Analysis of the Possibilities of Rainwater Harvesting Based on the AHP Method

• Autorzy: Hämmerling Mateusz , Kocięcka Joanna , Liberacki Daniel

Warianty tytułu

PL

Analiza możliwości zagospodarowania wody opadowej z wykorzystaniem metody AHP

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the face of the current climate change, the increasing incidence of extreme weather events, prolonged periods of drought and water scarcity, attention should be paid to rational water management with particular emphasis on rainwater. Excessive development and sealing of urban catchments result in a faster outflow of water to the sewage system, which prevents it from reaching the soil and plants. This situation intensifies the drought effect and contributes to the occurrence of urban floods. In order to mitigate the negative impact of this process, solutions allowing for rainwater harvesting should be implemented. A wide variety of systems are currently available on the market to harvest and reuse rainwater. In the publication, the authors analysed four solutions: a green roof, drainage boxes, an underground storage tank, and an infiltration basin. The AHP (Analytic Hierarchy Process) method was used to select the best rainwater harvesting system, which is one of the methods of Multi-Criteria Decision Making. The analyses considered two different variants in terms of land use: a detached house located in the suburbs of a large agglomeration and a block of flats placed in the city center. According to the analysis and the assumed factors, in both cases, the best solution was to use an underground storage tank. This system proved to be the most advantageous due to the possibility of reuse of water, low construction costs, and ease of exploitation.

PL

W obliczu zachodzących obecnie zmian klimatycznych, występowania coraz częstszych ekstremalnych zjawisk pogodowych, długotrwałych okresów suszy oraz deficytu wody należy nacisk zwrócić uwagę na prowadzenie racjonalnej gospodarki wodnej ze szczególnym uwzględnieniem wód opadowych. Nadmierna zabudowa i uszczelnienie zlewni miejskich powoduje szybszy odpływu wody do kanalizacji, przez co nie trafia ona do gleby i roślin. Sytuacja ta potęguje zjawisko suszy, a także przyczynia się do występowania miejskich powodzi. Aby złagodzić negatywny wpływ tego procesu, należy wdrażać rozwiązania pozwalające na zagospodarowania wód opadowych. Obecnie na rynku dostępnych jest wiele różnorodnych systemów umożliwiających gromadzenie deszczówki oraz jej ponowne wykorzystanie. W publikacji autorzy przeanalizowali cztery rozwiązania: zielony dach, skrzynki rozsączające, podziemny zbiornik bezodpływowy oraz zbiornik infiltracyjny. Do wyboru najlepszego wariantu zagospodarowania wody deszczowej zastosowano metodę AHP (Analytic Hierarchy Process), która jest jedną z metod wielkokryterialnego wspomagania decyzji. W analizach rozważono dwa różne warianty pod względem zagospodarowania terenu: dom jednorodzinny znajdujący się na przedmieściach dużej aglomeracji oraz blok zlokalizowany w centrum miasta. Według przeprowadzonej analizy oraz założonych czynników, w obu przypadkach najlepszym według rozwiązaniem było zastosowanie podziemnego zbiornika bezodpływowego. System ten okazał się najkorzystniejszy z uwagi na możliwość ponownego wykorzystania wody, niskie koszty budowy oraz łatwość eksploatacji.

Słowa kluczowe

EN

rainwater harvesting; multi-criteria decision making; AHP; green roof; drainage boxes; underground storage tank; infiltration basin

PL

zagospodarowanie wody opadowej; metoda wielokryterialnego wspomagania decyzji; AHP; dach zielony; skrzynka rozsączająca; podziemny zbiornik bezodpływowy; zbiornik infiltracyjny

• Wydawca: Politechnika Koszalińska
• Czasopismo: Rocznik Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2020
• Tom: Tom 22, cz. 1
• Strony: 294--307
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz., rys.

