高炳瓊

屏邊縣水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)隊(duì)

摘要：隨著水資源短缺問(wèn)題和干旱問(wèn)題的日益突出，雨水收集利用越來(lái)越成為全球關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。全球有一半甚至一半以上地區(qū)存在水資源匱乏問(wèn)題，而水資源缺乏是造成這部分地區(qū)經(jīng)濟(jì)和農(nóng)業(yè)發(fā)展制約的重要因素，并且這部分地區(qū)地下水、地表徑流及其匱缺，且開(kāi)發(fā)困難。雨水收集利用的出現(xiàn)和運(yùn)用大大改善了這部分地區(qū)的水資源短缺問(wèn)題。本文對(duì)進(jìn)行集雨灌溉工程水利設(shè)計(jì)的必要性、集雨灌溉工程的設(shè)計(jì)建設(shè)等問(wèn)題作了詳細(xì)的分析和系統(tǒng)的闡述。

關(guān)鍵詞：集雨灌溉工程；水利設(shè)計(jì)；建設(shè)研究

水資源短缺已成為一個(gè)全球性問(wèn)題，對(duì)于部分地表水、地下水儲(chǔ)量減少的地區(qū)，天然降水成為這部分地區(qū)極其重要的用水資源，但由于雨水蓄積利用意識(shí)不強(qiáng)，造成這部分水資源在雨季被大量浪費(fèi)，并且?guī)?lái)了較為嚴(yán)重的水土流失問(wèn)題，使得農(nóng)耕地區(qū)的土壤肥力大大降低，生態(tài)環(huán)境嚴(yán)重惡化。而進(jìn)行雨水收集利用，不僅能使水資源得到充分利用，還且還能解決這些地區(qū)的水資源短缺問(wèn)題，促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)和農(nóng)業(yè)的發(fā)展，而且通過(guò)對(duì)水土流失問(wèn)題的控制，大大降低了生態(tài)環(huán)境惡化程度，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

一、進(jìn)行集雨灌溉工程水利設(shè)計(jì)的必要性

（一）緩解水資源短缺問(wèn)題

建設(shè)集雨灌溉工程能夠緩解水資源短缺問(wèn)題，我國(guó)部分地區(qū)處于干旱、半干旱狀態(tài)，且山地、丘陵地形較多，可用水資源短缺，且開(kāi)發(fā)利用難度較大。受地貌、地質(zhì)條件以及地形等因素的影響和限制，水利化程度較低，山地、丘陵地區(qū)的耕地主要依靠天然降水的方式進(jìn)行灌溉，季節(jié)性、區(qū)域性等多種因素制約著該部分地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)綜合實(shí)力的提升。雨水合理利用成為緩解水資源短缺問(wèn)題的重要舉措。據(jù)國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究人員研究發(fā)現(xiàn)，有效降水量在250毫米以上的地區(qū)均可進(jìn)行雨水資源的開(kāi)發(fā)和利用。因此，對(duì)這部分地區(qū)雨水資源進(jìn)行充分利用，不僅能有效解決農(nóng)業(yè)灌溉用水問(wèn)題，還能有效緩解水資源短缺問(wèn)題。

（二）減輕干旱造成的損失

對(duì)雨水進(jìn)行收集、開(kāi)發(fā)和利用，能夠減輕干旱問(wèn)題對(duì)農(nóng)業(yè)造成的損失。開(kāi)發(fā)利用降水資源，做到長(zhǎng)蓄短用、秋蓄春用，將以往被動(dòng)接受干旱變?yōu)橹鲃?dòng)抗旱，不僅能有效解決生活用水困難問(wèn)題，還能因地制宜進(jìn)行合理灌溉，提高該區(qū)域的作物產(chǎn)量，減輕因干旱問(wèn)題對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成的大量損失，提高農(nóng)民收入。

（三）遏制水土流失生態(tài)環(huán)境惡化問(wèn)題

就目前來(lái)看，我國(guó)的水土流失、生態(tài)惡化問(wèn)題仍比較嚴(yán)重，我國(guó)的水土流失面積和因水土流失而造成的土壤肥力下降問(wèn)題仍不容樂(lè)觀(guān)。由于我國(guó)地質(zhì)因素以及地形地貌、氣候特點(diǎn)的不同，造成降水分布的不平衡，往往降水強(qiáng)度大、歷時(shí)短等，造成地表徑流大、水土流失嚴(yán)重等問(wèn)題，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重的破壞。建設(shè)集雨灌溉工程能夠通過(guò)池、窖等將降水進(jìn)行就地?cái)r蓄，實(shí)現(xiàn)大水不出溝、小水不出地的目的，從很大程度上減輕水土流失、生態(tài)破壞問(wèn)題，促進(jìn)該區(qū)域生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)[1]。

二、集雨灌溉工程的設(shè)計(jì)建設(shè)

（一）集雨灌溉工程的組成及設(shè)計(jì)遵循的原則

集雨工程是一套對(duì)自然降水進(jìn)行收集、蓄積，為人們提供生活用水或是農(nóng)田灌溉用水的系統(tǒng)，其組成一般有集雨系統(tǒng)、蓄水系統(tǒng)、輸水系統(tǒng)以及用水系統(tǒng)組成。

集雨灌溉工程設(shè)計(jì)是需遵循因地制宜的原則，就地取材，提高蓄積效率，最大程度的降低工程建設(shè)成本。在集雨系統(tǒng)的選擇上，一般選擇有自然坡面的地方，有條件的地方還可選擇在靠近引水渠、道路邊坡、溪溝等方便徑流天然引蓄的場(chǎng)所，若無(wú)天然引蓄徑流，則需修建專(zhuān)門(mén)引洪溝進(jìn)行引水，開(kāi)辟新集流場(chǎng)。人工集流場(chǎng)主要有石塊襯砌、塑料薄膜、原土碾壓等幾種方式，以最大限度的對(duì)自然坡面的徑流進(jìn)行攔截，滿(mǎn)足人們生活用水和灌溉用水需要。

