Vis enkel innførsel

dc.contributor.advisorSægrov, Sveinung
dc.contributor.authorAsklund, Maria
dc.date.accessioned2021-09-20T16:14:02Z
dc.date.available2021-09-20T16:14:02Z
dc.date.issued2020
dc.identifierno.ntnu:inspera:59875849:24229277
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/11250/2779400
dc.description.abstractTrygt drikkevann er avgjørende for menneskers helse og velferd. FN har anslått at to milliarder mennesker lever i land som er utsatt for alvorlige vannrelaterte utfordringer. Denne oppgaven evaluerer ytelsen til en rekke solcellepaneldrevne vannpumpesystemer som ble installert i Tanzania av Kirkens Nødhjelp fra 2015 til 2019. Hovedtemaene som blir undersøkt er vannmengde og -kvalitet, hydrogeologi, styringspraksis og fjernovervåkning. Hensikten er å foreslå strategier for å forbedre ytelsen til eksisterende og framtidige pumpestasjoner. Resultatene er i stor grad basert på en casestudie som ble gjennomført i regionene Manyara og Singida i februar 2020. Et bredt spekter av metoder ble brukt i feltarbeidet, inkludert måling av brønnhydraulikk og vannkvalitetsparametere, testing av et fjernovervåkningssystem og intervjuer. I tillegg ble relevant litteratur og tekniske dokumenter analysert. Estimater for vannbehov og -produksjon viser at pumpestasjonene ikke dekker vannbehovet i tørketiden, selv når pumpene går effektivt åtte timer om dagen. I tillegg har pumpene en tendens til å stoppe ved overskyet vær, noe som reduserer levert vannmengde og truer påliteligheten til systemene. Nåværende pumperate ser ut til å være bærekraftig ut ifra data fra feltarbeidet og pumpetester utført før installasjon. Dette indikerer at brønnene kan være i stand til å levere større vannmengder. Vannkvalitetsmålinger ble utført på 14 pumpestasjoner og viser at pH, konduktivitet, alkalitet og turbiditet stort sett er innenfor akseptable grenser. Én av pumpestasjonene har imidlertid en turbiditet som betydelig overstiger den øvre grensen spesifisert i drikkevannsforskriften til Tanzania. To pumpestasjoner har fluoridkonsentrasjoner som overstiger den øvre grensen i Tanzania, og fem har konsentrasjoner over grensen til Verdens helseorganisasjon (WHO), men under den tanzanianske grensen. En rekke faktorer relatert til styringspraksisen som benyttes på pumpestasjonene, for eksempel det å ha en vannkomite og en dagansatt, blir ofte forbundet med god pumpefunksjonalitet i litteraturen. Prosjektet ville likevel hatt nytte av støtte de neste par årene for å sikre at styringspraksisen blir fullstendig integrert. Innsamling av vannavgift er i de fleste tilfeller utilstrekkelig til å dekke større reparasjoner, og pumpestasjonene er derfor delvis avhengige av støtte fra lokale myndigheter. Begrensede midler til planlagt vedlikehold truer pumpestasjonenes resiliens. Fjernovervåkning ble testet på tre pumpestasjoner og fungerte for det meste bra da mobilnettet støttet dataoverføring med få avbrudd. I teorien kan fjernovervåkning forbedre pumpestasjoners resiliens ved å skaffe data som gjør det mulig for tjenesteleverandører å prioritere når og hvor de skal utføre reparasjoner og vedlikehold. Denne oppgaven argumenterer imidlertid for at fjernovervåkning ikke uten videre kan integreres i gjeldende styringspraksis, og antas følgelig å være bedre egnet som et verktøy brukt av Kirkens Nødhjelp til å støtte prosjektet etter installering. Oppgavens resultater innebærer at pumpestasjonenes ytelse kan forbedres ved å øke strømtilførselen, for eksempel ved å installere batterier, ekstra solcellepanel eller dieselgenerator. I tillegg bør man implementere fluoridfjerning på pumpestasjonene med høye konsentrasjoner for å forebygge fluorose. Fekal vannforurensing ble ikke målt riktig i felt og burde derfor testes på nytt for å gi en bekreftelse på at vannet er trygt å drikke. Dette er viktige tema for framtidig forskning.
dc.description.abstractSafe drinking water is crucial for the health and prosperity of human beings. Still, the United Nations (UN) has estimated that two billion people live in countries facing high water-related stress. This thesis evaluates the performance of a number of solar-powered water pumping systems that were installed in Tanzania by the Norwegian Church Aid (NCA) from 2015 to 2019. The main topics investigated are water quantity and quality, hydrogeology, management, and remote monitoring. The purpose is to suggest strategies for improving the performance of existing and future pumping stations. The results are mostly based on a case study which was conducted in the regions of Manyara and Singida in February 2020. A wide range of methods were employed in the fieldwork, including measurements of borehole hydraulics and water quality parameters, testing of a remote monitoring system, and interviews. In addition, relevant literature and technical documents were analyzed. Demand and supply estimations show that the pumping stations do not cover the water demand in the dry season, even if the pumps run efficiently for eight hours a day. In addition, the pumps tend to stop in cloudy weather reducing the quantity of water provided and threatening reliability. Current pumping rates appear to be sustainable considering data from the fieldwork and pumping tests carried out before installation. This indicates that the boreholes might have the potential to supply greater water quantities. Water quality measurements were performed at 14 pumping stations and show that pH, conductivity, alkalinity, and turbidity are mostly within acceptable limits. One pumping station however has a turbidity significantly exceeding the upper limit specified in the Tanzanian drinking water quality standard. Two pumping stations have fluoride concentrations greater than the upper limit in Tanzania, and five have concentrations above the limit of the World Health Organization (WHO) but below the Tanzanian limit. A number of the management practices employed at the pumping stations, such as having a water committee and a caretaker, are associated with satisfactory pumping system functionality in literature. The project would nonetheless benefit from continued support in the next couple of years to make sure that management practices are fully incorporated. Water fee collections are in most cases insufficient to cover major repairs, and the pumping stations are thus partly dependent on support from the local government. Limited funds for planned maintenance threaten pumping system resilience. Remote monitoring was tested at three pumping stations and worked satisfactory for the most part as mobile network services supported data transmission with only minor interruptions. In theory, remote monitoring can improve pumping system resilience by providing data that enables service providers to prioritize when and where to perform repairs and maintenance. This thesis however argues that remote monitoring is not easily integrated in current management practices and is consequently thought to be better suited as a tool used by NCA during post-construction support. The results of the thesis imply that the performance of the pumping stations can be improved by increasing the power supply, for instance by installing batteries, additional solar panels or a diesel-generator. In addition, water should be treated for fluoride at the pumping stations with elevated concentrations to avoid dental and skeletal fluorosis. Fecal contamination of water was not successfully measured in field and should therefore be tested once more to confirm that the water is safe. These are all important topics for future research.
dc.language
dc.publisherNTNU
dc.titlePerformance of solar-powered water pumping systems for rural water supply: A case study from Tanzania
dc.typeMaster thesis


Tilhørende fil(er)

Thumbnail

Denne innførselen finnes i følgende samling(er)

Vis enkel innførsel