何婷婷等

摘要

雨水用于農(nóng)業(yè)灌溉是目前國際上新型的農(nóng)業(yè)發(fā)展模式，也是解決農(nóng)業(yè)水資源嚴(yán)重短缺的根本出路。通過分析不同地區(qū)雨水灌溉模式的方法和特點(diǎn)以及存在的問題，歸納總結(jié)出不同條件下的雨水利用模式，旨在為今后不同地區(qū)雨水利用的深入研究提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞 雨水；灌溉；丘陵山區(qū)；平原；城市雨水

中圖分類號(hào) S275.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 0517-6611（2014）11-03343-03

Abstract Rainwater for irrigation is a new type of international agricultural development pattern， is also an essential way to solve the serious shortage of agricultural water resources. Based on the analysis of the rainwater irrigation mode method， characteristics and existing problems in different parts， the rainwater utilization patterns under different conditions were summarized， so as to provide a reference for the further study of rainwater utilization in different areas.

Key words Rainwater； Irrigation； Hilly area； Plain； Urban rainwater

目前，水資源嚴(yán)重短缺已成為制約我國農(nóng)業(yè)發(fā)展和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸，如何尋找新水源用于灌溉迫在眉睫。早在20世紀(jì)末，世界上很多國家就在嘗試將城市再生水用于農(nóng)業(yè)灌溉，并取得了一定效果，如美國和以色列目前已有60%的城市再生水用于農(nóng)業(yè)灌溉[1-3]。從20世紀(jì)初開始，世界上很多學(xué)者開始研究雨水集蓄利用[4-5]，相比于城市再生水，雨水有著不可替代的優(yōu)勢，如處理簡單、就地收集、含有營養(yǎng)成分和不易造成土壤板結(jié)與地下水污染[6-8]。目前國內(nèi)關(guān)于雨水的研究主要是城市雨水的收集利用和丘陵干旱區(qū)的雨水灌溉這兩個(gè)方面，但是近年來，由于氣候等原因，夏澇冬旱的現(xiàn)象在各地時(shí)有發(fā)生，如何更好地將汛期多余的雨水收集后用于降雨較少季節(jié)的灌溉對(duì)于緩解洪澇災(zāi)害和旱情有著非常重要的意義。該研究重點(diǎn)研究雨水在不同地區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉上的應(yīng)用，為將來更加深層次的研究提供理論依據(jù)。

1 丘陵山區(qū)雨水利用

中國約有2/3的陸地面積是山地、丘陵和高原，這些地

區(qū)以坡耕地為主，是我國主要的中低產(chǎn)田。這些地區(qū)大多干旱少雨，基礎(chǔ)配套設(shè)施較差，另外這些地區(qū)的耕地大多不連片，使得集中輸水和灌溉難以實(shí)現(xiàn)，因此這些地區(qū)大多以雨水收集和灌溉為主。如甘肅的“121”雨水集流工程，山西“123”工程，陜西“甘露工程”，寧夏“窖窯工程”和貴州的“渴望工程“都是雨水集蓄利用的重要典范[4]。目前丘陵山區(qū)的雨水利用主要是小流域的雨水利用模式，大體可以分為雨水自然利用、雨水疊加利用和雨水集蓄利用。

1.1 雨水自然利用

所謂雨水自然利用是指雨水在自然水循環(huán)過程中未受到人為干擾，自然滲入土壤而被作物吸收利用。如梯田、魚鱗坑、水平溝等就是雨水自然利用的典范。這種方式能夠依據(jù)地形就近對(duì)雨水進(jìn)行水平利用，是最簡單最有效的一種雨水利用模式，但這種模式對(duì)于地形的要求較高。

梯田、魚鱗坑和水平溝雨水利用模式如圖1～3所示。

1.2 雨水疊加利用

1.3 雨水集蓄利用

對(duì)雨水施加人為干擾，使其匯集蓄存，

在作物需水時(shí)用于灌溉的方法稱為雨水集蓄利用。這種方法改變了天然降水的時(shí)空分布，提高了可控性，從而大大地提高了降水利用率。

雨水集蓄利用主要包含3個(gè)部分，即集水工程、蓄水工程和灌溉供水工程，其中蓄水工程是整個(gè)系統(tǒng)的核心。相比于雨水直接利用和疊加利用，雨水集蓄利用對(duì)雨水的收集率和調(diào)控率高，能夠更好地提高雨水的利用效率。雨水集蓄利用工程基本組成如圖5所示。

