王恒松，張芳美 ，張育林

(1.貴州師范大學喀斯特研究院/國家石漠化防治工程技術(shù)研究中心，貴陽 550001；2.貴州師范大學外國語學院，貴陽 550025；3.貴州師范大學地理與環(huán)境科學學院，貴陽 550025)

0 引 言

水是一種寶貴的資源，由于環(huán)境的惡化和人類對自然界的污染，清潔的水源越來越少，全球普遍存在缺水的現(xiàn)象，我國更是一個水資源嚴重短缺的國家，人均水資源量僅為世界人均占有量的1/4。我國缺水地區(qū)主要集中在西部的干旱和半干旱地區(qū)，包括內(nèi)蒙古高原、黃土高原、四川盆地西緣到云貴高原以西的地區(qū)。主要涉及13個省(市、自治區(qū))，742個縣(市)，面積約200 萬km2，人口2.6億[1]。水資源貧乏，區(qū)域性、季節(jié)性干旱缺水嚴重。貴州是季節(jié)性工程性干旱缺水最嚴重的省份之一，由于喀斯特分布面積廣，占全省總面積的73.8%[2]。貴州雖多年水資源總量1 475 億m3，居全國第9位[3]，但是因為喀斯特地質(zhì)地貌復雜，山高坡陡，河谷深切，水低土高，表層土壤薄瘠，巖土界面缺失，碳酸鹽巖節(jié)理裂隙豐富，喀斯特滲漏使地表保持水土性能差，偶遇暴雨即造成嚴重的水土流失，加上旱季高溫干燥，相對濕度小，蒸發(fā)力強，使雨水保持與利用十分困難，而地下水埋藏深，開采利用困難，成本高。由于山區(qū)農(nóng)民居住分散，不具備修建骨干水利工程條件，雨水資源開發(fā)利用程度低，山區(qū)農(nóng)村水資源供給短缺，區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展面臨的最大問題是干旱威脅。貴州喀斯特山區(qū)盡管年降雨量雖多，但在年內(nèi)的分布極不均勻，季節(jié)性干旱缺水問題非常突出。我國的許多干旱缺水地區(qū)其干旱程度并不亞于以色列，但是雨水利用率不到1%。雨水作為一種潔凈資源，長期被人們所忽略，如何對其進行科學有效地集蓄并加以利用顯得格外有意義。

干旱缺水是制約貴州喀斯特區(qū)社會經(jīng)濟發(fā)展的瓶頸，要改善當?shù)丨h(huán)境，首先要解決用水問題。把水土資源的合理開發(fā)和有效利用擺在更加突出的位置，緊緊抓住水資源短缺和生態(tài)環(huán)境脆弱的主要矛盾，實施水資源的合理開發(fā)、科學配置、高效利用和對生態(tài)環(huán)境的有效保護?？λ固厣絽^(qū)研發(fā)集蓄雨水技術(shù)是采取工程措施集蓄雨水，具有較高的集流效率和對天然降雨調(diào)節(jié)利用的能力。這種對雨水在一定程度上的調(diào)節(jié)控制，可以大大提高對雨水資源的利用效率和效益?？λ固赜晁罾霉こ瘫徽J為是人類對雨水資源利用的更高發(fā)展階段，其重點在于首先解決農(nóng)村人、畜飲用水源，發(fā)展適宜的集雨面和蓄水池；其次發(fā)展小規(guī)模灌溉，在家庭集水設(shè)施附近發(fā)展小面積的以蔬菜、水果等經(jīng)濟作物；第三是集蓄雨水、攔截徑流，并儲存于土壤中支持作物生產(chǎn)以及林草種植。雨水集蓄利用工程是雨水利用的一種特殊形式，它是采取人工措施高效收集雨水，加以蓄存和調(diào)節(jié)利用的微型水利工程[4]。也是實現(xiàn)喀斯特雨水資源有效利用的最佳途徑，它不僅能夠解決農(nóng)民群眾的生產(chǎn)、生活用水，還能改善周圍生態(tài)環(huán)境和促進區(qū)域農(nóng)村經(jīng)濟的快速發(fā)展。研究和開發(fā)適合于廣大農(nóng)村的、廉價而有效的集雨水質(zhì)處理技術(shù)已成為亟需。

