Flash floods impact on the construction of rainwater harvesting structures

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Аннотация

Introduction. The lack of fresh water has become a serious problem. The main causes of the water crisis are population growth and climate change. Egypt is a very arid country which is facing water scarcity due to increasing demand and limited supply. Applying new approaches is required in this situation to deal with water scarcity. Wadi Watir in the Sinai Peninsula, chosen as the research area, is an important tourist and commercial watershed. It experiences water scarcity and the threat of flash floods. The residents are losing their crops and sheep. Roads are deserted, and their lives are in danger due to the periodic occurrence of flash floods.Materials and methods. For the first time, the current research investigates the impact of flash floods on the implementation of rainwater harvesting (RWH) systems. The flash flood risk and RWH structure maps were overlaid using GIS.Results. The results showed that five percolation tanks, five check dams, 11.15 km2 of area for on-ground percolation tanks, and 0.48 km2 of space for farm ponds are optimal for water harvesting during flash floods.Conclusions. The development of Wadi Watir was prioritized and divided into three phases. Therefore, the occurrence of flash floods clearly affects the development plans. The impact of flash floods should be considered during the calculation of the design capacity of the RWH structures.

Авторлар туралы

Mostafa Ezzeldin

Peoples’ Friendship University of Russia named after Patrice Lumumba (RUDN); Menoufia University

Email: 1042195003@pfur.ru
ORCID iD: 0000-0003-0332-0424

Evgeny Sinichenko

Peoples’ Friendship University of Russia named after Patrice Lumumba (RUDN)

Email: sinichenko-ek@rudn.ru
ORCID iD: 0000-0002-9159-1218
SPIN-код: 2900-7009

Ilya Gritsuk

Peoples’ Friendship University of Russia named after Patrice Lumumba (RUDN); Water Problems Institute of the Russian Academy of Sciences (WPI RAS);Moscow Automobile and Road Construction State Technical University (MADI)

