54
An Analysis of Household Rainwater Harvesting Systems in Falelima, Samoa By Timothy M Martin A Report Submitted in partial fulfillment of the requirements for the degree of Master of Science in Civil Engineering Michigan Technological University 2009 Copyright © Timothy M Martin 2009

An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in · PDF fileThis report “An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in ... hospitality. I must also ... members

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in · PDF fileThis report “An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in ... hospitality. I must also ... members

 

 

An Analysis of Household Rainwater Harvesting Systems in  

Falelima, Samoa 

  

 

 

By Timothy M Martin 

 

 

 

 

A Report Submitted in partial fulfillment of the requirements 

for the degree of  

Master of Science in Civil Engineering Michigan Technological University 

2009  

Copyright © Timothy M Martin 2009 

Page 2: An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in · PDF fileThis report “An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in ... hospitality. I must also ... members

This report “An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in Falelima, Samoa” is hereby approved in partial fulfillment of the requirements for the Degree of Master of Science in Civil Engineering.  

Civil and Environmental Engineering Master’s International Program 

          Signatures:          Report Advisor _________________________               David Watkins            Department Chair _______________________               William M Bulleit            Date ______________________  

  ii

Page 3: An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in · PDF fileThis report “An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in ... hospitality. I must also ... members

Preface 

This study is based on the 27 months I served with as a U.S. Peace Corps Volunteer from June 2006  through August 2008  in  the Pacific nation of Samoa.  I  served  in  the village based development program  assisting  the  village of  Falelima,  Samoa on  the  island of Savai’i. 

 

This report  is submitted to complete my master’s degree  in Civil Engineering  from the Master’s  International  Program  in  Civil  and  Environmental  Engineering  at  Michigan Technological University. It focuses on work completed to expand rainwater harvesting capabilities of Falelima. 

  

  iii

Page 4: An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in · PDF fileThis report “An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in ... hospitality. I must also ... members

 

Table of Contents Preface  iii Table of Contents  iv List of Figures  v List of Tables  v Acknowledgements  vi Abstract  vii 1.0 Introduction   1 2.0 Background Information for Samoa and Falelima  4 

2.1 Geography and Environment  4 2.2 National History  5 2.3 People and Culture  7 2.4  Water and Sanitation  8 2.5  Falelima, Savai’I  9 2.6 GEF UNDP Grant Project  12 

3.0 Methods and Data  18 3.1 Precipitation  18 3.2 Collection Area  21 3.3 Water Storage  22 3.4 Water Demand  23 3.5 Rainwater Harvesting Model  25 

4.0 Results and Discussion  31 4.1 Design Curve  31 4.2 Meeting Basic Access Requirements  34 4.3 Using Variable Demand Levels  38 

5.0 Conclusions and Recommendations  38 References  41 Appendix   A:Village Data  42   B: Rainfall Data  45  

  iv

Page 5: An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in · PDF fileThis report “An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in ... hospitality. I must also ... members

 List of Figures 

Figure 1: Map of Oceania  5 Figure 2: Map of Samoa  10 Figure 3: Tank reinforcement on formwork  16 Figure 4: Appling second ferrocement layer  16 Figure 5: Completed tank  17 Figure 6: Modeled daily water storage at Family 40 household  30 Figure 7: Modeled daily water storage at Family 40 household    with rationing  31 Figure 8: 50 l/c/d curves for years 2006 – 2008  32 Figure 9: Design Curves for Falelima Samoa (100% reliability)  33 Figure 10: Demand curves for various reliability rates.  34 Figure 11: Families initial per capita ability for water supply  35 Figure 12: Families water supply capacity at the completion of    tank construction  36    

List of Tables  

Table 1: Tank Materials and Costs  14 Table 2: Recorded Annual Rainfall in Falelima, Samoa  20 Table 3: WHO Water Service level definitions  24 Table 4: Model Parameters    26 Table 5: Model Results  28 Table 6: Model Parameters for Household 40  28 Table 7: Initial model calculations for Family 40 household  29 Table 8: Families in each range of daily water supply before and after  

the water project  29 Table 9: Families in each range of daily water supply before and after 

the water project  36 Table 10: Families not exceeding basic water access of 20 l/c/d  37 Table 11: List of possible solutions for families to exceed 20 l/c/d  

and their estimated costs.       38 

   

  v

Page 6: An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in · PDF fileThis report “An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in ... hospitality. I must also ... members

 

Acknowledgments  

I  would  like  to  thank  the  village  of  Falelima,  Samoa  for  welcoming  me  into  their community for the two years I spent with them as a Peace Corps Volunteer. In particular my host family of Tauoa Ropiti from whom I learned so much about Samoan culture and hospitality.  I must also  thank my  fellow PCVs  for  their  friendship and support  through struggles and joys of living in a new and interesting culture. 

 

At Michigan Tech  I would  like  to  thank my advisor Dr. David Watkins and  committee members Dr. Brian Barkdoll and Dr. Michele Miller. Also the faculty, staff and students of the Department of Civil and Environmental Engineering who I feel privileged to have known  and worked with  throughout my  undergraduate  and  graduate  studies.  I must also thank all the members of the Peace Corps Master’s  International community who became such good friends. 

Finally  I must thank my  family  for their continued  love and support. They have always encouraged me  to  take advantage of every opportunity whereever  it  took me around the globe. 

  vi

Page 7: An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in · PDF fileThis report “An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in ... hospitality. I must also ... members

  vii

Abstract 

Since the acceptance of and commitment to the Millennium Development Goals (MDGs) there  have  been  major  gains  in  reducing  the  percentage  of  the  global  population without  access  to  improved  sources  of  safe  water  to  meet  individual  basic  needs. However  in  many  regions,  as  more  people  gain  access,  the  average  difficulty  of providing access to the remaining population without access increases as the simple or easier solutions are completed and areas of greater water stress remain.  In the Pacific island nation of Samoa access stands at approximately 90%. The remaining 10% of the population resides in areas of limited surface or ground water resources. Many of these communities have turned to rainwater harvesting as a supply source. 

The village of Falelima, Samoa on  the  island of Savai’i  is one such example. Residents meet their fresh water needs through rainwater harvesting but the ability to collect and store rainfall varies greatly between individual families. This report has two goals. First it examines  the  systems  requirements  for  rainfall  collection  and  storage  needed  to provide  a  family with  various  service  levels  of water  throughout  the  year  by  using  a model based on the daily annual rainfall data available. The model  is used to produce reliability  design  curves  for  the  village  that  can  allow  users  or  outside  agencies  to determine how  the addition of  system  capacity will  increase  the water available  to a family. Second, the effects of a grant by the Global Environmental Facility (GEF) for the construction  of  ferrocement  rainwater  storage  tanks  are  examined  and recommendations are made for further work to ensure all families with a minimum level of service. 

Page 8: An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in · PDF fileThis report “An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in ... hospitality. I must also ... members

1.0 Introduction  

Access to improved drinking water supplies has increased globally and is on track to 

meet or exceed the Millennium Development Goals, MDGs,  in most regions of the 

globe. However,  the Sub‐Saharan Africa and Oceania regions are not currently on 

track,  and  coverage  in  Oceania  has  actually  decreased  by  1%  from  1990  to 

2006(UNICEF 2008). In order to ensure that these targets are reached, efforts must 

be  stepped  up  to  provide  solutions  that meet  the  needs  of  rural  and  isolated 

populations. To do this, modern technology and traditional methods must both be 

considered to provide water that is safe and in quantities to meet basic needs.  

 

As areas of water stress and water scarcity have increased globally, there has been 

increased  interest  in alternatives to the use surface of ground waters that are the 

source  of  most  modern  water  supply  systems.  One  such  alterative,  rainwater 

harvesting, is an ancient technology with evidence of systems in India dated as early 

as the third millennium BC. Throughout history, civilizations around the globe have 

used rainwater to supply their water demands(Gould and Nissen‐Petersen 1999). 

 

The use of rainwater harvesting systems continues today and is growing in both the 

developing  and  developed  world.  Projects  in  Thailand  and  Kenya  have  greatly 

increased access  to potable water, and  rural areas of New Zealand and Australia 

have a  long history of using  rainwater harvesting where  low population densities 

render  municipal  supplies  economically  unfeasible(Gould  and  Nissen‐Petersen 

  1

Page 9: An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in · PDF fileThis report “An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in ... hospitality. I must also ... members

1999).    In  the  United  States  adoption  has  been  slower  but  is  gaining  ground, 

particularly in the southwest. Colorado changed its water laws in the spring of 2009 

to allow  rural  residents who  receive water  from private wells  to  install  rainwater 

harvesting systems, and the City of Santa Fe, New Mexico, now requires new homes 

to install rainwater harvesting systems(Johnson 2009). 

 

The  use  of  rainwater  harvesting  systems  is  often  overlooked  by  engineers  and 

planners,  generally  because  these  systems  often  require  added  effort  in  the 

planning and development stages due the diffuse nature of these projects. A  large 

rainwater harvesting project is often a combination of many smaller projects, such 

as collection tanks at individual homes, requiring the  input from a broad spectrum 

of  stakeholders.  This  can  often  be  seen  as  a  drawback  to  a  project  and  a more 

traditional  system may  be  selected  to  avoid  perceived  headaches  the  need  for 

community involvement and consensus building. 

 

Rainwater  collection  can be divided  into  large, medium  and  small  scale  systems. 

Large  scale  systems  include  floodwater  harvesting  for  crops  or  groundwater 

recharge.  Collection  from  rock  outcroppings  or  large  impervious  constructed 

surfaces may be considered medium scale projects. These projects could use small 

dams, sand rivers, or hafirs  ‐ a type of  in‐ground reservoir common  in Sudan  ‐ for 

storing  water.  Small  scale  systems  are  roofwater  collection  systems  and  small 

ground collection systems such as from a courtyard. Typically using cisterns or small 

  2

Page 10: An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in · PDF fileThis report “An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in ... hospitality. I must also ... members

tanks for water storage(Gould and Nissen‐Petersen 1999). This paper will deal with 

roofwater  systems  used  at  the  household  level,  examining  in  depth  the  Samoan 

village of Falelima’s ability to reliably meet the population’s domestic water needs 

through expanded use of these systems. 