1 喀斯特山區(qū)水資源利用現(xiàn)狀

貴州雨水資源十分豐富，年均降雨量達900～1 200 mm，但降雨時空分布不均，5-10月降雨量占全年的75%以上。在特殊的喀斯特地表-地下二元結(jié)構(gòu)條件下，降雨往往以地表徑流的形式從節(jié)理裂隙、豎井、落水洞等處漏失到地下形成地下暗河，強烈的巖溶發(fā)育，使地下水埋藏很深，形成土高水低的局面，水資源開發(fā)成本高，致使現(xiàn)在水資源利用水平低下。當下貴州廣大山區(qū)農(nóng)村普遍存在人畜飲水困難，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水、生態(tài)需水困擾山區(qū)人民，因而雨水資源的集蓄利用成為解決貴州山區(qū)農(nóng)村人畜飲水和山地農(nóng)業(yè)干旱缺水問題的重要途徑之一。

20世紀80年代以來，貴州省花巨資修建雨水集蓄利用“三小”工程，解決了幾百萬人畜飲水困難和數(shù)萬公頃耕地的補灌問題，但全省農(nóng)村仍有1 151多萬人的飲水困難和雨水安全問題，以及84.4 萬hm2坡耕地是“望天地”沒有灌溉設(shè)施[5]。已經(jīng)建成的雨水工程中80%是吊桶和人工挑水澆灌，工作效率低，還有1/3的工程漏水和集雨溝渠布置不當而影響正常使用。

2 移動式高效集雨水技術(shù)研發(fā)

喀斯特地區(qū)碳酸鹽巖節(jié)理裂隙豐富，喀斯特滲漏使地表持水能力低，工程性季節(jié)性缺水嚴重，在雨季進行科學有效地收集雨水資源的技術(shù)研發(fā)是亟待解決的問題。一般利用荒山荒坡，少量坡耕地和農(nóng)戶的屋頂、場院、道路建立集水場地，或采用鋼筋混凝土蓄水池將雨水儲存起來，但其施工工藝復雜，工序多(支模、綁鋼筋、澆筑、養(yǎng)護等)，施工工期長，施工受季節(jié)、天氣的影響較大，建造成本高，而且由于雨水蒸發(fā)快，使得蓄積的雨水減少，未能有效地達到集雨的目的。以往的集雨工程在雨水收集過程中，流經(jīng)集流面時攜帶泥砂雜物而受到污染，使蓄水工程中的水質(zhì)不能滿足人飲要求?；诖耍覀冄邪l(fā)了一種可移動式高效集蓄雨水及潔凈技術(shù)與裝置(圖1)，其成本較低、雨水蒸發(fā)速率低、集雨效果好、使用方便。本裝置根據(jù)群眾需要在屋頂或高處安放集雨裝置，將雨水集蓄、過濾、消毒處理待用，建立“水銀行”儲存雨水，在干旱缺水時方便利用；然后對坡耕地進行補灌、微灌、坐水種等節(jié)水高效農(nóng)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)，以及生態(tài)效益監(jiān)測和經(jīng)濟效益評價。重點突破耕地節(jié)水關(guān)鍵技術(shù)，提高坡耕地降水資源的利用率。針對水土資源時空分布不均問題，在田間地角的高處安放集雨裝置，盡可能多的把雨水儲存起來，當作物在發(fā)育生長期需水時能提供補灌。在示范過程中，采集水樣帶回實驗室進行理化測試分析，對示范區(qū)生態(tài)經(jīng)濟社會效益進行調(diào)查分析與評價。從而克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，形成喀斯特地區(qū)另一種高效節(jié)水途徑。

圖1 移動式高效集蓄雨水潔凈技術(shù)與裝置Fig.1 Mobile and high efficiency rainwater collection and storage cleaning technology and device

該裝置是由桶體、集雨扇、過濾層和桶蓋幾部分構(gòu)成，集雨扇插在桶體上集結(jié)雨水，桶蓋覆蓋在桶體上，在桶體的內(nèi)壁設(shè)有刻度尺；桶蓋的中間設(shè)置有集水孔，在桶內(nèi)上部1/4處安裝過濾消毒層，桶體上端設(shè)置一個溢水口，在桶底部安裝出水閥門，集雨扇將雨水流到桶蓋中部的集水孔，桶蓋邊緣四周向集水孔傾斜(圖1)。

該裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、經(jīng)久耐用、成本低、高效蓄水、雨水蒸發(fā)速率低、集雨效果好并能凈化雨水等特點，可有效集接天然雨水并起到凈化的作用，對于緩解喀斯特地區(qū)缺水的問題和提供直接可用的生活用水、改善民生具有重要的現(xiàn)實意義。

本裝置的雨水集蓄系統(tǒng)是由集雨系統(tǒng)、凈化系統(tǒng)、蓄水系統(tǒng)及供水利用系統(tǒng)4部分組成。如圖2。

圖2 雨水集蓄系統(tǒng)Fig.2 Rainwater collection system

2.1 雨水收集系統(tǒng)

集雨面采用塑料材質(zhì)(或不銹鋼材質(zhì))四周高中間略低向集雨桶內(nèi)傾斜面，斜度約為2%，便于雨水聚集，其面積的大小取決于降水量與蓄水量的大小。本裝置的集雨面為圓形，面積為3.14 m2，無論大雨小雨均能收集，集流效率很高，一年可以收集3 000 L左右的雨水。在喀斯特山區(qū)農(nóng)戶居住一般比較分散，用于解決人畜飲水的集流面比較適合。也可用于發(fā)展高效節(jié)水灌溉對作物進行補灌，放置于田間地頭上部，用水十分方便。

2.2 雨水凈化系統(tǒng)

以往雨水在收集過程中，流經(jīng)集流面時攜帶泥砂雜物而受到污染，往往使蓄水工程中的水質(zhì)不能滿足人飲要求。本裝置的凈化系統(tǒng)由桶體上部的七層過濾層組成，所收集的雨水經(jīng)過多層過濾與消毒，出來的水潔凈度好，可以作為生活飲用水使用；如放置在耕地上部作為農(nóng)業(yè)用水，所收集的雨水作為灌溉用水，可以不用過濾消毒層，成本會更低。通過本裝置凈化的雨水基本達到《生活飲用水衛(wèi)生標準》(GB749-85)的要求。

2.3 雨水貯蓄系統(tǒng)

人工建造貯水設(shè)施，常用的有塑料桶、水罐與水窖、水窯、水池配套。PVC桶集雨簡單，根據(jù)需要靈活放置，以集雨面積設(shè)計桶的容積。貯水設(shè)施的大小可根據(jù)用途及地形進行確定，一般用于人畜飲水的單個貯水設(shè)施容積在3～10 m3，太大了不利于搬運，本裝置設(shè)計容積為3 m3(3 000 L)。用于發(fā)展集雨節(jié)灌或集雨補灌工程的貯水設(shè)施，其容積為50～100 m3。蓄水工程的作用是通過蓄存雨水，解決作物用水供需錯位的矛盾，做到夏秋雨冬春用，蓄余補欠。

2.4 雨水輸送系統(tǒng)

將收集儲存的雨水通過桶底部的管道輸送到用戶端，根據(jù)需要供水系統(tǒng)分為生活供水和生產(chǎn)供水兩類。生活供水是由高處流向低處有一定的壓力而形成自流水，農(nóng)戶使用十分方便。生產(chǎn)供水采用滴灌、微噴灌、滲灌、點澆和坐水種等節(jié)水灌溉方式。把存貯的雨水用在作物最需要水分補充的時期?；饨邓c作物需水在時間上的供需錯位矛盾，使作物生育期處在相對良好的供水環(huán)境中。直接收集利用天然降水，是基于有限水資源時段內(nèi)的再分配、調(diào)控使用，既有效解決干旱山區(qū)人畜飲水問題，又消除旱作農(nóng)業(yè)的水分脅迫問題，具有有限降水利用和穩(wěn)定增產(chǎn)的高效性，特別適合干旱山區(qū)，因而可認定是旱農(nóng)區(qū)發(fā)展的根本途徑。近十幾年來，實施“退耕還林還草”工程，發(fā)展植被建設(shè)，保護和改善生態(tài)環(huán)境，因而對生態(tài)用水要求越來越高，雨水集蓄利用是解決生態(tài)用水，發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)最有效的方法和途徑[6]。