Email: gritsuk-ii@rudn.ru
ORCID iD: 0000-0002-5671-7620
SPIN-код: 5449-8425

Әдебиет тізімі

  1. Elhassnaoui I., Moumen Z., Tvaronavičienė M., Ouarani M., Ben-Daoud M., Serrari I. et al. Management of water scarcity in arid areas: a case study (Ziz Watershed) // Insights into Regional Development. 2021. Vol. 3. Issue 1. Pp. 80–103. doi: 10.9770/IRD.2021.3.1(5)
  2. Melese T., Belay T. Groundwater potential zone mapping using analytical hierarchy process and GIS in Muga Watershed, Abay Basin, Ethiopia // Global Challenges. 2022. Vol. 6. Issue 1. P. 2100068. doi: 10.1002/gch2.202100068
  3. Dadamouny M.A., Schnittler M. Trends of climate with rapid change in Sinai, Egypt // Journal of Water and Climate Change. 2016. Vol. 7. Issue 2. Pp. 393–414. doi: 10.2166/wcc.2015.215
  4. Matomela N., Li T., Ikhumhen H. Siting of Rainwater Harvesting Potential Sites in Arid or Semi-arid Watersheds Using GIS-based Techniques // Environmental Processes. 2020. Vol. 7. Issue 2. Pp. 631–652. doi: 10.1007/s40710-020-00434-7
  5. Filho W.L., Totin E., Franke J.A., Andrew S.M., Abubakar I.R., Azadi H. et al. Understanding responses to climate-related water scarcity in Africa // Science of The Total Environment. 2022. Vol. 806. P. 150420. doi: 10.1016/j.scitotenv.2021.150420
  6. Abd-Elaty I., Shoshah H., Zeleňáková M., Kushwaha N.L., El-Dean O.W. Forecasting of flash floods peak flow for environmental hazards and water harvesting in desert area of El-Qaa Plain, Sinai // International Journal of Environmental Research and Public Health. 2022. Vol. 19. Issue 10. P. 6049. doi: 10.3390/ijerph19106049
  7. Akter A., Ahmed S. Rainwater harvesting potentials for a water-scarce city in Bangladesh // Proceedings of the Institution of Civil Engineers — Water Management. 2021. Vol. 174. Issue 2. Pp. 84–98. doi: 10.1680/jwama.19.00030
  8. Harka A.E., Roba N.T., Kassa A.K. Modelling rainfal.runoff for identification of suitable water harvesting sites in Dawe River watershed, Wabe Shebelle River basin, Ethiopia // Journal of Water and Land Development. 2020. Vol. 47. Issue X-XII. Pp. 186–195. doi: 10.24425/jwld.2020.135313
  9. Elewa H.H., Zelenakova M., Nosair A.M. Integration of the analytical hierarchy process and GIS spatial distribution model to determine the possibility of runoff water harvesting in dry regions: Wadi Watir in Sinai as a case study // Water. 2021. Vol. 13. Issue 6. P. 804. doi: 10.3390/w13060804
  10. Elsadek W.M., Ibrahim M.G., Mahmod W.E. Flash flood risk estimation of Wadi Qena Watershed, Egypt Using GIS based morphometric analysis // Applied Environmental Research. 2018. Pp. 36–45. doi: 10.35762/AER.2018.40.1.4
  11. Pathak S.D., Kulshrestha M. A framework for assessment of flood vulnerabilities — case of Narmada River Basin, India // Proceedings of the Institution of Civil Engineers — Water Management. 2022. Vol. 175. Issue 5. Pp. 217–232. doi: 10.1680/jwama.20.00009
  12. Farhan Y., Anaba O. Flash flood risk estimation of Wadi Yutum (Southern Jordan) watershed using GIS based morphometric analysis and remote sensing techniques // Open Journal of Modern Hydrology. 2016. Vol. 06. Issue 02. Pp. 79–100. doi: 10.4236/ojmh.2016.62008
  13. Adham A., Sayl K.N., Abed R., Abdeladhim M.A., Wesseling J.G., Riksen M. et al. A GIS-based approach for identifying potential sites for harvesting rainwater in the Western Desert of Iraq // International Soil and Water Conservation Research. 2018. Vol. 6. Issue 4. Pp. 297–304. doi: 10.1016/j.iswcr.2018.07.003
  14. Elboshy B., Alwetaishi M., Aly R.M.H., Zalhaf A.S. A suitability mapping for the PV solar farms in Egypt based on GIS-AHP to optimize multi-criteria feasibility // Ain Shams Engineering Journal. 2022. Vol. 13. Issue 3. P. 101618. doi: 10.1016/j.asej.2021.10.013
  15. Campos A.F., Alava J., Sinichenko E.K., Gritsuk I.I. Influence of the El Niño phenomena on the climate change of the Ecuadorian coast // RUDN Journal of Engineering Research. 2018. Vol. 19. Issue 4. Pp. 513–523. doi: 10.22363/2312-8143-2018-19-4-513-523