 

A rainwater harvesting system has three main features: an area to collect runoff, a 

tank to store runoff, and a means to convey runoff from the collection point to the 

storage  tank.    The  collection  area  can  be  any  hard  impervious  surface.  The 

increased  use  of  corrugated  metal  roofing  throughout  the  developing  world 

provides an excellent existing surface for collection from which to begin a project. 

Metal  roofing  also  has  a  high  runoff  coefficient,  0.8‐0.85,  ensuring more water 

reaches  the  tank  to become  available  for use(Cunliffe  1998). Cement or  clay  tile 

roofs also provide good collection areas but have  lower runoff coefficients. Thatch 

or  other  organic  roofing  covered  surfaces  should  not  be  used  as  they  can  add 

excess contamination to the water. 

 

Storage tanks used at the household scale can vary from 2m3 to greater than 20m3, 

depending on the systems purpose, climate, and the resources available to a family.  

Smaller tanks are suitable in regions with high levels of rainfall throughout the year 

or  when  used  as  a  supplemental  source  during  the  wet  season.  Regions  with 

distinct wet and dry seasons require tanks with  large capacity  if the purpose  is to 

provide a constant supply year round. Tanks can be made of many materials and be 

  3

Page 11: An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in · PDF fileThis report “An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in ... hospitality. I must also ... members

constructed above or below ground depending on preference and the availability of 

materials.  Storage  tanks  should  also  have  a means  to  withdraw  water  without 

contacting the water remaining in the tank, such as a tap located at the base of the 

tank. This reduces possibilities of contamination. 

 

The final component of a roofwater collection system  is guttering to convey water 

from the roof to the storage tank. Gutters can be purchased or constructed using 

locally  available materials. Gutters  can  often  be  overlooked when  constructing  a 

collection  system.  Time  should be  taken  to ensure  they  are  installed properly  to 

ensure that the maximum amount of water reaches the storage tank. 

  

 

 2.0 Background Information for Samoa and Falelima 

 This  chapter will  provide  a  brief  overview  of  the  Polynesian  nation  of  Samoa,  in 

general,  and  the  village  of  Falelima,  Savai’i.  The  rainwater  harvesting  project 

conducted by the author while serving as a Peace Corps Volunteer is also described 

briefly. 

 2.1 Geography and Environment 

 Samoa  consists  of  the  eight  western  islands  in  the  Samoan  Island  archipelago, 

formerly  termed  the Navigator  Islands;  the eastern  islands  form American Samoa.  

The  islands  are  located  in  the  south  Pacific  roughly,  8  degrees  east  of  the 

  4

Page 12: An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in · PDF fileThis report “An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in ... hospitality. I must also ... members

International Date Line and 13 degrees south of the Equator and approximately half 

way between Hawaii and New Zealand. See Figure 1. Samoa has a total area of 2,944 

sq km, roughly three‐quarters the size of the state of Rhode  Island.   The climate  is 

tropical  with  a  rainy  season  from  November  to May.    The  interior  of  the main 

islands, Savai’i and Upolu, are volcanic mountains with dense jungle cover(CIA 2009). 

 

 

Figure 1 Map of Oceania. Samoa is marked by arrow. Source CIA World Fact Book 2009  

2.2 National History 

In  approximately  1000  BC,  Polynesians  settled  the  Samoan  Islands.    The  first 

European to sight the islands was Dutchman Jacob Roggeveen in 1722. The first visit 

by a European, by French explorer Louis‐Antoine de Bougainville, occurred  in 1768. 

  5

Page 13: An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in · PDF fileThis report “An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in ... hospitality. I must also ... members

Contact with Samoa was  limited until 1830, when missionary work began by  John 

Williams of the London Missionary Society.  

The United  States, Germany  and Great  Britain  all  showed  interest  in  the  Samoan 

Islands  in the  late 19th century and  laid claims to the  islands.   All sides contributed 

supplies, training, and weapons to factions of the population. An expanded conflict 

seemed  imminent  in 1899 when all  three nations  sent warships  to Apia harbor. A 

cyclone  struck March  15th, damaging or destroying  all  three  ships  and  ending  the 

military conflict.  In April  the  three nations agreed  to a  settlement  in  the Tripartite 

Convention of 1899.   Under this convention the United States gained control of the 

eastern islands, which became American Samoa, and the Germans gained control of 

the western islands that form the present day Samoa.  For relinquishing claims to the 

islands,  the  British  received  concessions  from  Germany  in  the  Solomon  Islands, 

Tonga and West Africa.  

Samoa  remained  a  German  territory  until  the  outbreak  of World War  I  in  1914. 

Following a  request by  the British  the New Zealand Expeditionary Force  landed on 

Upolu unopposed on August 29, 1914 to take control of territory which contained a 

German radio transmitter.  Samoa remained under the control of New Zealand, first 

under a  League of Nations mandate and  then  following World War  II, as a United 

Nations Trust Territory. 

Formal opposition to New Zealand rule from native Samoans began in late 1926 with 

public meetings.  In March of 1927  the Samoa League was  formed declaring  that  it 

  6

Page 14: An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in · PDF fileThis report “An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in ... hospitality. I must also ... members

was  the duty of  every person  to  “endeavor  to procure  through  lawful means  the 

alteration  of  any  matter  affecting  the  laws,  government  or  constitution  of  the 

territory which may be considered prejudicial to the welfare and best interests of the 

people.” This group would become known as the Mau, which refers to a movement 

of people(Field 2006). 

 

In May 1961 under supervision of the United Nations, Samoa voted overwhelmingly 

for  independence  and  in  October  the  UN  General  assembly  voted  to  end  the 

trusteeship effective January 1, 1962. Western Samoa thus became the  first Pacific 

nation  to  gain  independence  after  colonization.  In  1997  the  constitution  was 

amended,  changing  the  nation’s  name  from Western  Samoa  to  the  Independent 

State  of  Samoa,  commonly  known  as  Samoa.  Close  ties  remain  between  New 

Zealand and Samoa. 

2.3 People and Culture 

Samoans  are  Polynesian  in  ancestry  and  are  believed  to  have  settled  the  islands 

around 1000 B.C. The 2006 census of Samoa puts  the  total population at 179,186. 

Approximately 21% of the population lives in or around the capital of Apia. The rural 

areas of Upolu contain 55%, and Savai’i accounts  for 24% of  the population  (MOF 

2007). 

  7

Page 15: An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in · PDF fileThis report “An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in ... hospitality. I must also ... members

The  population  is  very  homogeneous, with  Samoans  and  those  of  partial  Samoan 

decent accounting for over 99% of the population. The country is also 98% Christian 

with  the  largest  denominations  being  Congregationalist  and  Roman  Catholic  (CIA 

2009). Religion plays an  important role in the daily life of Samoa with many villages 

having an evening prayer period, or Sa, usually around sunset. 

2.4 Water and Sanitation 

The  UN  Human  Development  Report  2007/2008  states  access  to  an  improved 

drinking water source in Samoa declined from 91% to 88% between 1990 and 2004, 

while  access  to  improved  sanitation  increased  from  98%  to  100%  over  the  same 

period(Watkins 2007). This  is  interesting  in  that global, access  to drinking water  is 

much greater  than access  to  sanitation. The decrease  in water access  in Samoa  is 

due to major cyclones that destroyed significant infrastructure in 1990 and 1991. The 

universal  access  to  sanitation  is most  likely  in  part  due  to  efforts  of  Peace  Corps 

Volunteers. The first PCVs to serve  in Samoa came  in response to a cyclone  in 1967 

and  served  in  the  water  and  sanitation  sector.  Pit  latrine  toilet  projects  were 

implemented on a  large  scale across  the country, and  latrines are  referred  to as a 

“fale Pisikoa” or a Peace Corps house.   

 

The European Union has established the Water Sector Support Program (WASSP) in 

Samoa to assist in planning and development of water supply, sanitation and storm 

water management. The EU has committed over €20 million to water development 

  8

Page 16: An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in · PDF fileThis report “An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in ... hospitality. I must also ... members

in  Samoa  to be used  from  2004  to  2010(MOF  2006).  The majority of  funding has 

been  used  provided  to  the  Samoa Water  Authority  (SWA).  In  2008  the  program 

expanded  with  the  goal  of  assisting  villages  improve  current  independent  piped 

water systems.  

2.5 Falelima, Savai’i   

The village of Falelima is located on the northwest corner of Savai’i at the base of the 

Falealupo Peninsula. See Figure 2. This region of Samoa has extremely limited water 

resources  available  for  two  primary  reasons.  First,  during  the  dry  season  rain 

typically  comes  from  the  southeast  placing  the  region  in  the  rain  shadow  of  the 

island’s  interior  mountains.  Second,  the  geological  structure  of  the  region  is 

characterized  by  basalt  lava  flows  which  contain many  joints,  cracks,  and  faults 

allowing  for  high  levels  of  infiltration  effectively  reducing  ground  runoff  to  near 

zero(Booth 2007).  This ensures that there are no surface water sources in the region 

that can be tapped for supply and increases the risk of saline intrusion when ground 

water  is pumped. The Village of Falelima and most of  the Falealupo Peninsula are 

part  of  the  10%  of  Samoa  that  is  not  connected  to  any  type  of  piped  water 

distribution  system. A previous piped water  system  existed but was  destroyed by 

cyclones  in  1990‐1991;  remnants  including  a  former  storage  tank  and  sections  of 

pipe remain along the road.  

  9

Page 17: An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in · PDF fileThis report “An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in ... hospitality. I must also ... members

 

Figure 2: Map of Samoa. Falelima marked with arrow. Source http://en.wikipedia.org/wiki/File:Samoa_Country_map.png used under the GNU Free Documentation License  

All  fresh  water  used  in  Falelima  is  collected  in  rainwater  harvesting  systems; 

however, not all members of the community had this capability in 2006. In Falelima 

the ability to harvest rainwater varies greatly from family to family, with some having 

the capability to store in excess of 10 m3 for each member of the family and others 

with no storage capacity at all. Over 65% of the village of Falelima has less than the 

mean average per capita storage of 2.7 m3, (see Appendix A for data). Many of these 

families have large numbers of people sharing one medium tank or one or two small 

tanks.  