3 雨水集蓄利用技術(shù)示范

3.1 示范區(qū)概況

研究區(qū)位于貴州省烏江上游段六沖河流域，畢節(jié)市西部的撒拉溪鎮(zhèn)和野角鄉(xiāng)境內(nèi)，地貌屬喀斯特高原山區(qū)，類型多樣，地形破碎，耕地多分布于坡面上、臺地和山間谷地，常形成環(huán)山梯土和溝谷壩地；旱土耕層淺薄、肥力較低。區(qū)內(nèi)有明暗交替的河流，漏斗、盲谷、落水洞、天窗、溶蝕洼地和盆地發(fā)育；氣候?qū)賮啛釒Ъ撅L性濕潤氣候，夏季溫涼濕潤多雨，冬春干旱少雨，年均溫12 ℃；無霜期245 d，年平均日照時數(shù)為1 360 h；降雨量豐富，多年平均降水量984.4 mm，5-9月降雨占75%。水資源以地下水為主，喀斯特地下水埋藏較深，地下水季節(jié)變化大，雨季水量豐富，可形成洪澇，旱季則較多巖溶泉干涸。

示范區(qū)總?cè)丝?0 215 人，其中飲水困難或缺水人口10 916 人，占總?cè)丝诘?4%。示范區(qū)表層喀斯特水較多，主要以巖溶泉方式出露。據(jù)調(diào)查統(tǒng)計大小泉點有120余處，全年流量81.57 萬m3，月均流量0.5 L/s以上的泉點14處。83%的家庭以巖溶泉水作為生活用水的主要水源，17%的農(nóng)戶靠屋面集雨工程來解決生活用水。每年的11月至次年的4月為干旱缺水期，當?shù)厝彼畱舳ㄆ诘?～4 km以外的水源點取水或供水站買水，一次花2 h左右。由于居民點居住分散，示范區(qū)內(nèi)無自來水管網(wǎng)，泉水在旱季難以滿足群眾用水需求，群眾遠距離取來的水水質(zhì)不符合國家規(guī)定的《生活飲用水水質(zhì)標準》。

喀斯特區(qū)為季節(jié)性缺水山區(qū)，地面和地下水資源少，雨水集蓄利用成為該山區(qū)農(nóng)村發(fā)展不可缺少的水資源開發(fā)形式。其耕地面積中，80%以上是靠天吃飯的“望天地” ，降雨時間與種植玉米的生長發(fā)育期嚴重錯位，玉米平均產(chǎn)量2 250 kg/hm2左右，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平低，種植與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)單一，農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展非常滯后。從全球看，則有81%的土地是雨養(yǎng)農(nóng)田[7]。

3.2 集雨標準與技術(shù)

由于喀斯特石漠化地區(qū)地形條件比較復雜，農(nóng)田水利工程發(fā)展受到限制，致使石漠化區(qū)大旱3、5、9年，小旱年年有，嚴重威脅農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。畢節(jié)撒拉溪韓家沖、下小寨、沖鋒村等鄉(xiāng)村遠離河道，地下水埋藏深，表層潛水量甚寡，造成人畜飲水困難。干旱缺水使得該區(qū)生態(tài)環(huán)境脆弱，貧困面廣，受生存的挑戰(zhàn)。畢節(jié)降水集中且多暴雨，水土流失強烈，土質(zhì)差蓄水保水能力低。雨季供水與作物生長發(fā)育需水期嚴重錯位，阻礙了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的進一步發(fā)展。分析可知該地區(qū)水資源主要是天然降雨，在該區(qū)開展雨水集蓄利用技術(shù)，其集蓄雨水的主要目的先解決人、牲畜飲用水，再發(fā)展小規(guī)模灌溉。集雨蓄水及小規(guī)模灌溉的技術(shù)路線是首先調(diào)查用戶人數(shù)及旱季需水量，確定集雨蓄水的用水量標準，然后計算出集流面積與蓄水裝置，再建立地面和地下蓄水設(shè)施。

