Sustainable analysis of rainwater harvesting in the context of water management: Artvin Çoruh University

Öz

Water is the essential source of life, and its sustainable management is a global priority. While increasing population and climate change threaten freshwater resources, rainwater harvesting (RWH) offers a significant alternative. This study investigated the technical, environmental, and economic feasibility of RWH systems at the Main and Seyitler campuses of Artvin Çoruh University (AÇÜ). Analyses were based on 2023 data for roof area, roof material, and water consumption obtained from the university's relevant departments, along with Artvin's annual rainfall amount (691.6 mm). Calculations showed that approximately 15148 m³ of rainwater could be collected annually on the campuses. This amount corresponds to about 42% of the total annual usage water (not potable) consumption (38239 m³), providing a volumetric reliability of 42.19%. This level of water saving corresponds to an annual monetary saving of approximately 630010 TRY (17746.78 $) based on current tariffs. The total installation cost of the system, including tanks, filters, and pumps (excluding labor), was calculated to be approximately 11.63 million TRY (327608.73 $). Based on this cost and the annual savings data, the system's initial investment is projected to have a payback period of approximately 19 years. These results indicate that the project is technically feasible, environmentally beneficial, and economically viable in the long term for AÇÜ.

Anahtar Kelimeler

• Water saving
• Rain water harvesting
• Sustainability
• SWOT analysis
• Cost analysis

Sürdürülebilir su yönetimi kapsamında yağmur suyu hasadının analizi: Artvin Çoruh Üniversitesi

Öz

Su, yaşamın temel kaynağı olup sürdürülebilir yönetimi küresel bir önceliktir. Artan nüfus ve iklim değişikliği tatlı su kaynaklarını tehdit ederken, yağmur suyu hasadı (YSH) önemli bir alternatif sunmaktadır. Bu çalışma, Artvin Çoruh Üniversitesi'nin (AÇÜ) Merkez ve Seyitler yerleşkelerinde YSH sistemlerinin teknik, çevresel ve ekonomik uygulanabilirliğini araştırmıştır. Üniversitenin ilgili birimlerinden alınan 2023 yılı çatı alanı, çatı malzemesi ve su tüketim verileri ile Artvin'in yıllık yağış miktarı (691.6 mm) temel alınarak analizler yapılmıştır. Hesaplamalar, yerleşkelerde yıllık yaklaşık 15148 m³ yağmur suyu toplanabileceğini göstermiştir. Bu miktar, yıllık toplam kullanım suyu tüketiminin (38239 m³) yaklaşık %42'sini karşılayarak %42.19'luk bir hacimsel güvenilirlik sağlamaktadır. Bu oranda su tasarrufu, güncel tarifelerle yıllık yaklaşık 630010 TL'lik (17746.78 $) bir mali tasarrufa denk gelmektedir. Sistemin tanklar, filtreler ve pompalar dahil toplam kurulum maliyeti (işgücü hariç) yaklaşık 11,63 milyon TL (327608.73 $) olarak hesaplanmıştır. Bu maliyet ve yıllık tasarruf verileriyle, sistemin ilk yatırımını yaklaşık 19 yılda geri ödeyeceği öngörülmüştür. Bu sonuçlar, projenin AÇÜ için teknik olarak mümkün, çevresel açıdan faydalı ve uzun vadede ekonomik olarak değerlendirilebilir olduğunu göstermektedir.

Anahtar Kelimeler

• Su tasarrufu
• Yağmur suyu hasadı
• Sürdürülebilirlik
• SWOT analizi
• Maliyet analizi

Kaynakça

1. [1] Üstün GE, Can T, Küçük G. “Binalarda yağmur suyu hasadı”. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, 25(3), 1593-1610, 2020.
2. [2] Eren B, Aygün A, Likos S, Damar Aİ. “Rainwater harvesting: The example of Sakarya University's Esentepe campus”. International Symposium on Innovative Technologies in Engineering and Science (ISITES), Antalya, Türkiye, 3-5 November 2016.
3. [3] WWAP World Water Assessment Programme. “Nature-based Solutions for water”. United Nations World Water Development Report, UNESCO, Paris, 139, 2018.
4. [4] Aksungur N, Firidin Ş. “Su kaynaklarının kullanımı ve sürdürülebilirlik”. Aquaculture Studies, 2008(2), 9-11, 2008.
5. [5] Muluk ÇB, Kurt B, Turak A, Türker A, Çalışkan MA, Balkız Ö, Gümrükçü S, Sarıgül G, Zeydanlı U. “Türkiye'de suyun durumu ve su yönetiminde yeni yaklaşımlar”. İş Dünyası ve Sürdürülebilir Kalkınma Derneği, Doğa Koruma Merkezi, Ankara, Türkiye, Scientific Report, 112, 2013.
6. [6] Yaman C. “Siemens Gebze tesisleri yeşil bina”. IX. Ulusal Tesisat Mühendisliği Kongresi Seminer Bildirisi, İzmir, Türkiye, 6-9 May 2009.
7. [7] Şahin NI, Manioğlu G. “Binalarda yağmur suyunun kullanılması”. X. Ulusal Tesisat Mühendisliği Kongresi, İzmir, Türkiye,13-16 April 2011.
8. [8] Yanar N. “Examination of green building certification systems in the context of Konya”. 2nd International Sustainable Buildings Symposium, Ankara, Türkiye, 28-30 May 2015. https://scholar.google.com/citations?view_op=view_citation&hl=tr&user=a97X7JQAAAAJ&citation_for_view=a97X7JQAAAAJ:u-x6o8ySG0sC.