 

Nearly all families in the village faced the risk of running out of water during the dry 

season  when  rates  above  basic  levels  are  used.  Such  an  event  can  have  major 

  10

Page 18: An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in · PDF fileThis report “An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in ... hospitality. I must also ... members

impacts on  the health of a  family. Without adequate storage capacity,  families are 

forced  to make  serious  decisions  about  how  they  use water  at  these  times  often 

reducing the water they use for drinking, bathing and cleaning. Reductions in any of 

these categories can have serious health effects and allow for the spread of disease 

and illness if the reductions continue for even modest lengths of time. 

 

A  partnership  between  the  Samoan  Water  Authority  (SWA),  the  Water  Sector 

Support Program (WASSP), and the Ministry of Natural Resources and Environment 

(MNRE) is investigating options to expand the piped water distribution system at the 

north end of the district to communities that are not currently served. This current 

system provides water  for  two hours  each morning  and  evening.  There have  also 

been  issues with  the  salinity of  the water pumped  into  this  system. However,  it  is 

expected that it will be at least three to five years before implementation of such a 

system could begin due to the limited water in the region. The two sources that are 

most often considered  feasible at  this  time are boreholes  in  the Falealupo area or 

surface waters  in  the  Palauli  area on  the  southern  coast of  Savai’i. Both  of  these 

sources  come with  significant  questions  as  to  their  viability.  There  are  significant 

doubts  about  the  ability  of  boreholes  to  provide  water without  saline  intrusion. 

Sourcing the water in Palauli would require pumping the water 40 miles over varied 

terrain. Either of  these  solutions would  require  large  amounts of electricity on  an 

island that uses only diesel power generators. 

  11

Page 19: An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in · PDF fileThis report “An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in ... hospitality. I must also ... members

 

For these regions it is therefore important to continue to build rainwater harvesting 

tanks which continue to be used after the implementation of a piped system This will 

reduce the demand on the system by providing water for bathing, cleaning and toilet 

facilities, allowing the piped system to provide clean, high quality water for drinking 

and cooking.  

2.6 GEF UNDP Grant Project 

The  Falelima women’s  committee  applied  for  a  planning  grant  through  from  the 

Global  Environmental  Facility  (GEF)  administered  by  the  Samoa  United  Nations 

Development Program (UNDP) office, to investigate the possibility of protecting two 

coastal pools used primarily for bathing and  laundry as a possible emergency water 

source.  Protection  was  deemed  unfeasible  due  to  the  location  on  the  coast 

constantly  allowing  sea  water  into  the  pools.  During  a  site  visit  by  the  UNDP, 

discussions turned to rainwater harvesting as a means of improving the water supply 

capabilities of the village. Representatives from the UNDP office felt that they could 

support  a  proposal  for  an  implementation  grant  to  expand  the  village  rainwater 

harvesting  abilities.  These  grants  were  to  be  submitted  with  a  target  value  of 

WS$50,000 Tala ($19,230 USD). 

 

  12

Page 20: An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in · PDF fileThis report “An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in ... hospitality. I must also ... members

The village sought the services of a local carpenter with extensive experience in tank 

construction. He provided  two  tank design options  for  the  village:  a  larger  (20m3) 

tank, or a smaller (13m3) tank. Due to the restriction on the amount of the grant, the 

village  chose  the  smaller  volume  tank  design  to  allow  more  families  to  receive 

benefits from the project. A proposal to purchase supplies for construction of thirty‐

four 13m3  ferrocement  tanks was  submitted  and  approved  for  funding  in  January 

2008.  The  grant would purchase  the necessary  supplies,  and  the  village would be 

responsible  for  in  kind  donations  of  labor,  sand,  gravel  and  food,  as well  as,  be 

responsible  to  pay  the  carpenter’s wages  of WS$150  Tala  ($58  USD)  to  run  the 

construction  process.  The  cost  per  tank was  approximately WS$1,400  Tala  ($538 

USD).  The materials  and  costs  for  a  tank  are  shown  in  Table  1.  The  families  also 

receive one 5m  section of gutter and a downspout with each  tank  to  increase  the 

collection area being used. 

                 

  13

Page 21: An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in · PDF fileThis report “An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in ... hospitality. I must also ... members

Table 1: Tank Materials and Costs 

Material Quantity Unit Cost WS$

Per Tank Cost WS$

Per Tank Cost US$

Chicken Wire 6'x150' 1 $196.00 $196.00 $75.38Pig fence 3' x 50meter 1 $185.00 $185.00 $71.15Plain Wire #8 1 $155.00 $155.00 $59.62HardBoard 3/16" 0.25 $29.50 $7.38 $2.84Galv Nails 2" Lbs 1.5 $3.50 $5.25 $2.02Galv Nails 3" Lbs 1.5 $3.50 $5.25 $2.02Cement sacks 40 kg 23 $23.50 $540.50 $207.88Tank Tap 1/2" 1 $20.00 $20.00 $7.69Faucet Socket 1/2" 1 $1.50 $1.50 $0.58Gate Valve 3/4" 1 $20.00 $20.00 $7.69Valve Socket 3/4" 1 $2.00 $2.00 $0.77PVC Pipe 1/2"x10' 1 $9.00 $9.00 $3.46PVC Pipe 3/4"x10' 0.5 $15.00 $7.50 $2.88PVC Glue 236 ml 0.5 $12.00 $6.00 $2.31Seal Tape 1 $2.00 $2.00 $0.77Paint Brush 4" 2 $22.50 $45.00 $17.31Plastic Spouting 5 meter 1 $62.00 $62.00 $23.85Rainhead Outlet 1 $36.00 $36.00 $13.85Down Pipe 3meter 1 $38.00 $38.00 $14.62Spouting Bend 3" 1 $8.00 $8.00 $3.08Stop Ends (L & R) 2 $5.00 $10.00 $3.85External Brackets 6 $4.50 $27.00 $10.38Joiner 1 $13.00 $13.00 $5.00Total Cost $1,401.38 $538.99  

The village women’s committee served as the guarantee on the project and assumed 

management responsibilities. The village families were ranked according to storage 

capacity  per  individual,  and  families  with  the  lowest  capacity  were  given  first 

opportunity to receive a tank  if they were able pay the carpenter’s  fee.  In the end 

most of the tanks went to families at the bottom end of the scale. However, a few 

tanks did go to families higher on the list. These families included pastors for various 

churches within  the  village  and other  important members of  the  community.  The 

village  allowed  this  in  part  due  to  the  fact  that  these  families  often  host  village 

events,  and  in  one  case  the  family  operates  the  village  preschool  at  their  home. 

  14

Page 22: An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in · PDF fileThis report “An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in ... hospitality. I must also ... members

These factors where not taken into account by the ranking but still cause a drain on 

these families’ water resources. 

The  construction  of  the  tanks  was  completed  in  three  phases.  This  allowed  for 

oversight of  the project by  the UNDP office  to  ensure  funds were used  correctly.  

Each  phase  of  construction  lasted  approximately  two  weeks.  The  carpenter  and 

three  assistants  provided  the  technical  skills  required  of  the  project, while  village 

members provided manual labor. 

Before  construction began at a household  the  family was  required  to prepare  the 

site for construction and collect the sand and gravel required for construction. Each 

tank required approximately 8 hours of construction time spread over 4 days. On the 

first day the foundation was cast with pig fence used as reinforcement. The second 

day was  construction  of  the  tank walls  using  removable  formwork  of  galvanized 

sheet metal  supported by  a wooden  framework.  Two  layers  of  ferrocement were 

applied. The  first  layer was reinforced by 4  layer of chicken wire and a spiral of #8 

steel wire, the foundation reinforcement was tied to the chicken wire. See Figure 3. 

Pig fence reinforcement was added before the application of the second  layer. See 

Figure 4. The next day the wall formwork was removed and a skim coat was applied 

to  the  interior  tank walls.  Formwork was  then  constructed  to  support  casting  the 

tank roof, also using pig fence reinforcement. An access hole was left in each tank to 

allow for maintenance and removal of the formwork. On the final day all forms were 

removed, a final skim coat was applied to the tank exterior and the tank interior was 

  15

Page 23: An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in · PDF fileThis report “An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in ... hospitality. I must also ... members

painted with a cement and water mix to reduce water seepage. The exterior was also 

given a  rough  texture  to allow  for better bonding should  repairs be needed  in  the 

future. A finished tank is shown in Figure 5. 

 Figure 3: Tank reinforcement on formwork 

 Figure 4: Appling second ferrocement layer 

  16

Page 24: An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in · PDF fileThis report “An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in ... hospitality. I must also ... members

 

Figure 5: Completed tank 

Upon completion of  this project, all households  in Falelima had a minimum of one 

ferrocement tank with a capacity of at least 13m3 for the collection of rainwater. The 

village  continued  to  have  great  variation  in  per  capita  collection  and  storage 

capabilities  among  families.  The next  chapter will  look more  closely  at how  these 

discrepancies  affect  the  level  at  which  individual  families  can  meet  their  water 

needs. 

    

  17

Page 25: An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in · PDF fileThis report “An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in ... hospitality. I must also ... members

3.0 Methods and Data 

This chapter describes the data gathered to analyze the ability of Falelima, Samoa 

to meet  its  fresh water needs  through  rainwater harvesting  and  the methods by 

which  that  data  was  analyzed  to  make  recommendations  for  improving  water 

supply  reliability. Data  on  collection  area,  storage  tank  capacity,  and  number  of 

occupants was collected during a house to house survey of the village.  These data 

were normalized for comparison by ranking collection area and storage volume per 

individual.  

 

3.1 Precipitation 

A  region’s  precipitation  plays  the  controlling  factor  in  designing  rainwater 

harvesting systems and analyzing the ineffectiveness. Both the total annual rainfall 

and the distribution of that rainfall throughout the year must be considered in the 

evaluation and design of a rainwater collection system.  

