تقييم نظام حصاد مياه الأمطار في مباني الجامعة لتلبية الطلب على المياه غير الصالحة للشرب

تحويل المطر إلى مورد للحرم الجامعي

في العديد من الحُرُم الجامعية النامية والمدن المزدحمة، يُعامل ماء الصنابير النظيف كما لو كان غير محدود، على الرغم من أن الإمدادات تتعرض لضغوط نتيجة زيادة السكان وتغير المناخ. تدرس هذه الدراسة سؤالاً بسيطاً يحمل تداعيات كبيرة: ما هي نسبة الاستهلاك اليومي للمياه في جامعة يمكن تغطيتها بمجرد جمع المطر الذي يسقط على أسطح مبانيها؟ من خلال تتبع الماء من السطح إلى خزان التخزين ثم إلى الاستخدامات اليومية مثل المراحيض، ورش الحدائق، وغسيل المركبات، يبيّن الباحثون كيف يمكن لنظام متواضع أن يخفف العبء عن إمدادات مياه الشرب—وأين تكمن حدوده.

لماذا يوفر حفظ ماء الصنابير أهمية

أصبحت ندرة المياه العذبة قضية ملموسة وليست مجرد قلق بعيد. مع امتداد المدن واستبدال التربة بالأرصفة، يتسرب أقل من المطر إلى الأرض، ويزيد الجريان السطحي الملوث الذي ينساب بعيدًا، وتُضخ المخزونات الجوفية أسرع مما تستطيع الطبيعة إعادة ملئها. في الوقت نفسه، يحوّل تغير المناخ أنماط هطول الأمطار نحو فترات جفاف أطول وهطولات غزيرة أكثر. تواجه مدينة تشاتوجرام الساحلية في بنغلاديش كل هذه التحديات، إلى جانب تلوث المسطحات المائية الحضرية. في هذا السياق، يعد الاستفادة بصورة أفضل من المطر النظيف الذي يضرب الأسطح الواسعة وسيلة جذابة لخفض الطلب على مياه الصنابير المعالجة وتقليل حجم المياه السطحية التي يجب تصريفها.

حرم جامعي كمختبر حي

ركز الباحثون على جامعة ساوثرن بنغلاديش، وهي حرم خاص يضم خمسة مبانٍ أكاديمية رئيسية ومزيجًا من المساحات الخضراء والطرق وقنوات الصرف. رسموا خرائط للأرض والأسطح وشبكة الصرف، ثم استخدموا أداة حاسوبية معيارية لإدارة مياه العواصف، نموذج إدارة مياه العواصف (Stormwater Management Model)، لتتبع كيفية تدفق الأمطار من 1982 إلى 2021 عبر هذه المساحة الصغيرة للمياه السطحية. أولوا اهتمامًا خاصًا للخمس عشرة سنة الأخيرة، عندما كان هطول الأمطار السنوي مرتفعًا بشكل ثابت، رغم نمط غير منتظم من الشهور الرطبة والجافة. اعتبر الفريق كل سطح مبنى جامعًا محتملاً، موجّهين جريانه نحو خزانات تخزين بحجم يتناسب مع المساحة المتاحة بجانب كل مبنى.

براميل وخزانات جوفية والاستخدامات اليومية

اختبرت الدراسة نظامي تخزين. في الأول، تم توجيه مياه الأمطار من كل سطح إلى براميل بلاستيكية فوق الأرض بمجموع سعة 56,000 لتر عبر الحرم. في الثاني، رُبطت هذه البراميل بخزانات جوفية أكبر، ما رفع السعة الإجمالية إلى 140,000 لتر. ثم قارن الفريق مقدار ما يمكن تغطيته من ثلاث استخدامات غير شرب: تدفق المراحيض، وري الحدائق، وغسيل حافلات وسيارات الحرم. للمراحيض، افترضوا تدفقًا منخفض الحجم معتادًا مرتين يوميًا لكل شخص؛ للحدائق، استخدموا إرشادات وطنية لسقي العشب والنباتات؛ وللمركبات اعتمدوا أحجام مياه مقاسة لكل غسلة، مع وجود يومي غسيل قليلين فقط كل شهر.

