淺議山區(qū)小水交窖工程規(guī)劃設(shè)計(jì)與應(yīng)用

陳偉

摘要：我國(guó)各地山區(qū)長(zhǎng)期存在的用水困難是制約當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步的重要原因之一。而小水窖工程作為緩解山區(qū)用水困難問題的基礎(chǔ)措施逐漸的在我國(guó)廣大山區(qū)產(chǎn)生并且廣泛發(fā)展起來。

關(guān)鍵詞：山區(qū);供水;小水窖;應(yīng)用

我國(guó)山區(qū)地區(qū)存在著嚴(yán)重的用水困難。雖然在近年來國(guó)家西部開發(fā)、希望工程等多個(gè)戰(zhàn)略的影響和帶動(dòng)下，山區(qū)用水困難得到了一定程度的緩解，但就目前狀況來看，在很多山區(qū)，居民農(nóng)業(yè)灌溉及生活用水依然比較吃緊，這種先天性資源不足日益成為阻礙當(dāng)?shù)厣鐣?huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要問題之一。

一、山區(qū)用水困難與小水窖工程的優(yōu)勢(shì)

我國(guó)山區(qū)用水困難問題不是偶然形成的。經(jīng)過對(duì)我國(guó)多地如甘肅、陜西、四川、云南、貴州等各地山區(qū)用水問題的調(diào)查與研究，發(fā)現(xiàn)我國(guó)山區(qū)地區(qū)用水困難的原因主要來自于降水量不足和地下水位過深等。

對(duì)于西北地區(qū)山區(qū)，降水量不足是當(dāng)?shù)赜盟щy的重要原因之一。年平均降水量在四百以下的山區(qū)地區(qū)，常年不能得到足夠降水供應(yīng)，導(dǎo)致其河谷、山谷、湖泊大多出現(xiàn)常年的干旱現(xiàn)象，特別在大范圍的干旱災(zāi)害到來之際，為了優(yōu)先保證人畜飲用水而使得農(nóng)田灌溉出現(xiàn)困難，最終造成農(nóng)作物的大規(guī)模減產(chǎn)，影響農(nóng)業(yè)收入。

山區(qū)地區(qū)由于海拔相對(duì)周邊地區(qū)較高，特別在地勢(shì)較陡的地區(qū)，其山區(qū)地下水位一般較深，這就使得常規(guī)的鉆井用水無論在技術(shù)上還是在動(dòng)力供應(yīng)下均出現(xiàn)困難，加上鉆井成本過高，這就使得山區(qū)地下水利用幾乎為零。而以山體徑流為主要水源供應(yīng)的山區(qū)又會(huì)由于山體的地理環(huán)境因素過于惡劣導(dǎo)致其工程量太大、給水造價(jià)過高，以上原因綜合起來便形成了我國(guó)山區(qū)用水困難的實(shí)際狀況。

近年來，為了解決山區(qū)用水困難問題，小水窖工程逐漸興起并得到迅速的推廣和利用。小水窖是在地表下人工構(gòu)筑的蓄水設(shè)施，它利用引水溝、管將一定范圍內(nèi)地表匯集的自然降水以及山體自然徑流水匯集到水窖中蓄存，供山區(qū)人畜飲用及農(nóng)業(yè)灌溉等。它的主要特點(diǎn)有：

（一）水窖在地表以下，處于半密封不露天狀態(tài)，保證了蓄水能力

水窖的半密封不露天狀態(tài)，使得蓄積在水窖內(nèi)水分的自然蒸發(fā)效率降低，并且在水窖底部及周邊涂抹有防滲漏混凝土，保證了水窖的蓄水能力。

（二）工程簡(jiǎn)單，造價(jià)便宜

一個(gè)水窖的設(shè)計(jì)施工周期較短，特別是考慮到山區(qū)復(fù)雜地理?xiàng)l件不適宜大型水窖、水庫(kù)建設(shè)的實(shí)際狀況，以滿足當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶各自農(nóng)業(yè)灌溉和人畜飲用而修建的水窖大多工程量較小，因此其結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，造價(jià)也相對(duì)便宜。在水窖的修建中還可以廣泛的利用當(dāng)?shù)厣絽^(qū)豐富的山石建筑資源，進(jìn)一步降低造價(jià)。

（三）管理方便，可利用時(shí)間長(zhǎng)

小水庫(kù)的管理相對(duì)方便，不存在較為專業(yè)的知識(shí)與技術(shù)問題，除每年清理水窖之外，不存在大量的管理工作。在目前條件下修建的水窖平均使用壽命均在二十年以上，這就保證了在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)期內(nèi)的山區(qū)用水需求。

因此，出于解決山區(qū)用水困難而出現(xiàn)的小水窖工程一經(jīng)推出便得到了廣泛的利用和好評(píng)。

二、小水窖設(shè)計(jì)規(guī)劃利用的主要技術(shù)參數(shù)

小水窖工程是自然降水可回收利用思路的產(chǎn)物，在解決山區(qū)用水困難中起到了較好的效果。其設(shè)計(jì)規(guī)劃利用中主要考慮的技術(shù)參數(shù)有集水量、水窖容量等。