根據(jù)世界衛(wèi)生組織(WHO)提出的標準，貴州屬于亞熱帶地區(qū)，人均日飲用水耗水量為30～40 L，據(jù)此設(shè)計本區(qū)人畜飲用需水量、不同時期的需要量，制定蓄水設(shè)施的標準，如表1。

表1 喀斯特山區(qū)日均人畜飲水消耗量 L/d

試驗區(qū)年平均降雨量1 000 mm，集雨面的面積為3.14 m2，由于集雨材料為聚丙乙烯即使降小雨也能收集到雨水，降水量基本沒有損失，由此可計算出單個裝置集雨面一年可收集的水量為3.14 m3。假定人均日消耗水量20 L，單個集雨裝置可供水4口人家庭40 d，當?shù)刈钊彼臅r間是12月至次年3月，計4個月共120 d，共計需水9 600 L(9.6 t)，安放3個這樣的裝置可以夠120 d用水，基本可以解決他們的飲水問題。

3.3 雨水監(jiān)測

為保證飲用雨水人群的身體健康，水質(zhì)是一個普遍關(guān)心的問題。一般來說，雨水本身是純凈的，但在通過大氣層以及在集雨過程中會受到一定污染。在畢節(jié)示范區(qū)安裝的集雨水裝置，我們分別在集水后的第1個月、第3個月和第6個月從集雨桶里采取雨水樣品，及時送到檢測中心進行測試，通過測試集雨桶里的水質(zhì)主要指標基本上能夠滿足飲用水的要求(表2)。從而使當?shù)鼐用駥⑹占降挠晁糜陲嬘煤妥鲲垼呀?jīng)被認為是一種安全便捷的水源，水質(zhì)檢驗表明這種水儲存3～6個月后仍然能免受細菌污染，是解決家庭各種生活用水的備選方案。

表2 沖鋒村集雨裝置水化驗結(jié)果Tab.2 Hydraulic test results of rainfall collection device in Chongfeng Village

4 雨水集蓄技術(shù)的效益分析

雨水集蓄利用技術(shù)措施解決了喀斯特山區(qū)人畜飲水的困難，改變了過去只靠擴大種植面積來提高總量產(chǎn)量的模式，避免“越窮越墾、越墾越窮”的惡性循環(huán)的局面，并及時地運用了節(jié)水灌溉等先進技術(shù)種植高效經(jīng)濟作物代替單一的糧食作物，在增加群眾收入的同時改善了生態(tài)環(huán)境[8]。

雨水利用要以“雨水是資源，利用與改善生態(tài)環(huán)境相結(jié)合”為指導思想。使用“夏雨冬用”的雨水利用方案，利用特制的蓄水裝置蓄積豐雨期的雨水，然后在枯雨期使用蓄積的雨水，這樣不僅節(jié)省了水資源，有利于改善生態(tài)環(huán)境[9]。

4.1 經(jīng)濟效益

本項目在畢節(jié)撒拉溪鎮(zhèn)的沖鋒村等鄉(xiāng)村選擇300戶家庭約1 200 人，坡耕地進行補灌示范面積6 hm2進行示范。當?shù)亟涤昙性?-10月份，11月-次年4月份為缺水期，最為缺水是12月至次年的3月份，在干旱缺水的季節(jié)生活用水需到3 km以外的水源區(qū)去買水來用，水價為0.2 元/L，4口人的家庭，每日80 L水(按《貴州省渴望工程規(guī)劃報告》確定每人每日20 L水)，每日需16 元，每年6個月的旱季為買水的花費達2 880 元。一個家庭一個婦女每日需要從家到水源地或賣水點往返兩趟去背水，她得花4 h或半天時間。如果這半天時間用來做其他事情能獲得的最少勞動收入30～40 元，半年收入5 400～6 800 元，那么一個家庭為生活用水所花的最低成本為2 880+5 400=8 280 元。如果修建一個8 m3的雨水池工程總價約5 000 元，后期維修還要一筆錢，如果質(zhì)量不過關(guān)還達不到蓄水的目的，而且水質(zhì)不達標，用水不方便，需要人工提水。而高效集蓄雨水裝置只需2 000 元，但可以使用10年以上，而且集蓄的雨水是經(jīng)過濾消毒了的，水質(zhì)達到國家人畜飲水標準，因集蓄雨水裝置在高處為自流水，居民用水方便。該裝置投資少見效快，一年就可收回成本，是喀斯特缺水地區(qū)良好的取水裝置。同時還可在庭院周圍種植蔬菜、水果，增加經(jīng)濟收入。該裝置可每年為每戶節(jié)約8 280 元，每公頃耕地補灌可多收入6 000 元，1年可為當?shù)貛?52 萬元的經(jīng)濟效益。飲水問題得到很好的解決，并改善了農(nóng)村衛(wèi)生條件，減少地方性疾病，提高人民群眾的健康水平。