 

Due to the inherent variability of rainfall patterns, a long term record of rainfall (ten 

years or more) is recommended for use in designing a harvesting system. While this 

is often easily obtainable  in developed nations,  it  is much  less  likely  to exist  in a 

developing nation, or  it may only be available for the capital or a  large population 

center. This data may or may not reflect the conditions in a rural village and should 

be evaluated to determine its usefulness. 

 

  18

Page 26: An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in · PDF fileThis report “An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in ... hospitality. I must also ... members

As  a  tropical  south  Pacific  island,  Samoa  receives  in  an  average  of  3,000 mm  of 

rainfall each year; however this can vary greatly across the islands. The islands also 

experience a cycle of wet and dry seasons.  The wet season, November to April, can 

account  for  up  to  75%  of  annual  rainfall  (SOPAC  2007).  Falelima,  located  on  the 

northwest  corner  of  Savai’i,  sees  a  very  distinct  change  between  wet  and  dry 

seasons. This is due to dry season winds primarily originating in the southeast which 

cause rainfall on the southern portion of the island (as rain clouds reach the central 

ridgeline  of  the  island)  but  dry  conditions  exist  due  to  a  rain  shadow  on  the 

northern portion of the island.   

 

In  January  2006,  Samoa’s  Ministry  of  Natural  Resources  Department  of 

Meteorology  (MET)  installed  a  daily  rainfall monitoring  gauge  in  Falelima.  Data 

records begin January 25th, 2006 and data from this gauge was the primary source 

of rainfall data for this project. The data used is from January 25, 2006 to December 

31, 2008. The data was purchased  from the MET office at Mulinu’u, Apia, Samoa.  

This provides a data record that is much shorter than would be considered optimal.   

 

An attempt was made to retrieve the extended record for rainfall from the village of 

Asau  located approximately 15 miles  to  the north. The Asau  records however are 

not  from  an  automated  gage.  The  record  at  Asau,  while  spanning  a  longer 

timeframe, contains large gaps in the data due to lack of personnel.  

 

  19

Page 27: An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in · PDF fileThis report “An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in ... hospitality. I must also ... members

A second problem exists with the available data for Falelima in that 2006 was felt by 

many locals, both in the village and throughout the country, to be an extremely wet 

year.  Table  2  shows  recorded  rainfall  totals  for  2006  –  2008  in  Falelima;  daily 

records are in Appendix B. The 2006 total is more than 35% greater than the 2008 

total and does not  include January 1st to 25th, which  is typically one of the wettest 

months in Samoa.  The longest period without rain in the record occurs from July 17 

to  August  15,  2008, which  is  followed  by  only  3  rain  days  before  September  1. 

During this period tanks were observed to go dry.   

Table 2: Recorded Annual Rainfall in Falelima, Samoa 

Year Rainfall (mm)

2006* 4357 2007 3687 2008 3190

*2006 record begins January 26th.  Rainfall may also be affected by events such as El Nino/Southern Oscillation  (ENSO), 

the Pacific Decadal Oscillation (PDO), and climate change. ENSO and PDO events may cause 

interannual or interdecadal climate oscillations that effect annual rainfall and the reliability 

of rainwater harvesting systems. The central Pacific could see reductions  in rainfall and a 

rise  of  sea  level,  leading  to  greater  saline  intrusion  into  ground water,  due  to  climate 

change.  When  combined  these  effects  compound  the  threats  to  the  region’s  water 

resources  (Mimura  et  al.  2007).    The  effects  of  these  events  on  Samoa  should  be 

investigated in future work.  

 

 

 

  20

Page 28: An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in · PDF fileThis report “An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in ... hospitality. I must also ... members

3.2 Collection Area 

In Samoa rainwater  is collected from the roofs of houses and other buildings such 

as  schools and  churches and used on  the  sites where  it  is collected. Occasionally 

roof areas are found that have been constructed for the sole purpose of collecting 

rainwater.  

 

Rough dimensions of all available corrugated metal roofing areas were collected for 

each  family  compound  by  pacing off  the  structures.  This  often  included multiple 

structures on each compound. Structures with thatch roofing were not considered 

because thatch can add contaminants to the water supply and have a lower runoff 

coefficient. Collection from thatch roofing was not found to occur, and villagers did 

not consider it to be a proper collection source. 

 

The total area available to each  family  for collection ranged  from 27m2 to 568m2. 

Families with larger roof area often had greater numbers of members, causing per 

capita roof area to range from 1m2 to 114m2. 

 

Plastic guttering was used by most  families  to collect  rainwater and divert  it  into 

storage  tanks;  however,  some  homemade  gutters were  also  used.  Few  families 

collected  from 100% of their available roof area, and these  families were often at 

the  lower end of  the  range of available area. Due  to  the  irregular  shape of most 

structures, an estimate of the area being collected was made. 

  21

Page 29: An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in · PDF fileThis report “An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in ... hospitality. I must also ... members

 

3.3 Water Storage 

Prior  to  the  project  in  Falelima,  there was  great  variability  in  the  ability  of  each 

family to store collected rainwater.  Total storage capacity for families ranged from 

0 liters to 64,300 liters, and storage per capita for families ranged from 0 liters per 

capita to 12,000 liters per capita.   

 

The village primarily uses large ferrocement tanks for storage, with tanks ranging in 

size  from 10 m3  to 20 m3. These  tanks have been built on site with  funding  from 

various  aid  agencies,  including  the  European Union,  JICA  and most  recently with 

UNDP and GEF support  (this project). Most  families have one or  two  tanks  in  this 

size  range.  These  tanks  are  built  on  site with  the  assistance  of  a  local  carpenter 

from a neighboring village.  

 

Smaller,  cube‐shaped  cement  tanks  approximately  2.5  m3  in  volume  are  also 

commonly found.  From discussions with villagers, these tanks appear to have been 

mass produced  in  response  to  the 1990 and 1991  cyclones  that did  considerable 

damage to the nation. Many of these small tanks are now used to supply water for 

a  family’s toilet. Many of these smaller tanks show significant signs of aging, with 

exposed  reinforcement  that  is  rapidly  deteriorating  in  the  tropical  climate  and 

broken taps.  

 

  22

Page 30: An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in · PDF fileThis report “An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in ... hospitality. I must also ... members

Plastic tanks are available and manufactured in Samoa. They appear to be becoming 

more  popular  and  are  often  added  to  building  projects  funded  by  international 

agencies. Plastic tanks are found in Falelima at the primary school and the women’s 

committee meeting house constructed in early 2007. Plastic tanks, however, remain 

very expensive when compared to ferrocement tanks built on site. A 5,000 l plastic 

tank cost WS$3,169 Tala ($1,218 USD) not including tap fittings and materials for a 

foundation slab. This  is nearly five times the cost for an equivalent capacity as the 

13m3  tanks  built  with  GEF  funding.  Village  members  also  commented  that 

ferrocement  tanks where  preferable  because water  stored  inside  them  remains 

cooler, an important factor in the tropics. The village also has one corrugated metal 

tank at the Assembly of God church. 

 

Many  families also used open 200 L drums  to collect runoff. The volume of  these 

barrels was not included in a family’s storage capacity due to it being considered an 

unimproved method of storage that does not meet the requirements for protecting 

stored  rainwater.   Collection  in  large pots  and wash  tubs during  storms  is  also  a 

common occurrence, with the water often used for cleaning or laundry at the time 

of collection. 

 3.4 Water Demand 

 

The quantity of water used by individuals each day varies greatly around the world 

from  less  than 5  liters  to greater  than 1,000  liters.  In  the northwest region of  the 

  23

Page 31: An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in · PDF fileThis report “An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in ... hospitality. I must also ... members

island of Upolu where residents use a metered piped water supply system residents 

consumption rates exceed 300 l/c/d(MOF 2006). This level of service is not feasible 

using rainwater harvesting. At approximately 20 liters per capita per day, minimum 

water needs begin to be met (Gould and Nissen‐Petersen 1999).  The World Health 

Organization  has  defined  levels  of  water  service  at  which  water  needs  for 

consumption  and  hygiene  are met,  as  shown  in  Table  3  (Howard  and  Bartram 

2003).  For  Falelima, analysis was  run  to determine  the ability  to meet or exceed 

basic and intermediate levels of service (20, 50, and 70 l/c/d). Rainwater harvesting 

at the household level is an onsite supply which would be considered intermediate 

access. 

 Table 3: WHO Water Service level definitions 

Service Level

Ave. quantity collected

l/c/d Access Consumption Hygiene Health

Risk

No Access < 5 >30 min. collection

Needs not assured Not possible Very

High

Basic Access 20 5 - 30 min

collection Should be assured

Basic hygiene possible Bathing laundry difficult High

Intermediate access 50

1 tap on site or <5min collection

time Assured Basic hygiene assured

Bathing laundry possible Low

Optimal access >100 Multiple taps on

site All needs met All needs met Very Low

 

 The 2001  census  lists a population of 424, while village  surveys  conducted during 

this  investigation  found a village population of 545 members. This discrepancy can 

be attributed at least partially to the mobility of the population. It is not uncommon 

for people to move from one family home to another following work or school. For 

this study a population of 545 will be used to provide greater assurance that results 

  24

Page 32: An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in · PDF fileThis report “An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in ... hospitality. I must also ... members

will  meet  minimum  needs.  This  number  is  broken  down  among  households  as 

required for this study. 

 Water  quality was  not  investigated  in  this  study;  however  rainwater  is  generally 

free of pollutants as  it falls on a collection surface. Micro‐organisms represent the 

greatest  risk  to  most  systems  due  to  contamination  from  leaf  litter  or  animal 

droppings carried from the collection surface  into the tank. A proper maintenance 

program can reduce the risk of contamination  from these sources  (Cunliffe 1998).  

An analysis of water quality could be investigated in future work. 