كم من مياه الأمطار يمكن أن تساعد فعلاً؟

تُظهر المحاكاة أن حجم التخزين وعدد المستخدمين عوامل حاسمة. باستخدام البراميل وحدها، كان بالإمكان أن تُغطي المباني ذات الأسطح الأكبر نحو 10–40 بالمئة من احتياجات التدفق للمجموعات اليومية المعتادة، بينما كانت الأسطح الأصغر ذات الخزانات الصغيرة تُغطي أقل بكثير. أضافت الخزانات الجوفية زيادة في التغطية لتصل تلبية احتياجات المراحيض إلى ما يقارب الكل لحوالي 30 مستخدمًا يوميًا لكل مبنى، ولا تزال تغطي نحو ثلثها لما يصل إلى 100 مستخدم. كان سقي الحدائق أكثر حساسية لحجم التخزين وعدد الشهور الجافة: عند سعة 50,000 لتر، غطى النظام نحو ثلث إلى اثنين من الخُمس من طلب العشب في السنوات النموذجية، أما مع 140,000 لتر فكان بإمكانه تلبية معظم الطلب. بالنسبة لغسيل المركبات، كانت سعة متواضعة كافية لتوفير مياه كافية لغسيل نحو عشرة سيارات بالكامل، ومع الخزانات الأكبر، يمكن غسيل ما يصل إلى 28 سيارة أو 14 حافلة بالكامل باستخدام مياه الأمطار.

الاعتمادية والمال والحدود العملية

بعيدًا عن المتوسطات السنوية، فحصت الدراسة عدد مرات قدرة النظام على تلبية الطلب اليومي فعليًا. مع سعة 50,000 لتر، أمكن تزويد مراحيض مجموعة صغيرة بالكامل طوال أيام السنة، لكن الاعتمادية انخفضت مع ازدياد عدد المستخدمين. بالنسبة للحدائق، كان نظام بسعة 140,000 لتر قادرًا على استمرار الري خلال معظم الأشهر الجافة في السنوات النموذجية. كان غسيل المركبات أكثر التطبيقات موثوقية، لأنه يحدث بشكل متقطع. ماليًا، كانت الوفورات المباشرة من استبدال مياه البلدية لهذه الاستخدامات غير الشرب متواضعة—عشرات الدولارات سنويًا عند تعرفة المياه المنخفضة الحالية—لأن أحجام الخزانات محدودة بالمساحة المتاحة. مع ذلك، لو أُعولجت مثل هذه المياه المخزنة واُستخدمت للشرب، لارتفعت المدخرات المحتملة عند أسعار شراء الحرم الحالية إلى آلاف الدولارات سنويًا.

ما الذي يعنيه هذا للحُرُم والمدن

بالنسبة للقارئ العام، الخلاصة واضحة: يمكن حتى لحرم جامعي حضري صغير أن يغطي حصة كبيرة من احتياجاته اليومية من المياه عبر جمع المطر من الأسطح الموجودة، لا سيما عند اختيار سعة تخزين مناسبة وإعطاء أولوية لاستخدامات مثل غسيل المركبات والعناية بالحدائق. رغم أن التوفيرات النقدية الفورية على الاستخدامات غير الصالحة للشرب قد تكون متواضعة، فإن الفوائد تشمل تخفيف الضغط على مياه المعالجة النادرة، وتحسين المرونة في فترات الجفاف، وتقليل الجريان السطحي الملوث. مع اعتماد مزيد من الحُرُم والمواقع التجارية أنظمة مماثلة—وربما إضافة معالجة لجعل مياه الأسطح صالحة للشرب—يمكن أن يصبح حصاد مياه الأمطار جزءًا عمليًا من حلول إدارة المياه الحضرية المستدامة.

الاستشهاد: Chowdhury, M.A.H., Akter, A. Evaluation of rainwater harvesting system in university buildings for non-potable water demand. Sci Rep 16, 12836 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-38972-z

الكلمات المفتاحية: حصاد مياه الأمطار, استخدام المياه في الحرم الجامعي, إدارة مياه الأمطار, المياه غير الصالحة للشرب, الاستدامة الحضرية