（二）來(lái)水量、用水量、蓄水量的計(jì)算和設(shè)計(jì)

1、來(lái)水量計(jì)算設(shè)計(jì)

集雨灌溉工程的水源來(lái)源主要是降水，由于我國(guó)地質(zhì)因素以及氣候特點(diǎn)的不同，造成降水分布的不平衡，雨季歷時(shí)短、降水強(qiáng)度大，暴雨使得地表徑流量增加，因此在進(jìn)行來(lái)水量設(shè)計(jì)時(shí)，通常采用最大徑流量來(lái)進(jìn)行計(jì)算，以滿(mǎn)足工程需求。在進(jìn)行計(jì)算時(shí)，先統(tǒng)計(jì)分析該區(qū)域的最大徑流量均值、變差系數(shù)，并根據(jù)洪水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和流域地質(zhì)條件、地形地貌特征等確定徑流模數(shù)、模比系數(shù)等，然后結(jié)合暴雨折減系數(shù)確定來(lái)水量[2]。

2、用水量計(jì)算設(shè)計(jì)

用水量包括生活用水量和灌溉用水量，生活用水量根據(jù)該區(qū)域的生活用水使用情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算，灌溉用水量的計(jì)算主要是由種植作物（一季蔬菜、玉米、小麥、果樹(shù)、水稻等）以及灌溉方式等因素來(lái)決定的，包括種植作物的灌溉次數(shù)、灌溉定額、灌溉面積等，根據(jù)該區(qū)域不同作物的灌溉次數(shù)、灌溉定額以及灌溉方式等實(shí)際情況，對(duì)用水量進(jìn)行計(jì)算。

3、蓄水量計(jì)算設(shè)計(jì)

對(duì)蓄水量進(jìn)行計(jì)算主要分為分為灌溉面積確定時(shí)和灌溉面積不確定時(shí)。當(dāng)灌溉面積確定時(shí)，需水量為灌水次數(shù)、灌水定額與灌溉面積、噴灑水利用系數(shù)比值的乘積；當(dāng)灌溉面積不確定時(shí)，蓄水量為流域面積、徑流模數(shù)暴雨折減系數(shù)、模比系數(shù)之間的乘積。

（一）蓄水池、塘壩以及旱井群、水窖群設(shè)計(jì)建設(shè)

首先是蓄水池、塘壩的建設(shè)。由于雨季具有歷時(shí)短，降水強(qiáng)度大的特點(diǎn)，因此溝口附近地表徑流過(guò)大造成的洪水問(wèn)題時(shí)有發(fā)生。因此，需進(jìn)行蓄水池、塘壩的合理建設(shè)。在進(jìn)行蓄水池、塘壩選址時(shí)，應(yīng)該遵循離壩、村落較近的原則，以方便對(duì)蓄水池、塘壩進(jìn)行管理。在溝口處于水流垂直方向進(jìn)行截流、沉沙，將引洪渠中的水通過(guò)沉砂池沉降后儲(chǔ)存在蓄水池、塘壩中。蓄水池深一般不能超過(guò)四米，并進(jìn)行底板防滲處理；塘壩是利用原有的洼地和溝頭改造而成的，且塘壩的塘底也應(yīng)進(jìn)行防滲處理。其次是旱井群、水窖群的建設(shè)。旱井群、水窖群的選址一般是坡面水積聚地或洪水經(jīng)常出現(xiàn)地區(qū)。旱井群由四個(gè)以上的旱井組成，并且各旱井之間平行等高布置；水窖群由兩個(gè)或兩個(gè)以上的水窖組成，通常建在溝道的兩岸，洞深不超過(guò)十五米，洞高三米左右[3]。

結(jié)語(yǔ)：

在干旱半干旱地區(qū)，水資源匱乏。將降雨收集并進(jìn)行利用，能夠緩解土壤含水量虧缺問(wèn)題，提高補(bǔ)灌效率。將收集的雨水利用在農(nóng)作物補(bǔ)充灌溉當(dāng)中能夠大大提高作物產(chǎn)量。大量實(shí)踐表明，集雨灌溉工程的設(shè)計(jì)建設(shè)打破了以往降水時(shí)間不連續(xù)的問(wèn)題，將降水轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定、連續(xù)的降水水源，促進(jìn)了水資源與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)之間的協(xié)調(diào)和發(fā)展，優(yōu)化了資源配置，大大加快了生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展進(jìn)程，促進(jìn)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，實(shí)現(xiàn)了生態(tài)恢復(fù)和農(nóng)業(yè)穩(wěn)定健康發(fā)展的有效統(tǒng)一。

參考文獻(xiàn)：

[1]郝鵬鴻.創(chuàng)新思維推進(jìn)雨水集蓄利用興水調(diào)產(chǎn)夯實(shí)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)根基[J].山西水利，2010，03：40-41.

[2]林憶南，金曉斌，郭貝貝，楊緒紅，周寅康.隴東臺(tái)塬區(qū)雙壟全膜集雨溝播土地整治模式研究[J].中國(guó)土地科學(xué)，2014，12：56-62+97.

[3]趙文舉，李宗禮，范嚴(yán)偉，孫偉.干旱半干旱地區(qū)集雨利用模式及可持續(xù)發(fā)展對(duì)策[J].農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究，2011，05：623-626.