2 地形微起伏地區(qū)和平原地區(qū)雨水利用

在地形微起伏地區(qū)和平原地區(qū)，雨水利用主要以集蓄再利用為主，收集到的雨水一部分可以利用河塘和洼地進(jìn)行雨水下滲補(bǔ)充地下水資源，另一部分可以就地蓄積起來用于作物關(guān)鍵生長期的灌溉，以彌補(bǔ)雨水在時(shí)間上的分布不均。在這些地區(qū)，可以通過改變微地形，如設(shè)計(jì)魚鱗坑和梯田達(dá)到雨水的就近利用；也可以人為改變雨水的收集面條件，如硬化地面等增加雨水的收集量，存儲(chǔ)起來供異地使用。

3 城市雨水利用

城市中不乏有大量的綠地和綠化帶，將雨水用于城市綠地灌溉不僅能緩解城市雨洪現(xiàn)象，而且對(duì)于緩解城市化進(jìn)程中對(duì)水資源的壓力有很大的作用。有試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，雨水灌溉比自來水灌溉更能促進(jìn)植物的生長和光合作用，這是因?yàn)橛晁兴臓I養(yǎng)成分更加豐富（如N和P等）。而且隨著城市化進(jìn)程的加快，綠地灌溉用水量必將越來越大，研究適宜的、多樣化的城市雨水灌溉模式是解決這一問題的根本突破口。目前，城市雨水的收集利用主要是屋面雨水的利用，但是，綠地和道路也是城市的一個(gè)重要組成，在城市建設(shè)中占有很大的比重，這一部分雨水雖然沒有屋面雨水清潔，但是因?yàn)槠涞貏莸?，收集容易，因此也成為綠地灌溉的一個(gè)重要水源。

4 雨水利用中存在的問題

雨水灌溉是解決農(nóng)業(yè)供水不足的根本出路，根據(jù)國內(nèi)外研究成果發(fā)現(xiàn)雨水灌溉雖已取得一定成果，總結(jié)出了一系列經(jīng)驗(yàn)和方法，但在實(shí)際應(yīng)用和推廣中仍存在一些問題。

4.1 雨水集蓄利用的水源保證率較低

在西北干旱區(qū)，目前的集雨普遍存在因?yàn)楣こ淘O(shè)計(jì)的不到位，致使很多工程的現(xiàn)有水量滿足只能達(dá)到30%左右，蓄水工程的容量系數(shù)也只有60%左右，根本無法滿足灌溉的需要；很多工程即使在水量上能夠滿足要求，也無法達(dá)到有效的調(diào)蓄利用，目前大多數(shù)地區(qū)只有一些基本的建設(shè)原則和方針，具體的設(shè)計(jì)和技術(shù)沒有跟上，導(dǎo)致很多地區(qū)已灌面積的灌溉保障率較低。

4.2 雨水調(diào)蓄利用和先進(jìn)的節(jié)水措施難以配套

集雨節(jié)灌綜合模式是解決干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉的根本出路。干旱地區(qū)蓄水工程保證率較低，在作物的關(guān)鍵灌水期常常不能滿足需要，因此在作物生育期采用現(xiàn)代節(jié)水灌溉技術(shù)，保證作物在關(guān)鍵生長時(shí)期對(duì)水分的需要，使有限的水資源真正用在“刀刃上”，這才能從根本上解決水土資源不匹配的問題，也是干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)今后必然的發(fā)展趨勢。

4.3 技術(shù)研發(fā)力度和政府保障措施不足

蓄水設(shè)施是整個(gè)雨水集蓄利用系統(tǒng)的核心，但是目前實(shí)際生產(chǎn)中蓄水主要是以水窖為主，而且水窖的形式比較簡單，設(shè)計(jì)和建造基本是靠經(jīng)驗(yàn)，開展不同蓄水模式下的蓄水設(shè)施結(jié)構(gòu)研究，因地制宜地制定適合不同地區(qū)不同條件的雨水集蓄利用方式才能真正發(fā)揮雨水利用的優(yōu)勢，也才能夠真正造福當(dāng)?shù)?，達(dá)到最大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。另外，政府部門應(yīng)該加大技術(shù)研發(fā)的財(cái)政支持，在各地制定相適宜的優(yōu)惠和補(bǔ)貼政策，并通過相應(yīng)的政策法規(guī)去保證政策和舉措的真正落實(shí)。

5 結(jié)論

雨水用于農(nóng)業(yè)灌溉是今后新型的農(nóng)業(yè)發(fā)展模式，也是從根本上緩解水資源緊缺的突破口。由于雨水的時(shí)間和空間差異性，雨水收集利用是全國乃

至全世界都面臨的問題。雖然

目前雨水利用尚存在很多的問題，但是隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和政策的日益完善，這項(xiàng)技術(shù)必然會(huì)越來越成熟，應(yīng)用也會(huì)越來越廣泛。

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