侯賢貴,羅慈蘭
廣東省汕尾市水利水電規劃設計院,廣東 汕尾 516600
我國水資源人均畝均占有量少,并且時空分布極不均勻。作為一個水資源短缺的國家,實踐證明,通過水窖等各種工程手段進行的小規模的雨水蓄積,將雨水資源化對解決我國缺水問題具有舉足輕重的作用。
所有形式的水資源(包括河川徑流、地下水等),從根本上來說都來自雨水,因而雨水利用不僅僅是指雨水集流的家庭利用和雨養農業利用,而且還包括人工增雨、水土保持、水源地涵養、城市防洪和生態環境的改善等水資源利用的各個方面。
在同干旱氣候長期的斗爭中,希臘人、阿拉伯人、以色列人積累了收集利用雨水的豐富經驗[1]。在我國,早在2700年前春秋時期,黃土高原地區己有引洪漫地技術[2]。我國在20世紀50年代開始利用窖水點澆玉米、蔬菜等,突破了原來只用窖水作為生活飲用水的傳統。80年代后期,2001 年水利部頒發了《雨水集蓄利用工程技術規范》,標志我國在雨水蓄積利用這項技術上取得了初步成熟[7]。
雨水匯集是指利用天然或人工修筑的匯流面,匯集雨水形成的地表徑流以備高效利用。
屋頂庭院雨水匯集主要解決部分缺水地區人蓄飲水問題。路面集水則主要用于灌溉[4]。此外,城市路面及建筑物也被作為集流面,收集雨水用于城市環境及地下水補灌的研究也正在展開[1]。
3.2.1 雨水蓄存
雨水蓄存是雨水集蓄利用系統的中間環節,是指將匯流面匯集的雨水通過導流渠(管)引入蓄水設施貯存,等到需水時再從蓄水設施取水的過程。我國北方干旱半干旱地區使用較多的蓄水設施有水窖、塘壩、澇池等。水窖建筑容易,使用方便,蓄存的水質基本不受污染,滲漏蒸發少,目前較多采用。另外,蓄水池、瓷缸、水泥罐等也普遍使用。
3.2.2 水質保障
降落于地表的雨滴本身帶有空氣中的一些塵埃及大氣污染物,再加上一般地區集流面沒有適當的衛生防護設施,使得匯集于蓄水設施中的雨水水質較差。據對甘肅中部干旱半干旱地區 6個縣的水窖水質調查分析,發現水質均達不到我國通用的( GB5749-85) 生活飲用水衛生標準[5],因而應加強這方面的工作。飲用水水質的主要保護措施有:降雨前清掃集流面,設置沉沙池、濾網,蓄水窖加蓋,定期清洗水窖等。在采取保護措施的同時,應對蓄存的雨水凈化。
雨水匯集蓄存,其目的是為了利用,而充分高效、經濟合理地利用雨水是保證整個雨水集蓄利用技術體系取得最大效益的關鍵一環。
3.3.1 人蓄飲用
利用庭院屋頂收集雨水解決干旱半干旱山區、淡水缺乏地區的人蓄飲水問題是提高這些地區人們生活質量的關鍵步驟。如浙江省余姚市由于地表河道蓄水量少,地下水水質差且污染嚴重,井水咸、澀、臭,所以這里居民家家都建有雨水集流設施[3]。
3.3.2 農業灌溉
水是農業生產的命脈,在干旱半干旱地區,降雨量少且分布不均勻及降雨期與作物生長需水關鍵期錯位,作物產量長期低而不穩。從時空上調節雨水分配,使水分供給與作物需水期相吻合,這就是集雨農業的出發點。此外,集雨農業中的補灌必須用節水灌溉方式(微噴灌、滴灌、滲灌、點澆、穴灌等)并與農業節水措施(覆蓋、松耕等)相結合,有條件的地方應使用設施農業。
3.3.3 補充地下水
通過雨水貯留滲透計劃,有效地補充涵養地下水,復活泉水,恢復河川基流,改善生態環境。將城市建筑物及平原地區的雨水直接攔蓄入滲或通過一定的滲漏過濾裝置,回灌地下水,可補充地下水量兼有防洪作用[7]。
就目前雨水利用主要集中在我國干旱半干旱的廣大農村地區,查閱相關資料,對目前所存在的典型的示范工程進行簡單的介紹。
針對1995年甘肅遇到特大干旱,中共甘肅省委、省政府動員社會力量,實施“121”雨水集流工程:即計劃要在1995~1996兩年間,一次性重點解決25萬戶、120萬人的飲水困難。實現每戶砌100m2左右的水泥面集流場地,挖2口水窖、發展1處庭院經濟,故名“121”。
根據寧夏南部山區降水特點,利用集水場和儲水窯窖所構成的雨水收集系統蓄存暴雨或地表徑流,將無效降雨變為灌溉水源,再采用田間節水灌溉技術,可以實現改變小環境、減緩旱情的目的。
根據內蒙古自治區黨委和政府“充分利用地表水、合理利用地下水、攔蓄天上水”的精神,1995年自治區水利廳確定準格爾旗和清水河縣為集雨節水灌溉工程試驗示范旗(縣),啟動實施了“112集雨灌溉工程”,即一戶人家建一處能夠集蓄40m3左右雨水的旱井或水窖,采用坐水點種和微灌等先進節水技術,發展2畝抗旱保收田。
其它的地區也有許多雨水利用的工程,包括在南方的一些水資源相對于來說比較豐富的地區,如四川的“川北微水工程”、廣西的“水柜扶貧工程”、貴州的“渴望工程”、云南的“滇潤工程”等等。
[1]Shizuo, shindo.Rainfall harvesting in Volcanic Islands of Japan——Case studies of the Izu Islands.Proceeding of International Symposium&2nd Chinese National Conference on Rainwater Utilization,1998:131- 133.
[2]黃乾,趙蛟,譚媛媛,張立國,等.北方農業雨水利用實 踐與發展前景展望[J].節水灌溉,2006(4):22-25.
[3]奕永慶.雨水利用的歷史現狀和前景[J].中國農村水利 水電,2004(9):48-50.
[4]陳瑾.黃土丘陵區高效集雨系統布局的設計方法及實 踐[D].中國雨水利用研究文集.北京:中國礦業大學出版社,1998:220-224.
[5]張小玲,梁慧光.雨水集流飲用水的污染及水質改良途徑 [J].甘肅農業大學學報,1998,33(4).