  

3.5 Rainwater Harvesting Model  The  effectiveness  of  household  rainwater  harvesting  for  Falelima  was  modeled 

using  an  Excel©  spreadsheet.  This  model  was  supplied  by  Clive  Carpenter  a 

consultant to the WaSSP. The model uses daily rainfall data and six parameters to 

calculate  the  reliability  and  demand  satisfaction  of  a  given  rainwater  harvesting 

system,  and  output  includes  a  graph  of  the  system’s  storage  tank  level  over  the 

simulation time period. The model assumes that a family’s collection systems runs 

as  a  single  unit  combining  all  tank  volumes  and  collection  areas  and  that water 

withdrawals are made equally from all tanks. The parameters of tank volume, roof 

area  and  family  size  are  all  independent  variables  specific  to each  family. Gutter 

factor  indicates  the percentage of  roof area  collected where 1.0 =  full  collection. 

Values  for  these variables were determined by  the village  survey. The  initial  tank 

  25

Page 33: An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in · PDF fileThis report “An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in ... hospitality. I must also ... members

level was set at zero.  In  late  January when  the  rainfall  record begins  tanks would 

not be empty however; to standardize the model  inputs this was selected. A  large 

rainfall  occurs  on  the  second  day  of  the  record  that  can  meet  most  demand 

scenarios  modeled.  Water  demand  rates  were  selected  based  on  WHO  water 

service  level  definitions.  Galvanized,  corrugated  roofing  was  the  material  for 

collection areas which has runoff coefficients  in the range of 0.8 to 0.85. A runoff 

coefficient  of  0.85  was  used  because  of  the  high  level  of  annual  rainfall.  The 

rationing level is the percentage of tank storage below which rationing would occur. 

The  rationing  factor  is  the  percentage  of water  demand  used while  rationing  is 

occurring. For the initial analysis, rationing was not considered. These variables are 

useful when creating a water use plan  for a  specific  family. A  family with greater 

storage capacity could begin rationing at a  lower  level. The rationing factor can be 

set to ensure that a minimum service level is achieved. 

 Table 4: Model Parameters Parameter Units Value(s)Tank Volume l Varied Initial Tank Level l 0 Roof Area m2 Varied Family Size # Varied

Water Demand l/cap/d 20, 50, 70

Runoff Coefficient # 0.85

Gutter Factor # 0 - 1 Rationing Level l 0 - 1 Rationing Factor # 0 - 1  For each day the model first calculates runoff as         R = P x A x cr   R = Runoff (liters) 

  26

Page 34: An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in · PDF fileThis report “An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in ... hospitality. I must also ... members

  P = Precipitation (mm)   A = Roof Area (m2)   cr = Runoff Coefficient  Second, storage tank overflow is determined by adding the runoff to the storage at 

the end of the previous day and comparing this to the tank volume; if greater, the 

storage  level  is  set  equal  to  the  tank  volume,  and  overflow  is  computed  as  the 

excess amount: 

 

Overflow = Max(0, Storage(t‐1) + Runoff(t) – Tank Volume). 

 

The model then calculates the daily water use for the household. First the storage 

volume  in  the  tank  is compared  to  the  level at which  rationing occurs.  If greater, 

then  no  rationing  occurs  and  the model  computes water  use  by multiplying  the 

number of residents by the (target) daily per capita water demand. If rationing does 

occur, then use is computed by multiplying the demand by a rationing factor.  The 

use  is  then  subtracted  from  the water  available  to  determine  the  final  storage 

volume  in the tank for the day.  If the demand  is greater than the available water, 

the stored volume  is set to zero. The model then checks to ensure that the supply 

met the demand  (with or without rationing).  If  the demand  is not met, the day  is 

marked as a dry day.  

 Model outputs  include  the  length of  record  in  years;  the  system’s  satisfaction of 

demand, calculated as the percentage of demand that is met; the system reliability, 

determined as  the percentage of days where demand  is met; and  the  longest dry 

  27

Page 35: An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in · PDF fileThis report “An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in ... hospitality. I must also ... members

spell, computed as  the  largest number of consecutive days  in which demand was 

not met.  The model  also  produces  a  graph  showing  the  daily  volume  of water 

stored in the tank over the course of the record. 

 Table 5: Model Results   Result unit Length of record years Satisfaction % Reliability % Longest dry spell days  Model example  The  following  is an example of how  the model  represents a household  rainwater 

harvesting  system. Family 40, where  the author  lived as a Peace Corps Volunteer 

from  August  2006  to  September  2008,  will  be  used.  This  household  lies 

approximately  in the middle of the range for the village with respect to per capita 

storage capacity and collection area. The parameters for the household are given in 

Table  6,  as  taken  from  the  village  survey.  (Parameters  for  all households  can be 

found  in  Appendix  A.)  For  this  example  a  steady  demand  of  50  l/c/d,  with  no 

rationing, is assumed.  The first several rows of calculations are shown in Table 7. 

 Table 6: Model Parameters for Household 40  

 Parameter unit Value Tank Volume l 38600 Initial Tank Level l 0 Roof Area m2 187 Number of People # 11 Water Demand l/cap/d 50 Runoff Coefficient # 0.85 Gutter Factor # 0.508 Rationing Level l na Rationing Factor # na

  28

Page 36: An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in · PDF fileThis report “An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in ... hospitality. I must also ... members

    Table 7: Initial model calculations for Family 40 household 

Dat

e

Rai

n (m

m)

Run

off (

l)

Stor

age+

Run

off (

l)O

verf

low

(l) St

orag

e A

fter

Ove

rflo

w

(l) Dem

and

(l)

Stor

age

- D

eman

d (l)

Supp

ly (l

)

Dem

and

Met

Run

of D

ry

Day

s

1/26/06 64.8 5230 5230 0 5230 550 4680 550 1 01/27/06 28.7 2318 6998 0 6998 550 6448 550 1 01/28/06 33.5 2707 9155 0 9155 550 8605 550 1 01/29/06 31.8 2564 11169 0 11169 550 10619 550 1 01/30/06 62.7 5066 15684 0 15684 550 15134 550 1 01/31/06 114.8 9270 24405 0 24405 550 23855 550 1 02/1/06 167.6 13536 37391 0 37391 550 36841 550 1 02/2/06 137.2 11075 47916 9316 38600 550 38050 550 1 02/3/06 48.5 3917 41967 3367 38600 550 38050 550 1 0    Based on the assumed parameters, the model finds that the household system has 

a 92% reliability at producing 50 l/c/d over the available rainfall record (2006‐2008). 

This means that over the course of nearly 3 years there are only 85 days when the 

demand  is not met. The satisfaction  rate  is slightly higher because  it accounts  for 

days when a portion of demand is met. The longest period in which the system does 

not meet demand  is approximately one month. Model outputs are shown  in Table 

8, and Figure 6 charts the daily volume of water in the storage tank over the three‐

year period. 

 Table 8: Results for model of Family 40 household 

Length of record 2.93 yr

Satisfaction 93.18% Reliability 92.06%

Longest dry spell 32 days

 

  29

Page 37: An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in · PDF fileThis report “An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in ... hospitality. I must also ... members

0

5,000

10,000

15,000

20,000

25,000

30,000

35,000

40,000

Jan-

06Fe

b-06

Mar

-06

Apr-

06M

ay-0

6Ju

n-06

Jul-0

6Au

g-06

Sep-

06O

ct-0

6N

ov-0

6D

ec-0

6Ja

n-07

Feb-

07M

ar-0

7Ap

r-07

May

-07

Jun-

07Ju

l-07

Aug-

07Se

p-07

Oct

-07

Nov

-07

Dec

-07

Jan-

08Fe

b-08

Mar

-08

Apr-

08M

ay-0

8Ju

n-08

Jul-0

8Au

g-08

Sep-

08O

ct-0

8N

ov-0

8D

ec-0

8

Date

Tank

Vol

ume

(litre

s)

 Figure 6: Modeled daily water storage at Family 40 household   The figure shows how the storage tanks are filled during the wet season each year, 

beginning  around  November.  As  the  dry  season  begins  around  June,  storage 

volumes are depleted with  little  recharge. This model  shows how,  for a  constant 

demand of 50  l/c/d, this system will fail before the steady rains of the wet season 

return. In reality, the family does reduce demand during the dry season as the tank 

level  drops,  mostly  by  reducing  laundry  and  bathing  in  the  ocean.  A  rationing 

system where demand  is halved once the volume of stored water reaches 30% of 

the  capacity would  provide  at  least  basic  access  over  the  course  of  the  rainfall 

record. The daily water storage for this rationing scenario is shown in Figure 7. 

 

  30

Page 38: An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in · PDF fileThis report “An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in ... hospitality. I must also ... members

0

5,000

10,000

15,000

20,000

25,000

30,000

35,000

40,000

Jan-

06Fe

b-06

Mar

-06

Apr-

06M

ay-0

6Ju

n-06

Jul-0

6Au

g-06

Sep-

06O

ct-0

6N

ov-0

6D

ec-0

6Ja

n-07

Feb-

07M

ar-0

7Ap

r-07

May

-07

Jun-

07Ju

l-07

Aug-

07Se

p-07

Oct

-07

Nov

-07

Dec

-07

Jan-

08Fe

b-08

Mar

-08

Apr-

08M

ay-0

8Ju

n-08

Jul-0

8Au

g-08

Sep-

08O

ct-0

8N

ov-0

8D

ec-0

8

Date

Tank

Vol

ume

(litre

s)

Figure 7: Modeled daily water storage at Family 40 household with rationing 

 4.0 Results and Discussion 

 

The model was used to investigate the requirements needed to meet three levels of 

demand for Falelima. The World Health Organization basic and intermediate access 

levels of 20l/c/d and 50l/c/d were selected, as well as a rate of 70 l/c/d. Preliminary 

investigations showed that the optimum access level of 100 l/c/d was well beyond 

the level of collection currently available. 

 4.1 Design Curve 

 Using this model, design curves were produced to show the relationship between 

required  tank  storage  volume  collection  area  for  a  given  water  demand  and 

  31

Page 39: An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in · PDF fileThis report “An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in ... hospitality. I must also ... members

reliability (or demand satisfaction) based on a given rainfall pattern. This was done 

by adjusting the collection area while holding the tank volume fixed until the point 

at which  reliability  reached  100% was  found  for  a  given  demand.  This was  then 

repeated  for different tank volumes to produce the design curves. Figure 8 shows 

curves for  indicating combinations of tank volume and roof areas that will provide 

50 liters to an individual every day (100% reliability), based on the daily rainfall for 3 

years . This shows that the 2007 pattern controls the design curve for intermediate 

values of tank volume and collection area, but the 2008 pattern controls for more 

extreme values. The extremely wet year of 2006 never controls the design curves. 

