宋旭東
(山西省水利建筑工程局,山西 太原 030006)
山西省是位于我國北方的干旱半干旱地區(qū),水資源十分貧乏,屬資源型缺水城市。近年來,隨著社會經(jīng)濟的極速發(fā)展、人口的快速膨脹,水資源供需不平衡狀況愈加嚴重。全省水資源嚴重短缺已成為制約社會經(jīng)濟發(fā)展的重要因素。
山西省東臨華北大平原,距離海洋較遠,并且有太行山作為屏障,形成了典型的大陸型氣候特征,水汽主要來自太平洋和印度洋。全省降水量400~650 mm,多年平均降水量508.8 mm。省內(nèi)降水量的分布具有由東南向西北遞減的特點,山區(qū)大于盆地20%,年際變化較大。若能將這部分雨水蓄集并加以資源化,將會大大緩解全省水資源短缺及供需矛盾等問題。
面對山區(qū)泉水流量日趨減少的實際情況,在山區(qū)應(yīng)大力發(fā)展集雨工程,解決當?shù)厝诵箫嬘盟蜕a(chǎn)用水。同時繼續(xù)建設(shè)空心壩,加大山區(qū)地表徑流的攔截量,增加當?shù)赜旰閷Φ叵滤难a給量。利用山區(qū)雨洪進行灌溉,減少農(nóng)業(yè)灌溉對地下水的需求,并利用田間工程土壤入滲能力強的有利補源條件攔截雨水,利用當?shù)亟邓a充山區(qū)地下水。同時在山口河道中修建河道洪水滯留工程,利用山區(qū)雨水徑流補充地下水。
2.1.1 引洪漫灌
在缺水區(qū)域的山區(qū)和半山區(qū),大量作物需進行灌溉,需水量很大,在作物生長期適時引洪漫灌,能夠滿足作物在生長過程中的用水需求,具有顯著的社會效益和經(jīng)濟效益。加之洪水歷時短、來勢較猛、含沙量大、漫灌快的特點,使得漫灌后具有截斷毛管水的作用,土壤保水能力增強,同時,洪水中含有大量的作物營養(yǎng)元素可促進作物良好的生長發(fā)育。故引洪漫地渠道工程應(yīng)根據(jù)地形地貌、土壤條件及需求等選擇適宜的漫灌區(qū)域,全面統(tǒng)一規(guī)劃,統(tǒng)一修建引洪工程,達到最佳經(jīng)濟效益。
2.1.2 山區(qū)流域綜合治理
山區(qū)流域綜合治理應(yīng)在調(diào)查實際地形地貌的基礎(chǔ)上,本著因地制宜、統(tǒng)籌兼顧的原則,科學(xué)利用工程及非工程措施對整個流域建立優(yōu)化合理的防護體系和水資源利用體系。這樣既可將雨洪資源化,并加以有效利用,大力發(fā)展農(nóng)牧林業(yè)生產(chǎn),同時可改善土壤結(jié)構(gòu)、有效削減洪峰流量,在山區(qū)流域范圍內(nèi)涵養(yǎng)水源,形成天然水庫,達到良性生態(tài)水循環(huán)。
平原區(qū)地形平坦,幾乎全部為水澆地,大面積的田間灌溉工程可用來攔截雨洪,減少地表產(chǎn)流量,增大雨洪攔截率,提高雨洪利用率。
2.2.1 田間灌溉蓄水入滲
在平原區(qū),大部分為有經(jīng)濟效益的灌區(qū),應(yīng)根據(jù)所種作物的耕作制度,修筑與之相應(yīng)的特定田埂。當汛期來臨時,利用汛雨對作物進行灌溉;另一方面使蓄于田面的降水下滲,補給地下水源,高田埂蓄雨補源具有很大潛力,從而達到雙贏效果。
2.2.2 工程措施蓄水
平原區(qū)的水文地質(zhì)狀況與山區(qū)的水文地質(zhì)狀況有很大差別,在平原區(qū)可通過一些工程措施對雨洪有效利用,如利用現(xiàn)狀工程攔蓄雨洪資源;改造和興建一些小型的攔河水閘;修建適當?shù)男钏こ?,包括小型水庫、塘壩、水池等;大力開發(fā)和新建雨洪利用工程,以高效攔蓄雨洪資源,減輕河道的防洪壓力,增加地下水補給量等。
城市潛在的集流區(qū)主要為屋頂、路面、綠地等,在雨洪利用中,要兼顧3個主要集流區(qū),統(tǒng)籌安排城區(qū)雨洪利用技術(shù)措施。
2.3.1 屋頂雨水收集利用
由于建筑物屋面收集到的雨水水質(zhì)沒有受到二次污染,雨水凈流量相對較大,而且雨水的收集十分方便,是最普遍的城區(qū)收集雨水方式。城區(qū)內(nèi)建筑物均可以對雨水進行收集,經(jīng)過處理后的雨水可直接用于綠地灌溉、路面噴灑、生活雜用水等。
2.3.2 路面雨水收集利用
現(xiàn)代城市道路路面阻斷了雨水入滲的渠道,影響了城區(qū)內(nèi)本應(yīng)有的水循環(huán)系統(tǒng),當暴雨發(fā)生時會產(chǎn)生較大的徑流,易在城區(qū)內(nèi)發(fā)生水澇等自然災(zāi)害。路面雨水主要通過雨水管、雨水暗渠和雨水明渠等方式進行收集,城內(nèi)普遍具有完善的雨水排放管網(wǎng),可以將雨水收集二次利用。在中心區(qū)街道的兩側(cè)鋪裝透水人行步道,降雨產(chǎn)生的徑流在重力作用下通過透水磚下滲,回補地下水,緩解地下水由于過度開采而造成的危機。
2.3.3 綠地雨水收集利用
我國大部分城市近郊區(qū)的綠地較多,在雨水積蓄利用過程中,暫不考慮收集利用,綠地徑流雨水以入滲為主,補充地下水資源。在綠地集中地區(qū),加大向地下水源的補給份額,攔蓄有限的水資源,保證城市水循環(huán)系統(tǒng)的良性發(fā)展。
我國在雨洪利用技術(shù)研究方面尚于摸索階段,尤其是在山西這樣一個資源型缺水的城市,應(yīng)廣泛借鑒和吸取國內(nèi)外的成功經(jīng)驗,充分發(fā)揮雨洪資源的社會、經(jīng)濟、生態(tài)效益,以攔蓄和利用雨洪資源為出發(fā)點,因地制宜采取不同的雨洪利用技術(shù)措施,提高雨洪利用率,為水資源與社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展提供保障。