У зв’язку зі застарілою інфраструктурою, частими переливами каналізаційної мережі та можливою платою за скидання дощових вод, існує потреба в пошуку альтернативних підходів до управління зливовими водами. Конструкції дощових садів та системи збору дощової води широко використовуються на таких локальних територіях, як приватні будинки, невеликі підприємства та парковки. Тому метою цієї роботи було провести економічний аналіз двох альтернативних рішень – накопичувального резервуара з повторним використанням води та конструкції дощового саду. Аналіз витрат та переваг проводився на основі оцінки ефективності кожного підходу щодо зменшення об’єму зливового стоку та зменшення плати за скидання стоків у каналізаційну мережу. Режим опадів, використаний для розрахунків, було вибрано на основі даних за період із 2014 по 2023 рік для міста Києва. Технічні та економічні аспекти в дослідженні розглядалися як ключові фактори під час прийняття рішення про вибір підходу. Результати аналізу економічної стійкості обох варіантів на прикладі імітованої водонепроникної поверхні показали, що обидві системи мають ефективний термін експлуатації приблизно два роки. Накопичувальний резервуар є ефективним рішенням, що зменшує переливи дощових вод і дозволяє повторно використовувати накопичену воду для різних потреб. Проте витрати на будівництво та обслуговування резервуара перевищують економію на оплату за скид зливових вод у каналізаційну систему майже вдвічі, тому проєкт не є економічно вигідним у початковий період. Впровадження конструкції дощового саду для зниження плати за скид зливових вод в каналізаційну мережу є найбільш прийнятним рішенням із точки зору вартості. Якщо припустити, що термін ефективного використання конструкції дощового саду становитиме 8-10 років, накопичена економія тарифів може становити від 606,8 до 848,2 євро. Впровадження фінансових стимулів сприятиме реалізації альтернативних рішень із контролю зливових вод, що призведе до ряду таких екологічних та економічних переваг, як зменшення впливу зливових вод на навколишнє середовище, захист водних ресурсів та можлива економія при будівництві й управлінні зливовими системами
Отримано 09.01.2024
Доопрацьовано 10.04.2024
Прийнято 31.05.2024
[1] Abdulla, F. (2020). Rainwater harvesting in Jordan: Potential water saving, optimal tank sizing and economic analysis. Urban Water Journal, 17(5), 446-456. doi: 10.1080/1573062X.2019.1648530.
[2] Ali, S., Zhang, S., & Yue, T. (2020). Environmental and economic assessment of rainwater harvesting systems under five climatic conditions of Pakistan. Journal of Cleaner Production, 259, article number 120829. doi: 10.1016/j.jclepro.2020.120829.
[3] Boguniewicz-Zabłocka, J., & Capodaglio, A.G. (2020). Analysis of alternatives for sustainable stormwater management in small developments of Polish urban catchments. Sustainability, 12(23), article number 10189. doi: 10.3390/su122310189.
[4] Bortolini, L., & Zanin, G. (2018). Hydrological behaviour of rain gardens and plant suitability: A study in the Veneto plain (north-eastern Italy) conditions. Urban Forestry & Urban Greening, 34, 121-133. doi: 10.1016/j.ufug.2018.06.007.
[5] Burszta-Adamiak, E., Biniak-Pieróg, M., Dąbek, P.B., & Sternik, A. (2023). Rain garden hydrological performance – responses to real rainfall events. Science of The Total Environment, 887, article number 164153. doi: 10.1016/j.scitotenv.2023.164153.
[6] Climate change indicators reached record levels in 2023: WMO. (2024). Retrieved from https://wmo.int/media/news/climate-change-indicators-reached-record-levels-2023-wmo.
[7] Climate data for Kyiv. (2024). Retrieved from http://cgo-sreznevskyi.kyiv.ua/uk/diialnist/klimatolohichna/klimatychni-dani-po-kyievu.
[8] Deitch, M.J., & Feirer, S.T. (2019). Cumulative impacts of residential rainwater harvesting on stormwater discharge through a peri-urban drainage network. Journal of Environmental Management, 243, 127-136. doi: 10.1016/j.jenvman.2019.05.018.
[9] Di Chiano, M.G., Marchioni, M., Raimondi, A., Sanfilippo, U., & Becciu, G. (2023). Probabilistic approach to tank design in rainwater harvesting systems. Hydrology, 10(3), article number 59. doi: 10.3390/hydrology10030059.
[10] Dickhaut, W., & Richter, M. (2020). Decentralized stormwater management: Experiences with various measures in Germany. In F. Wang & M. Prominski (Eds.), Water-related urbanization and locality (pp. 167-179). Singapore: Springer. doi: 10.1007/978-981-15-3507-9_9.
[11] DSTU 8691:2016. (2016). Wastewater. Guidelines for the establishment of technological standards for the discharge of rainwater into water bodies. Retrieved from https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=67545.
[12] Dudrick, R., Hoffman, M., Antoine, J., Austin, K., Bedoya, L., Clark, S., Dean, H., Medina, A., & Gotsch, S.G. (2024). Do plants matter? Determining what drives variation in urban rain garden performance. Ecological Engineering, 201, article number 107208. doi: 10.1016/j.ecoleng.2024.107208.
[13] Freni, G., & Liuzzo, L. (2019). Effectiveness of rainwater harvesting systems for flood reduction in residential urban areas. Water, 11(7), article number 1389. doi: 10.3390/w11071389.
[14] Gleason Espíndola, J.A., Cordova, F., & Casiano Flores, C. (2018). The importance of urban rainwater harvesting in circular economy: The case of Guadalajara City. Management Research Review, 41(5), 533-553. doi: 10.1108/MRR-02-2018-0064.