Twórcy

autor

Hämmerling Mateusz

• Poznań University of Life Sciences, Poland

autor

Kocięcka Joanna

• Poznań University of Life Sciences, Poland

autor

Liberacki Daniel

• Poznań University of Life Sciences, Poland

Bibliografia

• Aminbakhsh, S., Gunduz, M., Sonmez, R. (2013). Safety risk assessment using analytic hierarchy process (AHP) during planning and budgeting of construction projects. Journal of safety research, 46, 99-105.
• Ariff, H., Sapuan, S., Ismail, N., Yusoff, N. (2008). Use of Analytical Hierarchy Process (AHP) for Selecting The Best Design Concept. Jurnal Teknologi, 49, 1-18.
• Chen, M., Wang, Shih-Ching. (2010). The critical factors of success for information service industry in developing international market: Using analytic hierarchy process (AHP) approach. Expert Systems with Applications, 37, 694-704.
• Chmist, J., Szoszkiewicz, K., Hämmerling, M. (2019). Selection of the most effective biological early warning system, based on AHP and Rembrandt Analysis. Acta Scientiarum Polonorum Formatio Circumiectus, 1, 95-102.
• Chudzicki, J. (2018). Problems Of Rainwater Management: A Case Study Of The City Of Warsaw, Poland. WIT Transactions on The Built Environment, 184, 69-79.
• Ghofrani, Z., Sposito, V., Faggian, R. (2017). A comprehensive review of blue-green infrastructure concepts. International Journal of Environment and Sustainability, 6, 15-36.
• Hämmerling, M., Spychała, M. (2015). Wykorzystanie wielokryterialnej metody podejmowania decyzji (AHP) do wyboru przydomowej oczyszczalni ścieków z odprowadzaniem ścieków do gruntu. Acta Sci. Pol. Formatio Circumiectus, 14(4), 15-28.
• Haq, S.A. (2017) Rainwater-Harvesting Technology. In: Harvesting Rainwater from Buildings. Cham: Springer.
• Jokiel, P., Marszelewski, W., Pociask-Karteczka, J. (2017). Hydrologia Polski. Warszawa: PWN.
• Kordana, S., Słyś, D. (2017). Analiza kryteriów warunkujących wybór optymalnego rozwiązania systemu zagospodarowania wód opadowych. Proceedings of ECOpole, 10(1), 183-191.
• Kozioł, W., Piotrowski, Z., Pomykała, R., Machniak, Ł., Baic, I., Witkowska-Kita, B., Lutyński, A., Blaschke, W. (2011). Zastosowanie analitycznego procesu hierarchicznego (AHP) do wielokryterialnej oceny innowacyjności technologii zagospodarowania odpadów z górnictwa kamiennego. Rocznik Ochrona Środowiska, 13, 1619-1634.
• Marcarelli, G., Squillante, M. (2019). A group-AHP-based approach for selecting the best public tender. Soft Computing, 1-8.
• Martin, C., Ruperd, Y., Legret, M. (2007). Urban Stormwater Drainage Management: The Development of a Multicriteria Decision Aid Approach for Best Management Practices. European Journal of Operational Research, 181, 338-349.
• Ptak, M., Sojka, M., Kałuża, T., Choiński, A., Nowak, B. (2019). Long-term water temperature trends of the Warta River in the years 1960-2009. Ecohydrology & Hydrobiology 19(3), 441-451.
• Sakson, G. (2018). Cost analysis of a rainwater harvesting system in Poland. E3S Web Conf. 45: 00078.
• Sendanayake, S. (2016). Rainwater Harvesting for Urban Living, ISBN:978-955-43389-0-6
• Słyś, D., Stec, A., Zelenakova, M. (2012). A LCC Analysis of Rainwater Management Variants. Ecological Chemistry and Engineering, 19(3), 359-372.
• Sojka, M., Kozłowski, M., Stasik, R., Napierała, N., Kęsicka, B., Wróżyński, R., Jaskuła, J., Liberacki, D., Bykowski, J. (2019). Sustainable Water Management in Agriculture-The Impact of Drainage Water Management on Groundwater Table Dynamics and Subsurface Outflow. Sustainability, 11, 4201.
• Stachowski, P., Oliskiewicz-Krzywicka, A., Pasela, R. (2017). Miejski staw jako odbiornik ścieków opadowych. Inżynieria Ekologiczna, 18(1), 1-8.
• Stefanidis, S., Stathis, D. (2013). Assessment of flood hazard based on natural and anthropogenic factors using analytic hierarchy process (AHP). Nat Hazards 68, 569-585.
• Szwed, M. (2019). Variability of precipitation in Poland under climate change. Theoretical and Applied Climatology, 135,1003-1015.
• Tokarczyk-Dorociak, K., Walter, E., Kobierska, K., Kołodyński, R. (2017). Rainwater Management in the Urban Landscape of Wroclaw in Terms of Adaptation to Climate Changes. Journal of Ecological Engineering, 18(6), 171-184.
• Uyan, M. (2013). GIS-based solar farms site selection using analytic hierarchy process (AHP) in Karapinar region, Konya/Turkey. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 28, 11-17.
• Žuvela-Aloise, M., Koch, R., Buchholz, S., Früh, B. (2016). Modelling the potential of green and blue infrastructure to reduce urban heat load in the city of Vienna. Climatic Change, 135, 425-438.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).