（一）集水量

集水量是衡量水窖能否提供正常用水需求的重要指標(biāo)之一。在水窖的設(shè)計(jì)與規(guī)劃中，對(duì)集水量的計(jì)算主要根據(jù)當(dāng)?shù)啬杲邓俊⒔邓畯?qiáng)度、集流面積、集流面材料特性等而得。對(duì)于足夠容量的水窖，不考慮降水中的自然蒸發(fā)及其他損失，某水窖的集水量可以由下式進(jìn)行計(jì)算。

其中，Q—集水量;

q—24h降水量大于15mm的全年累積量;

K—徑流系數(shù);

S—集流場(chǎng)面積。

而對(duì)于草木較為茂盛、地表蓄水能力較強(qiáng)的集流場(chǎng)，其徑流系數(shù)相對(duì)較小，因此，在進(jìn)行水窖的設(shè)計(jì)規(guī)劃與施工中，對(duì)于有條件的用戶，可以對(duì)集流場(chǎng)進(jìn)行混凝土、瀝青敷設(shè)地表處理，以增大徑流系數(shù)，提高集水量;對(duì)于缺水狀況特別嚴(yán)重的地區(qū)，也可采取增大集流場(chǎng)面積的方式來提高集水量，但考量到地區(qū)實(shí)際地理環(huán)境因素以及工程造價(jià)等多方面影響，對(duì)水窖的設(shè)計(jì)與規(guī)劃中，集流場(chǎng)面積及集流場(chǎng)徑流系數(shù)的控制中需要根據(jù)實(shí)際條件進(jìn)行合理的選擇。

（二）水窖容量

水窖容量的大小直接影響著水窖最大可集水量，因此在進(jìn)行水窖的設(shè)計(jì)規(guī)劃中需要對(duì)水窖年儲(chǔ)水量及需水量進(jìn)行計(jì)算和統(tǒng)計(jì)。如對(duì)于某山區(qū)水窖的容量計(jì)算中，假定其年降水量約450mm，且可匯集降水量大約為400mm，經(jīng)過計(jì)算可得該水窖年最大集水量。但由于該地降水分布不平衡，集中在7、8、9月份，用水為農(nóng)田灌溉和人畜飲用，主要用水月份為4、5、10、11月份，因此其水窖年實(shí)際儲(chǔ)水量趨勢(shì)顯示出第一季度逐漸減少，第二季度大量減少，第三季度大量增加，第四季度一開始大量減少而后減少速度逐步放緩的特點(diǎn)，因此，考慮減少工程量和降低成本等因素，可以選取10月初該集流場(chǎng)內(nèi)的水窖最大儲(chǔ)水量作為水窖實(shí)際最大容量。考慮到降水不穩(wěn)定的因素，實(shí)際設(shè)計(jì)容量一般要超過該最大容量百分之十到二十左右。

三、節(jié)水技術(shù)

水窖的推廣利用給山區(qū)用水困難提供了水源保障，但是由于山區(qū)氣候影響導(dǎo)致的降水量較少以及山體徑流量較低，使得小水窖工程供水能力依然不足。因此，在用水過程中大力推廣滴灌等節(jié)水技術(shù)成為大勢(shì)所趨。

滴灌技術(shù)是農(nóng)田灌溉節(jié)水技術(shù)之一，它主要利用滴灌取代過往漫灌的方式來減少農(nóng)田灌溉水量，避免農(nóng)田灌溉中產(chǎn)生的大量水資源在地表滲透及自然蒸發(fā)作用下產(chǎn)生的浪費(fèi)。它主要利用毛細(xì)管直達(dá)農(nóng)作物根部的滴灌方式來對(duì)農(nóng)作物進(jìn)行供水，有效地提高了水資源的利用率。近年來從滴灌技術(shù)發(fā)展出一種新型的農(nóng)田節(jié)水理論，利用葉片噴霧的方式來對(duì)農(nóng)作物進(jìn)行給水作業(yè)，但相應(yīng)的增加了人力及技術(shù)成本，因此進(jìn)行大規(guī)模推廣依然需要一定的時(shí)間。

在農(nóng)田灌溉時(shí)，出現(xiàn)了分時(shí)段灌溉的節(jié)水模式。如玉米在播種一拔節(jié)期（苗期）、拔節(jié)—抽穗期以及抽穗—乳熟期為幾個(gè)關(guān)鍵的補(bǔ)水階段，對(duì)這三個(gè)階段的玉米進(jìn)行適量的補(bǔ)水即可保證玉米的產(chǎn)量，從而避免了大量灌溉造成的水資源損失。

結(jié)語

小水窖工程對(duì)于解決山區(qū)用水困難問題起到了一定的積極作用，但對(duì)于滿足農(nóng)田灌溉和人畜飲用的實(shí)際需求仍然存在著一定的差距，通過對(duì)有條件、有環(huán)境基礎(chǔ)的用戶可以通過增大集流場(chǎng)面積、增大徑流系數(shù)、合理控制水窖容量的方式來優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，降低成本，提高水窖蓄水能力可以進(jìn)一步解決這一困難。滴灌等節(jié)水技術(shù)對(duì)于山區(qū)灌溉是有積極意義的，但考慮到成本問題，在一定時(shí)期內(nèi)還無法得到充分的推廣與利用，但山區(qū)地區(qū)進(jìn)行農(nóng)田灌溉時(shí)依然可以通過分時(shí)段灌溉加上地膜覆蓋保濕等方式來有效減少水資源的浪費(fèi)。

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