  16. Mansour M.M., Ibrahim M.G., Fujii M., Nasr M. Sustainable development goals (SDGs) associated with flash flood hazard mapping and management measures through morphometric evaluation // Geocarto International. 2022. Vol. 37. Issue 26. Pp. 11116–11133. doi: 10.1080/10106049.2022.2046868
  17. Mostafa E., Sinichenko E.K., Gritsuk I.I. Determining the suitability of rainwater harvesting for the achievement of sustainable development goals in Wadi Watir, Egypt using GIS techniques // Journal of Environmental Management. 2022. Vol. 313. P. 114990. doi: 10.1016/j.jenvman.2022.114990
  18. Singh L.K., Jha M.K., Chowdary V.M. Multicriteria analysis and GIS modeling for identifying prospective water harvesting and artificial recharge sites for sustainable water supply // Journal of Cleaner Production. 2017. Vol. 142. Pp. 1436–1456. doi: 10.1016/j.jclepro.2016.11.163
  19. Elsadek W.M., Ibrahim M.G., Mahmod W.E., Kanae S. Developing an overall assessment map for flood hazard on large area watershed using multi-method approach: case study of Wadi Qena watershed, Egypt // Natural Hazards. 2019. Vol. 95. Issue 3. Pp. 739–767. doi: 10.1007/s11069-018-3517-3
  20. Jha M.K., Chowdary V.M., Kulkarni Y., Mal B.C. Rainwater harvesting planning using geospatial techniques and multicriteria decision analysis // Resources, Conservation and Recycling. 2014. Vol. 83. Pp. 96–111. doi: 10.1016/j.resconrec.2013.12.003
  21. Krois J., Schulte A. GIS-based multi-criteria evaluation to identify potential sites for soil and water conservation techniques in the Ronquillo watershed, northern Peru // Applied Geography. 2014. Vol. 51. Pp. 131–142. doi: 10.1016/j.apgeog.2014.04.006
  22. Sarif M.O., Gupta R.D. Spatiotemporal mapping of Land Use/Land Cover dynamics using Remote Sensing and GIS approach: a case study of Prayagraj City, India (1988–2018) // Environment, Development and Sustainability. 2022. Vol. 24. Issue 1. Pp. 888–920. doi: 10.1007/s10668-021-01475-0
  23. Al Zayed I.S., Ribbe L., Al-Salhi A. Water harvesting and flashflood mitigation-wadi watier case study (South Sinai, Egypt) // International Journal of Water Resources and Arid Environments. 2013. Vol. 2. Issue 2. Pp. 102–109. URL: https://www.psipw.org/attachments/article/340/IJWRAE_2(2)102-109.pdf
  24. Cools J., Vanderkimpen P., El Afandi G., Abdelkhalek A., Fockedey S., El Sammany M. et al. An early warning system for flash floods in hyper-arid Egypt // Natural Hazards and Earth System Sciences. 2012. Vol. 12. Issue 2. Pp. 443–457. doi: 10.5194/nhess-12-443-2012
  25. Abuzied S., Yuan M., Ibrahim S., Kaiser M., Saleem T. Geospatial risk assessment of flash floods in Nuweiba area, Egypt // Journal of Arid Environments. 2016. Vol. 133. Pp. 54–72. doi: 10.1016/j.jaridenv.2016.06.004
  26. Mostafa E. Flash flood hazard mapping using multi-method approach: Case study Wadi Watir, Egypt // Proceedings of ASU SciTech Forum, Barnaul, 2020. AIP publishing, USA, 2023.
  27. Мостафа Е. Управление водными ресурсами Египта: проблемы и способы решения // Строительство: наука и образование. 2021. Т. 11. № 1. С. 1. doi: 10.22227/2305-5502.2021.1.1
  28. Sallam O.M. Use of numerical groundwater modeling to assess the feasibility of aquifer storage and recovery (ASR) in the Wadi Watir Delta, Sinai, Egypt // Journal of Water Resource and Protection. 2019. Vol. 11. Issue 12. Pp. 1462–1480. doi: 10.4236/jwarp.2019.1112085
  29. Eissa M.A., Thomas J.M., Pohll G., Shouakar-Stash O., Hershey R.L., Dawoud M. Groundwater recharge and salinization in the arid coastal plain aquifer of the Wadi Watir delta, Sinai, Egypt // Applied Geochemistry. 2016. Vol. 71. Pp. 48–62. doi: 10.1016/j.apgeochem.2016.05.017
  30. Allam A., Helal E., Mansour M. Retarding contaminant migration through porous media using inclined barrier walls // Journal of Hydrology and Hydromechanics. 2019. Vol. 67. Issue 4. Pp. 339–348. doi: 10.2478/johh-2019-0018
  31. Helal E., Sobeih M., Ezz El-din M. Effect of Floating Bridges on Open Channels’ Flow and Bed Morphology // Journal of Irrigation and Drainage Engineering. 2018. Vol. 144. Issue 9. doi: 10.1061/(ASCE)IR. 1943-4774.0001331

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».