[15] In Kalush, they demand not to approve the “rain fee”. (2024). Retrieved from https://vikna.if.ua/news/category/articles/2024/04/04/152301/view.
[16] Khokhlov, V.M., & Zamfirova, M.S. (2022). Precipitation regime projections for the territory of Ukraine in the next thirty years. Hydrology, Hydrochemistry and Hydroecology, 1(63), 54-60. doi: 10.17721/2306-5680.2022.1.5.
[17] Kourtis, I.M., Tsihrintzis, V.A., & Baltas, E. (2018). Simulation of low impact development (LID) practices and comparison with conventional drainage solutions. Proceedings, 2(11), article number 640. doi: 10.3390/proceedings2110640.
[18] Kravchenko, M., Trach, Y., Trach, R., Tkachenko, T., & Mileikovskyi, V. (2024a). Improving the efficiency and environmental friendliness of urban stormwater management by enhancing the water filtration model in rain gardens. Water, 16(10), article number 1316. doi: 10.3390/w16101316.
[19] Kravchenko, М.V., Tkachenko, T.M., & Mileikovskyi, V.О. (2024b). Study of the influence of the main parameters of the rain garden on its hydrological parameters by modeling. Collection of Scientific Papers of Admiral Makarov National University of Shipbuilding, 1(494), 166-176. doi: 10.15589/znp2024.1(494).23.
[20] Kuok, K.K., & Chiu, P.C. (2020). Optimal rainwater harvesting tank sizing for different types of residential houses: Pilot study in Kuching, Sarawak. Journal of Engineering Science and Technology, 15(1), 541-554.
[21] Leimgruber, J., Krebs, G., Camhy, D., & Muschalla, D. (2019). Model-based selection of cost-effective low impact development strategies to control water balance. Sustainability, 11(8), article number 2440. doi: 10.3390/su11082440.
[22] Liu, W., Feng, Q., Deo, R.C., Yao, L., & Wei, W. (2020). Experimental study on the rainfall-runoff responses of typical urban surfaces and two green infrastructures using scale-based models. Environmental Management, 66, 683-693. doi: 10.1007/s00267-020-01339-9.
[23] Nowogoński, I. (2021). Runoff volume reduction using green infrastructure. Land, 10(3), article number 297. doi: 10.3390/land10030297.
[24] Order of the Ministry of Housing and Communal Services of Ukraine No. 190 “On Approval of the Rules for the Use of Centralised Communal Water Supply and Sewerage Systems in Settlements of Ukraine”. (2008, June). Retrieved from https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/z0936-08#Text.
[25] Order of the Ministry of Regional Development, Construction, Housing and Communal Services of Ukraine No. 316 “On Approval of the Rules for Acceptance of Wastewater to Centralised Sewage Systems and the Procedure for Determining the Amount of Fee Charged for Excessive Wastewater Discharges to Centralised Sewage Systems”. (2017, December). Retrieved from https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/z0056-18#Text.
[26] Ovcharuk, V., Gopchenko, E., Kichuk, N., Shakirzanova, Z., Kushchenko, L., & Myroschnichenko, M. (2020). Extreme hydrological phenomena in the forest steppe and steppe zones of Ukraine under the climate change. Proceedings of the International Association of Hydrological Sciences, 383, 229-235. doi: 10.5194/piahs-383-229-2020.
[27] Pala, G.K., Pathivada, A.P., Velugoti, S.J.H., Yerramsetti, C., & Veeranki, S. (2021). Rainwater harvesting – a review on conservation, creation & cost-effectiveness. Materials Today: Proceedings, 45(7), 6567-6571. doi: 10.1016/j.matpr.2020.11.593.
[28] Puczko, K., & Jekatierynczuk-Rudczyk, E. (2020). Extreme hydro-meteorological events influence to water quality of small rivers in urban area: A case study in northeast Poland. Scientific Reports, 10, article number 10255. doi: 10.1038/s41598-020-67190-4.
[29] Qiao, X.-J., Kristoffersson, A., & Randrup, T.B. (2018). Challenges to implementing urban sustainable stormwater management from a governance perspective: A literature review. Journal of Cleaner Production, 196, 943-952. doi: 10.1016/j.jclepro.2018.06.049.
[30] Rain gardens. (n.d.). Retrieved from https://www.susdrain.org/delivering-suds/using-suds/suds-components/infiltration/rain-gardens.html.
[31] Rinchumphu, D., Suriyanon, N., Phichetkunbodee, N., Munlikawong, S., Wanitchayapaisit, C., & Sitthikankun, S. (2023). Economics and cost effectiveness of a rain garden for flood-resistant urban design. Global Journal of Environmental Science and Management, 10(1), 1-12. doi: 10.22034/gjesm.2024.01.01.
[32] Słyś, D., & Stec, A. (2020). Centralized or decentralized rainwater harvesting systems: A case study. Resources, 9(1), article number 5. doi: 10.3390/resources9010005.
[33] Tasca, F.A., Assunção, L.B., & Finotti, A.R. (2018). International experiences in stormwater fee. Water Science and Technology, 2017(1), 287-299. doi: 10.2166/wst.2018.112.
[34] Water Quality Act. (1987, April). Retrieved from https://www.congress.gov/bill/100th-congress/house-bill/1/text.
[35] WaterTime. (n.d.). Retrieved from https://blogs.gre.ac.uk/psiru/watertime/.
[36] Xu, C.-Y., & Li, H. (2020). Cost and benefit analysis of low impact development (LID) for stormwater management in an urban catchment in Norway. EGU General Assembly, 2020, article number EGU2020-21881. doi: 10.5194/egusphere-egu2020-21881.