This pattern was found to hold true for all three levels of demand investigated. 

 

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000

Tank Volume L

Col

lect

ion

Are

a m

2

200620072008

 Figure  8:  50  l/c/d  curves  for  years  2006  –  2008.  Figure  shows  tank  volume  and collection area required to provide 50 l/c/d with 100% reliability, based on 3 annual rainfall patterns. 

  32

Page 40: An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in · PDF fileThis report “An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in ... hospitality. I must also ... members

 The curves were then combined to create a design curve for each level of demand. See Figure 9.  

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000Tank Volume L

Col

lect

ion

Are

a m

2

20 L/c/d50 L/c/d70 L/c/d

 Figure 9: Design Curves for Falelima, Samoa (100% reliability)  Using this same process curves for reliability levels of 99%, 95%, and 90% were also 

produced  for  the water  demand  levels  of  50  and  70  l/c/d.  See  Figure  10.  These 

reliability rates represent approximately 4, 18, and 36 days per year where demand 

is not met. 

  33

Page 41: An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in · PDF fileThis report “An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in ... hospitality. I must also ... members

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000

Tank Volume (l)

Col

lect

ion

Are

a (m

2 )

70 l/c/d 100%70 l/c/d 99%70 l/c/d 95%70 l/c/d 90%50 l/c/d 100%50 l/c/d 99%50 l/c/d 95%50 l/c/d 90%20 l/c/d 100%

 Figure 10: Demand curves for various reliability rates.  

 4.2 Meeting Basic Access Requirements 

 For  each  household,  tank  volume  available  and  collection  area  being  used were 

normalized  for  the  number  of  individuals  living  there.  These  values  were  then 

plotted against the design curves to determine the  initial conditions of the village. 

See Figure 11. 

  34

Page 42: An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in · PDF fileThis report “An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in ... hospitality. I must also ... members

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000

Tank Volume L

Colle

ctio

n Ar

ea m

2

20 L/c/d50 L/c/d70 L/c/dFamilies Initial

 Figure 11: Families initial per capita ability for water supply  

The water tank project undertaken by the village resulted in the construction of 34 

tanks with  a  capacity  of  13,000  liters  each.  A  5‐meter  section  of  guttering was 

provided with each tank. This gutter added between 10 m2 and 35 m2 of collection 

area  to  each  household, with  the  exception  of  one  house  that was  already  fully 

guttered.  Figure  12  shows  the  state  of  the  village  at  the  completion  of  the 

construction. Table 9 lists the number of families that fell into each range of access 

before and after the project. 

  35

Page 43: An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in · PDF fileThis report “An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in ... hospitality. I must also ... members

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000Tank Volume L

Colle

ctio

n A

rea

m2

20 L/c/d50 L/c/d70 L/c/dFamilies After Project

Figure 12:  Village at the completion of tank construction. 

Table 9: Families  in each range of daily water supply before and after the water project. 

Supply

# Families Before Project

# Families After

Project

<20 l/c/d 18 6

20 l/c/d - 50 l/c/d

29 35

50 l/c/d - 70 l/c/d

9 11

>70 l/c/d 6 10

  

The project  left  six  families below  the basic  level of  access. Two  families did not 

participate  in  the project.  Five  families  are  large, with at  least nine members,  so 

when  the  benefits  of  the  project  were  normalized  per  capita,  they  saw  less 

improvement.  Two  of  these  families  also  started  out  without  any  rainwater 

  36

Page 44: An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in · PDF fileThis report “An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in ... hospitality. I must also ... members

harvesting capacity, and one had only a small area  for collection that was already 

being  fully  utilized.  Table  10  lists  the  families  not  exceeding  the  20l/c/d  design 

curve, along with the collection area required to meet their need. 

Table 10: Families not exceeding basic water access of 20l/c/d 

Household Members Total Storage l

Area Available

m2

Area Collected

m2

Area Need for 20 l/c/d

m2 Notes

2 16 13,000 71 17 317 Started without

Collection

3 9 13,000 107 30 52 Started without

Collection 5 19 30,100 43 32 96

6 10 22,900 11 11 31 Full

collection area in use

20 10 18,400 55 15 40 Did not

Participate in Project

30 6 13,900 33 15 19 Did not

Participate in Project

 

Three of  the  families could meet  the  requirements  for basic access by expanding 

the guttering on roofing they already possess. Three could not exceed the required 

area with their current roof area. Families 5 and 6 could complete the guttering on 

the existing area and add additional roofing to meet their needs. Family 2 currently 

has  less  than 1 m3 of  storage  for each  family member. To meet  the goal of basic 

access  levels, an unreasonable amount of  roof area would need  to be added and 

would still  leave the  family at an extreme end of the design curve. For this  family 

the  addition  of  a  second  tank,  guttering  to  the  existing  roof  and  8 m2  of  new 

guttered collection area will allow them to achieve basic access. Cost estimates for 

these solutions are shown in Table 11. 

  37

Page 45: An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in · PDF fileThis report “An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in ... hospitality. I must also ... members

 

Table 11: Possible solutions for families not exceeding 20 l/c/d. 

Family Solution Estimated Cost

2 Construct second tank,

complete guttering and 8 m2 collection area

WS$2,250 USD$865

3 Add gutter to existing roof WS$370 USD$142

5 Complete guttering and

construct 50 m2 of guttered area

WS$1,250 USD$480

6 Construct 16 m2 of additional guttered collection area

WS$550 USD$212

20 Add gutter to existing roof WS$340 USD$130

30 Add gutter to existing roof WS$150 USD$58

 

4.3 Using Variable Demand Levels  

The demand models have been used to investigate requirements of meeting a basic 

supply of water  throughout  the year at a constant  rate. During  the wet season all 

systems experience overflow.  If a  family monitors their tank  level closely demands 

can  often  be  significantly  increased  for  portions  of  the  year.  This would  require 

active monitoring by the family but could be done particularly during the wet season 

when the risk of tanks running dry is reduced. 

  5.0 Conclusions and Recommendations 

 The use of  rainwater harvesting  is widespread  throughout  the Falealupo Peninsula 

area of Samoa, where no piped water system exists to meet the needs of population 

and  the  construction  of  such  a  system  faces  serious  challenges.  The  ability  of 

  38

Page 46: An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in · PDF fileThis report “An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in ... hospitality. I must also ... members

rainwater harvesting to meet the water demands of families is shown to be possible 

by the model and by  its successful use by  large number of families  in the area. The 

expanded uses of rainwater harvesting in the region would not require the addition 

of  new  technology  but  could  build  on  the  knowledge  base  currently  held  by  the 

communities  of  the  region  regarding  system  maintenance  and  use.  Lack  of 

knowledge regarding how a technology operates is often a contributing factor to the 

failure  of  development  projects  and  by  not  introducing  a  new  technology,  this 

concern does not arise. This solution also does not require power for its operation or 

maintenance. 

 

Given  limited budgets  for water projects, the use of  funds should be optimized  for 

increasing access at the household level.  This model can help the user to understand 

relationships among  roof  collection area,  tank  storage  volume, and  reliability, and 

thus make more efficient use of limited funds. 

 

The greatest weakness currently in using the model as described here for the region 

is  in  the  current  lack  of  useable  data.  As  each  additional  year  of  data  is made 

available  the  design  curves  can  be  updated  to  ensure  that  reliability  levels  are 

accurate  and  the  rainfall  patterns  used  represent  real  patterns  over  time.  Efforts 

should also be made to investigate the effects of El Nino/Southern Oscillation (ENSO) 

and  Pacific  Decadal  Oscillation  events  and  climate  change  on  the  total  annual 

precipitation and seasonal precipitation patterns. 

  39

Page 47: An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in · PDF fileThis report “An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in ... hospitality. I must also ... members

 

If a piped water system is developed for the region in the future, rainwater tanks will 

still be a valuable resource. With available resources, a water quality study could be 

done  to  compare  the quality of  tank water with  that of piped water  supplies and 

with  international  drinking  water  standards.  A  piped  water  system  could  supply 

water  for  consumption  and  other  activities  that  require  high  quality water while 

tanks could be used to provide water for cleaning, toilets, or gardening. This would 

reduce  the demands on a piped system reducing  the energy cost of operation and 

help to reduce the concern of saline intrusion if boreholes are used. 

  

  40

Page 48: An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in · PDF fileThis report “An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in ... hospitality. I must also ... members

 References  Booth, S. (2007). Samoa Technical Note: Hydrogeological mission to Savai'i. EU‐SOPAC Project Report 79 ‐ Booth. Suva, Fiji, SOPAC.    CIA. (2009). "World Factbook."   Retrieved 6/15/09, 2009, from https://www.cia.gov/library/publications/the‐world‐factbook/geos/ws.html.    Cunliffe, D. A. (1998). Guidence on the use of Rainwater Tanks. D. o. H. Services. Australia, National Environmental Health Forum.    Field, M. (2006). Black Saturday : New Zealand's tragic blunders in Samoa. Auckland [N.Z.], Reed.    Gould, J. and E. Nissen‐Petersen (1999). Rainwater catchment systems for domestic supply : design, construction and implementation. London, Intermediate Technology Publications.    Howard, G. and Bartram (2003). Domestic Water Quantity, Service, Level and Health, WHO.    Johnson, K. (2009). It’s Now Legal to Catch a Raindrop in Colorado The New York Times. DURANGO, Colo., The New York Times Company.    Mimura, N., L. Nurse, R.F. McLean, J. Agard, L. Briguglio, P. Lefale, R. Payet and G. Sem (2007). Small islands. Climate Change 2007: Impacts, Adaptation and Vulnerability. Contribution of Working Group II to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge, UK, Cambridge University Press.    MOF (2006). Water for Life Sector Plan Update, Samoa Ministry of Finance.    MOF (2007). TUSIGAIGOA O TAGATA MA FALE 2006. Apia, Samoa, Ministry of Finance.    SOPAC (2007). National Interrated Water Resource Management Diagnostic Report Samoa, SOPAC.    UNICEF (2008). Progress on drinking water and sanitation : special focus on sanitation. New York, NY Geneva, Unicef ; World Health Organization.    Watkins, K. (2007). Human Development Report 2007/2008. New york, NY, UNDP.     

