาณ 488.70 US gal ถังขนาด 55 US gal สองใบซึ่งมีน้ำเริ่มต้น 20 US gal จะมีพื้นที่ว่าง 90 US gal ถังจะเก็บได้ 90 US gal มีน้ำล้นประมาณ 398.70 US gal และเต็มที่ปริมาตรรวม 110 US gal

ใช้ผลคำนวณอย่างปลอดภัย

• โดยทั่วไปให้ถือว่าน้ำฝนจากหลังคาเป็นน้ำ ที่ไม่เหมาะสำหรับดื่ม น้ำไหลบ่าจากหลังคาอาจมีจุลชีพ โลหะ สารเคมี มูลสัตว์ และเศษวัสดุ การนำไปดื่มหรือต่อเข้าระบบภายในอาคารต้องมีการประเมินและบำบัดตามพื้นที่ รวมทั้งแยกระบบเพื่อป้องกันการไหลย้อน
• น้ำมีน้ำหนักมาก: ถังขนาด 55 US gal ที่เต็มอาจหนักกว่า 450 lb (ประมาณ 204 กก.) รวมภาชนะ ใช้ภาชนะปิดที่รองรับน้ำหนักได้บนฐานที่มั่นคง และขอคำแนะนำด้านโครงสร้างสำหรับถังขนาดใหญ่หรือถังที่ยกสูง
• ติดตะแกรงที่ช่องเปิด ควบคุมยุง บำรุงรักษารางน้ำและอุปกรณ์แยกน้ำช่วงแรก และระบายน้ำล้นให้ออกจากฐานราก ที่ดินข้างเคียง และจุดปล่อยน้ำที่ไม่ปลอดภัย
• สมดุลน้ำสำหรับเหตุการณ์นี้ไม่ได้จำลองช่วงเวลาฝนตก ความสามารถในการไหลของรางน้ำหรือท่อระบายน้ำ ลม การนำน้ำออกใช้ระหว่างฝน การระเหย การรั่ว การเยือกแข็ง ความต้องการน้ำชลประทาน หรือการซึมลงดิน
• ตรวจสอบข้อกำหนดท้องถิ่นเกี่ยวกับการเก็บน้ำฝน ระบบประปา การควบคุมยุง น้ำล้น และการระบายน้ำ จำนวนถังที่คำนวณได้เป็นเพียงการเปรียบเทียบปริมาตร ไม่ใช่การอนุมัติระบบ

ความสัมพันธ์ของปริมาตรและวิธีใช้พื้นที่ฉายอธิบายไว้โดย สำนักอุตุนิยมวิทยาออสเตรเลีย ส่วนการสูญเสียในการเก็บและค่าประสิทธิภาพกล่าวถึงใน วิธีประเมินประโยชน์ต่อสิ่งแวดล้อมของสำนักงานปกป้องสิ่งแวดล้อมสหรัฐฯ สำหรับข้อควรระวังด้านสุขภาพและการแยกระบบ โปรดดู แนวทางเรื่องน้ำฝนของ CDC