9. [9] Artvin Çoruh University. “General Information”. https://www.artvin.edu.tr/universitemiz-hakkinda (16.11.2024).
10. [10] Aldawahid K. Yağmur Suyu Hasadının Bursa Otobüs Terminalinde Uygulanabilirliğinin Araştırılması. MSc Thesis, Uludağ University, Bursa, Türkiye, 2022.
11. [11] Meteroloji Genel Müdürlüğü. “Annual Total Precipitation Data”. https://mgm.gov.tr/veridegerlendirme/yillik-toplam-yagis-verileri.aspx (06.09.2024).
12. [12] T.C. Orman Genel Müdürlüğü. “Artvin Orman Bölge Müdürlüğü, Tanıtım”. https://www.ogm.gov.tr/artvinobm/kurulusumuz-sitesi/Sayfalar/Orman-isletme-Mudurlukleri/artvinoim.aspx?Paged=TRUE&p_Title=Kemer+K%C3%B6pr%C3%BC+Orman+%C4%B0%C5%9Fletme+%C5%9Eefli%C4%9Fi&p_ID=45&PageFirstRow=31&&View=%7B71609A91-9661-4EB4-A60A-E8780AA7194A%7D (03.09.2024).
13. [13] Deutsches Institut Normung (DIN). “Regenwassernutzungsanlagen”. Berlin, Germany, 16941, 1989.
14. [14] Kantaroğlu Ö. “Yüksek performanslı binalarda su stratejileri”. Tesisat Mühendisliği Dergisi, 25(3), 34-38, 2020.
15. [15] Yalılı KM, Abuş MN. “Bahçeli bir konut örneğinde yağmur suyu hasadı”. Uluslararası Tarım ve Yaban Hayatı Bilimleri Dergisi, 4(2), 209-215, 2018.
16. [16] T.C. Tarım ve Orman Bakanlığı Su Yönetimi Genel Müdürlüğü. “Su Kaynaklarında İklim Değişikliğine Uyum Projesi”. Final Report. Ankara, Türkiye, 2023.
17. [17] Temizkan S, Kayılı TM. “Yağmur suyu toplama sistemlerinde optimum depolama yönteminin belirlenmesi: Karabük üniversitesi sosyal yaşam merkezi örneği”. El-Cezerî Fen ve Mühendislik Dergisi, (8), 102-116, 2021.
18. [18] İzoplast. “Water Tank Prices”. https://izoplas.com/su-deposu-fiyatlari/ (01.10.2024).
19. [19] Karim R, Sakib BM, Sakib SK, Imteaz M. “Rainwater harvesting potentials in commercial buildings in Dhaka: reliability and economic analysis”. Hydrology, 8(1), 9, 2021.
20. [20] Official Gazette. “Yağmursuyu Toplama, Depolama Ve Deşarj Sistemleri”. Ministry of Environment and Urbanization, Ankara, Türkiye, 30105, 2017.
21. [21] Custódio DA, Ghisi E. “Potential for potable water savings using rainwater: a case study in a university building in Southern Brazil”. Urban Water Journal, 21(2), 251-258, 2024.
22. [22] Abreham T, Tesseme T, Mulugeta E. “Assessment of Rooftop Rainwater Harvesting As an Alternative Source of Water Supply for Higher Institutes in Ethiopia: The Case of Wachemo University, Main Campus.” Land and Water Degradation in Ethiopia: Climate and Land Use Change Implications 425-442, Switzerland, Springer Nature, 2024.
23. [23] El Bouzidi A, Anouar A, Bouzziri M. “Management and valuation of rainwater by alternative techniques, case of the university of Settat, in Morocco”. Water Cycle, 5, 109-120, 2024.
24. [24] Ward S, Memon FA, Butler D. “Performance of a large building rainwater harvesting system”. Water Research, 46(16), 5127-5134, 2012.
25. [25] Vickers A. Handbook of Water Use and Conservation: Homes, Landscapes, Businesses, Industries, Farms. 1st ed. Massachusetts, USA, WaterPlow Press, 2001.
26. [26] Tankplast. “Vortex Filter Prices”. https://www.tankplast.com/yagmur-suyu-vortex (02.10.2024).
27. [27] Kampa. “Submersible Pump Cost”. https://www.kampa.com.tr/urun/einhell-ge-pp-1100-n-a-otomatik-dalgic-pompa-temiz-su-45-mss-6-m3-h (02.10.2024).
28. [28] Tankplast. “Rain Set, Sand and Active Carbon Filter”. https://www.tankplast.com/yagmursuyu-setler (03.10.2024)
29. [29] Lepota T, Armitage N. “The prospects for rainwater harvesting at the University of Cape Town”. Water SA, 51(2), 132-14, 2025.
30. [30] Marinoski AK, Rupp RF, Ghisi E. “Environmental benefit analysis of strategies for potable water savings in residential buildings”. Journal of Environmental Management, 206, 28-39, 2018.