 

  41

Page 49: An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in · PDF fileThis report “An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in ... hospitality. I must also ... members

Appendix A: Village Data  

Hou

seho

ld ID

 

Family Size 

Initial Storage

 (m3 ) 

Initial Storage

 per Cap

ita 

(m3 /c) 

Total R

oof A

rea (m

2 ) 

Initial A

rea Co

llected

 (m2 ) 

% Area Co

llected

 

Initial A

rea Co

llected

 per 

Capita (m

2 /cap) 

Fina

l Total Storage

 (m3 ) 

Fina

l Storage

 per Cap

ita 

(l/c) 

Fina

l Area Co

llected

 (m2 ) 

Fina

l Area Co

llected

 per 

Capita (m

2 /cap) 

1  4  0.0  0.0  55 0 0% 0.0 13.0 3250 17  4.3 2  16  0.0  0.0  71 0 0% 0.0 13.0 813 17  1.1 3  9  0.0  0.0  107 0 0% 0.0 13.0 1444 30  3.3 4  8  3.4  0.4  27 6 22% 14.2 16.4 2048 28  3.5 5  19  17.1  0.9  43 22 51% 24.5 30.1 1582 32  1.7 6  10  9.9  1.0  11 11 100% 11.1 22.9 2289 11  1.1 7  6  6.8  1.1  185 37 20% 32.9 19.8 3292 54  9.0 8  6  6.8  1.1  124 44 35% 39.1 19.8 3292 69  11.5 9  14  18.8  1.3  55 33 60% 24.6 31.8 2269 43  3.1 

10  12  16.1  1.3  103 37 36% 27.6 29.1 2424 52  4.3 11  8  11.3  1.4  164 19 12% 13.4 24.3 3043 48  6.0 12  16  23.7  1.5  82 31 38% 21.0 36.7 2292 52  3.3 13  9  14.8  1.6  110 29 26% 17.6 27.8 3093 47  5.2 14  2  3.4  1.7  82 14 17% 8.3 16.4 8190 39  19.5 15  2  3.4  1.7  89 50 56% 29.6 16.4 8190 85  42.5 16  11  19.5  1.8  124 45 36% 25.4 32.5 2954 65  5.9 17  12  21.3  1.8  155 95 61% 53.6 34.3 2856 115  9.6 18  9  16.3  1.8  33 28 85% 15.4 29.3 3258 33  3.7 19  11  20.0  1.8  137 49 36% 27.0 33.0 2997 74  6.7 20  10  18.4  1.8  55 15 27% 8.1 18.4 1842 15  1.5 21  14  26.0  1.9  96 63 66% 33.9 26.0 1856 63  4.5 22  10  18.8  1.9  93 43 46% 22.9 31.8 3180 68  6.8 23  11  20.7  1.9  196 62 32% 32.9 33.7 3065 97  8.8 24  8  15.4  1.9  57 31 54% 16.1 15.4 1924 31  3.9 25  16  32.5  2.0  144 69 48% 33.9 45.5 2846 89  5.6 26  18  37.6  2.1  144 34 24% 16.3 50.6 2809 59  3.3 

 

  42

Page 50: An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in · PDF fileThis report “An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in ... hospitality. I must also ... members

 

Hou

seho

ld ID

 

Family Size 

Initial Storage

 (m3 ) 

Initial Storage

 per Cap

ita 

(m3 /c) 

Total R

oof A

rea (m

2 ) 

Initial A

rea Co

llected

 (m2 ) 

% Area Co

llected

 

Initial A

rea Co

llected

 per 

Capita (m

2 /cap) 

Fina

l Total Storage

 (m3 ) 

Fina

l Storage

 per Cap

ita 

(l/c) 

Fina

l Area Co

llected

 (m2 ) 

Fina

l Area Co

llected

 per 

Capita (m

2 /cap) 

27  7  14.7  2.1  103 55 53% 26.2 14.7 2097 55  7.9 28  9  19.6  2.2  88 35 40% 16.1 19.6 2179 35  3.9 29  8  18.3  2.3  79 40 51% 17.5 18.3 2284 40  5.0 30  6  13.9  2.3  33 15 45% 6.5 13.9 2323 15  2.5 31  9  22.1  2.5  106 61 58% 24.9 22.1 2454 61  6.8 32  9  22.1  2.5  217 61 28% 24.8 35.1 3904 76  8.4 33  9  22.5  2.5  55 25 45% 10.0 22.5 2498 25  2.8 34  5  12.6  2.5  164 60 37% 23.8 25.6 5118 75  15.0 35  8  20.4  2.5  50 38 76% 14.9 20.4 2545 38  4.8 36  11  28.3  2.6  187 72 39% 28.0 28.3 2570 72  6.5 37  11  28.6  2.6  66 46 70% 17.7 28.6 2602 46  4.2 38  7  21.3  3.0  128 80 63% 26.3 21.3 3039 80  11.4 39  9  27.7  3.1  110 38 35% 12.3 40.7 4522 59  6.6 40  11  38.6  3.5  187 95 51% 27.1 38.6 3505 95  8.6 41  10  36.0  3.6  293 90 31% 25.0 49.0 4897 110  11.0 42  10  36.7  3.7  164 53 32% 14.4 36.7 3671 53  5.3 43  10  38.8  3.9  308 98 32% 25.3 38.8 3876 98  9.8 44  5  20.0  4.0  162 27 17% 6.8 33.0 6590 57  11.4 45  10  40.5  4.1  202 48 24% 11.8 53.5 5354 65  6.5 46  8  32.6  4.1  151 110 73% 27.0 32.6 4069 110  13.8 47  4  17.0  4.3  115 45 39% 10.6 17.0 4260 45  11.3 48  8  34.6  4.3  220 63 29% 14.6 34.6 4328 63  7.9 49  8  35.4  4.4  738 227 31% 51.3 48.4 6054 262  32.8 50  7  32.8  4.7  202 19 9% 4.1 32.8 4687 19  2.7 51  7  34.2  4.9  187 54 29% 11.1 47.2 6741 84  12.0 52  3  16.2  5.4  133 36 27% 6.7 16.2 5413 36  12.0 53  6  33.4  5.6  250 60 24% 10.8 33.4 5565 60  10.0 54  3  17.2  5.7  196 60 31% 10.4 17.2 5747 60  20.0 55  5  28.9  5.8  82 60 73% 10.4 28.9 5772 60  12.0 56  6  35.4  5.9  165 67 41% 11.3 48.4 8072 92  15.3 

 

  43

Page 51: An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in · PDF fileThis report “An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in ... hospitality. I must also ... members

 

Hou

seho

ld ID

 

Family Size 

Initial Storage

 (m3 ) 

Initial Storage

 per Cap

ita 

(m3 /c) 

Total R

oof A

rea (m

2 ) 

Initial A

rea Co

llected

 (m2 ) 

% Area Co

llected

 

Initial A

rea Co

llected

 per 

Capita (m

2 /cap) 

Fina

l Total Storage

 (m3 ) 

Fina

l Storage

 per Cap

ita 

(l/c) 

Fina

l Area Co

llected

 (m2 ) 

Fina

l Area Co

llected

 per 

Capita (m

2 /cap) 

57  8  49.5  6.2  226 80 35% 12.9 49.5 6189 80  10.0 58  5  31.3  6.3  210 85 40% 13.6 31.3 6256 85  17.0 59  6  41.5  6.9  260 230 88% 33.2 41.5 6920 230  38.3 60  9  62.6  7.0  250 92 37% 13.2 62.6 6958 92  10.2 61  8  64.3  8.0  293 112 38% 13.9 64.3 8033 112  14.0 62  4  34.7  8.7  155 62 40% 7.2 47.7 11915 82  20.5 63  5  59.9  12.0  568 170 30% 14.2 72.9 14578 190  38.0 

Ave  8.7  24  3.2  153 56 40% 18.8 31.2 4201 67  9.8 Min  19  64  12.0  738 230 100% 53.6 72.9 14578 262  42.5 Max  2  0  0  11 0 0% 0 13.0 812.5 11  1.1 

 

  44

Page 52: An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in · PDF fileThis report “An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in ... hospitality. I must also ... members

Appendix B: Falelima, Samoa Rainfall Data (measurements in mm) Station #: 76019

District;

Location; 130 29' 11" SOUTH 1720 28' 46" WEST.Height Above MSL. 12m.

YEAR 2006DAY JAN FEB MAR APR MAY JUN JUL AUG SEP OCT NOV DEC

1 167.6 7.6 0.0 1.0 0.0 0.0 0.0 27.9 0.0 4.3 47.52 137.2 4.1 0.0 0.5 0.0 0.0 0.0 0.0 26.7 0.0 16.53 48.5 13.2 2.5 1.3 0.0 0.0 0.0 0.3 0.0 0.0 8.94 46.2 0.0 3.8 0.3 0.5 0.0 0.0 0.0 15.2 0.0 49.35 101.6 0.0 0.0 0.0 0.5 0.0 0.0 3.8 6.4 0.0 31.8

6 115.3 106.7 10.7 0.0 0.0 0.0 0.5 7.1 12.4 0.0 0.07 44.5 0.0 8.9 1.3 0.3 0.0 0.0 0.0 0.0 6.4 0.08 124.7 1.5 41.1 0.8 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.09 125.7 2.8 84.1 3.8 0.0 0.0 4.3 0.0 33.5 0.0 2.5

10 89.4 0.0 18.3 5.1 0.0 0.0 0.0 1.3 1.3 0.0 28.7

11 48.3 45.5 0.5 0.3 0.0 0.0 6.6 3.8 0.5 0.8 33.812 89.4 25.9 0.3 3.8 9.1 0.3 3.8 7.6 0.3 9.4 34.813 47.5 55.9 3.8 7.9 0.0 0.3 6.4 0.0 1.0 14.7 7.614 0.5 5.1 11.7 16.5 3.8 2.8 0.0 0.0 0.5 11.7 3.015 12.7 9.7 33.3 92.7 0.0 2.3 0.0 0.0 0.0 23.4 8.1

16 0.0 11.7 6.6 23.9 0.0 1.5 0.0 0.0 28.2 55.9 3.317 37.1 0.0 0.0 39.4 0.3 21.1 0.5 0.0 0.0 54.9 11.418 53.8 0.0 0.0 5.6 0.0 16.0 2.5 0.0 0.0 33.0 10.219 16.0 22.6 0.0 3.8 0.0 3.8 0.0 0.0 0.0 26.7 18.320 7.9 1.8 0.0 5.6 0.0 19.1 0.0 0.0 0.0 51.8 27.9

21 2.3 0.0 2.3 1.3 0.0 5.3 0.0 35.1 0.0 6.9 31.222 42.7 96.5 3.6 2.5 0.0 0.0 0.0 3.8 0.0 3.8 0.023 17.0 1.3 0.8 0.0 17.8 0.0 0.0 11.9 0.0 3.0 0.024 0.0 0.0 1.3 36.8 17.3 0.0 0.0 0.0 103.9 1.5 87.925 4.1 0.8 3.3 0.5 2.5 13.2 0.0 0.3 1.0 4.3 0.0

26 64.8 0.0 16.5 16.5 0.0 0.0 30.5 0.0 0.0 0.0 6.1 9.127 28.7 0.3 44.2 1.3 0.0 0.0 6.9 0.0 8.9 0.0 0.0 0.028 33.5 14.2 0.0 3.0 0.0 0.0 0.0 0.0 14.0 0.0 0.0 3.329 31.8 0.0 0.9 1.0 0.0 0.0 0.0 0.5 10.2 0.0 73.2 0.030 62.7 0.0 36.8 5.3 0.0 0.0 0.0 18.3 0.0 0.0 0.0 30.531 114.81 0.0 39.4 0.0 0.0 0.0 3.6 4.3 27.9 0.0 0.0 39.1

Total 336.3 1394.5 550.3 263.9 254.5 52.1 126.5 47.8 163.8 230.9 391.7 544.8Mean 56.0 45.0 17.8 8.5 8.2 1.7 4.1 1.5 5.3 7.4 12.6 17.6

Raindays 6 25 22 23 22 9 14 10 15 13 19 23

FALELIMA SAVAII DAILY RAINFALL

SAV76010 (begin date: UNKNOWN)

  45

Page 53: An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in · PDF fileThis report “An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in ... hospitality. I must also ... members

 Station #: 76019

District;

Location; 130 29' 11" SOUTH 1720 28' 46" WEST.Height Above MSL. 12m.

YEAR 2007

DAY JAN FEB MAR APR MAY JUN JUL AUG SEP OCT NOV DEC1 0.0 12.7 5.3 8.9 0.0 10.7 0.0 18.2 10.0 1.2 1.0 0.82 39.9 9.4 1.5 6.6 0.0 0.5 0.0 0.0 0.2 2.4 2.0 1.23 35.8 17.8 0.0 3.8 0.5 8.9 14.4 6.6 1.1 2.0 1.2 2.84 20.8 14.5 0.0 25.9 26.2 62.1 0.2 0.0 12.3 6.2 2.0 36.85 58.4 21.3 13.2 2.8 25.7 0.0 18.2 0.0 0.2 0.4 0.0 0.0

6 14.5 5.3 1.0 1.5 6.1 11.4 2.8 0.0 0.0 0.8 0.0 0.07 0.0 3.0 42.2 53.8 25.4 0.0 0.0 0.0 0.0 0.6 0.2 70.48 30.7 11.7 3.8 19.8 72.4 0.0 0.8 0.0 0.0 0.2 0.0 0.29 13.7 28.2 5.3 20.6 78.0 0.0 0.0 0.0 20.3 0.0 0.0 0.2

10 29.0 53.8 10.2 27.9 31.0 0.5 0.0 0.0 0.2 0.0 0.6 0.0

11 24.6 0.0 6.1 0.0 0.0 0.0 0.4 0.0 0.0 0.9 2.2 0.012 8.9 96.5 1.1 0.0 3.8 0.0 44.7 0.0 0.0 13.2 0.9 15.813 8.4 28.4 0.0 0.0 0.0 0.0 0.4 0.0 66.2 20.4 0.0 0.014 88.4 55.9 0.0 0.0 0.0 0.0 12.3 0.0 0.0 1.0 0.0 0.015 2.8 1.5 76.7 8.9 16.5 2.5 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 1.0

16 1.5 27.9 10.4 0.0 45.7 2.3 0.0 0.4 0.0 0.0 0.0 0.417 1.0 17.3 25.7 0.0 14.0 0.5 0.0 0.7 0.0 0.0 5.0 0.018 0.0 75.7 13.2 0.0 6.4 0.3 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 19.019 31.8 16.3 31.5 0.0 8.4 0.3 0.7 0.0 0.2 0.0 0.0 12.420 0.0 27.9 19.3 78.7 5.3 1.3 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 6.8

21 7.1 8.9 13.7 52.1 2.8 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 5.222 58.7 1.3 16.0 26.9 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.223 104.4 0.0 34.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.024 0.0 0.0 3.0 3.8 0.0 0.0 0.2 10.8 12.5 0.0 0.0 0.025 0.0 8.1 11.2 5.1 17.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 9.8 2.0

26 3.8 26.2 10.2 6.9 16.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 3.8 4.427 11.4 16.0 0.0 1.3 0.0 485.1 0.8 0.0 0.0 0.0 4.0 8.028 16.0 46.7 0.0 2.3 0.0 0.0 0.0 0.0 20.5 0.0 6.4 0.029 21.6 6.4 20.6 0.0 0.0 0.8 0.0 0.2 0.0 3.8 0.030 23.9 0.8 1.5 0.0 0.0 0.0 0.0 2.5 0.0 91.8 0.031 6.60 5.3 0.0 0.8 4.7 0.0 0.0

Total 663.7 632.5 367.1 379.7 401.1 586.3 97.5 41.4 146.4 49.3 134.7 187.6Mean 21.4 22.6 11.8 12.7 12.9 19.5 3.1 1.3 4.9 1.6 4.5 6.1

Raindays 25 25 25 21 18 13 14 8 13 12 15 18

FALELIMA SAVAII DAILY RAINFALL

SAV76010 (begin date: UNKNOWN)

 

  46

Page 54: An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in · PDF fileThis report “An Analysis of Household Rainwater Harvesting Schemes in ... hospitality. I must also ... members

Station #: 76019District;

Location; 130 29' 11" SOUTH 1720 28' 46" WEST.Height Above MSL. 12m.

YEAR 2008

DAY JAN FEB MAR APR MAY JUN JUL AUG SEP OCT NOV DEC1 0.0 0.0 143.6 25.2 0.0 14.2 0.0 0.0 38.8 0.4 2.8 19.62 0.0 0.0 128.2 12.4 0.0 24.2 0.0 0.0 4.6 2.4 2.4 9.63 14.0 0.0 36.0 0.0 0.0 6.2 0.2 0.0 0.6 0.2 0.0 6.44 0.0 0.2 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 10.25 0.0 0.0 6.4 15.6 0.2 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 35.8

6 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 7.1 0.0 0.0 0.0 49.4 24.8 76.27 18.2 0.0 0.0 6.8 0.2 96.4 1.6 0.0 0.0 0.0 27.6 57.28 74.2 0.0 0.0 4.2 0.2 2.4 47.8 0.0 0.0 0.0 44.4 89.09 94.8 5.6 0.0 0.0 0.2 4.6 1.2 0.0 0.0 0.0 9.8 0.0

10 96.4 0.0 101.6 2.8 0.0 2.4 0.8 0.0 0.0 9.6 0.0 0.0

11 15.8 0.0 0.0 2.4 0.0 0.6 20.1 0.0 16.4 0.0 0.0 0.012 74.4 53.4 0.0 0.0 0.0 0.2 0.0 0.0 0.0 0.4 21.2 0.013 6.4 24.2 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.4 95.014 1.8 20.2 6.4 0.0 0.0 0.0 60.8 0.0 0.0 2.4 8.2 0.015 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 6.4 0.0 27.2 0.0 4.4 0.0

16 0.0 48.8 0.0 0.0 0.0 0.0 2.4 8.4 4.6 0.0 13.2 0.017 0.8 0.0 0.0 41.4 0.0 0.0 0.0 19.8 6.8 10.0 0.0 0.018 6.8 20.4 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.4 0.0 0.0 2.819 13.8 2.4 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.2 0.0 8.4 4.620 0.0 5.2 0.0 0.0 0.2 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 12.8 29.2

21 149.4 0.0 0.0 3.8 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 42.2 11.222 20.4 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 3.4 0.023 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 9.2 0.0 4.2 0.024 0.0 0.0 78.2 0.2 0.2 0.0 0.0 2.8 0.0 0.0 0.0 0.025 0.0 4.4 2.6 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 70.2 33.8 37.6 0.0

26 177.2 18.4 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 8.2 0.2 12.8 0.027 0.0 5.4 0.0 0.0 0.0 2.2 0.0 0.0 4.4 0.0 33.6 0.028 1.2 45.6 0.0 0.0 0.0 4.0 0.0 0.0 0.4 0.0 17.4 0.029 0.0 0.0 13.6 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 4.0 0.2 0.0 0.030 0.0 10.6 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 101.8 2.4 0.0 0.031 0.00 2.4 0.0 0.0 0.0 0.0 0.4 0.0

Total 765.6 254.2 529.6 114.8 1.2 164.5 141.3 31.0 297.8 111.8 331.6 446.8Mean 24.7 8.8 17.1 3.7 0.0 5.5 4.6 1.0 9.6 3.6 11.1 14.4

Raindays 16 13 11 10 6 12 9 3 16 13 20 13

FALELIMA SAVAII DAILY RAINFALL

SAV76010 (begin date: UNKNOWN)

 

  47