4.2 社會效益和環(huán)境效益

雨水集蓄利用可以緩解缺水局面，水資源和環(huán)境意識的教育，使群眾增強節(jié)水、愛水、惜水和利用雨水的意識；可形成雨水集蓄產(chǎn)業(yè)鏈，帶動地方經(jīng)濟增長，同時能解決一部分勞動力的就業(yè)問題[10]。

雨水集蓄入滲農(nóng)田，有效地解決了干旱山區(qū)的農(nóng)業(yè)灌溉問題，提高了山區(qū)作物和林木成活率，促進喀斯特山區(qū)種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整，發(fā)展種養(yǎng)殖業(yè)，開展多種經(jīng)營，解決了農(nóng)民的增收問題，促進了農(nóng)村經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，促使生態(tài)環(huán)境向良性循環(huán)的方向改變。

5 討論與結(jié)論

雨水集蓄利用是付諸實踐的雨水安全利用技術(shù)中最為成熟且最具代表性的技術(shù)之一，是一種分散性解決水問題的方法，它利用當?shù)刭Y源，采用適用技術(shù)，造價較低，基本不需要運行費。雨水集蓄利用是缺水山區(qū)綜合發(fā)展的可持續(xù)方法(途徑)，它絕不是臨時抗旱的權(quán)宜之計，而是一項戰(zhàn)略性措施。但在水質(zhì)凈化處理問題以及如何提高供水保證率等方面還需作進一步深入研究[11]。

(1)可移動式高效集雨水技術(shù)利用開源節(jié)流原理把雨季豐富的雨水蓄積儲存，建立家庭和田間地頭的“水銀行”，在干旱缺水時方便利用。該建設(shè)裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、經(jīng)久耐用、成本低、高效蓄水、雨水蒸發(fā)速率低、集雨效果好并能凈化雨水等特點，可有效集接天然雨水并起到凈化的作用，從示范的情況看，每年為每戶節(jié)約8 280 元左右，其經(jīng)濟效益和環(huán)境效益顯著。

單個裝置集雨面一年可收集的水量為3.14 m3，4口之家在最缺水的12月至次年3月，共需水量9 600 L(9.6 t)，能滿足需水量的32.7%，安放3個這樣的裝置可基本解決該家庭急需的生活用水問題。即便如此，雨水集蓄利用工程所能提供的水量還是很有限的，只能有限度地滿足群眾緊迫的生活供水需求。

(2)喀斯特山區(qū)農(nóng)村雨水潔凈集蓄系統(tǒng)技術(shù)是由集雨系統(tǒng)、凈化系統(tǒng)、蓄水系統(tǒng)及供水利用系統(tǒng)四部分集于一體，收集的雨水經(jīng)過過濾、凈化、消毒及離子交換作用，保障了雨水水質(zhì)安全，克服了以往集雨工程在雨水收集過程中，流經(jīng)集流面攜帶泥砂糞便等雜物而受到污染影響水質(zhì)的問題，使得收集儲存的雨水水質(zhì)基本能夠滿足居民飲水的要求。從表2中，分析pH值、總硬度、細菌總數(shù)、溶解性總固體、化學需氧量、總大腸菌群的數(shù)據(jù)得知，從集雨水的第一個月至第六個月上述數(shù)據(jù)均在國家飲用水水質(zhì)標準之列，總大腸菌群未檢出，溶解性總固體在第六個月時稍微高一些，但也還在允許的范圍內(nèi)，這說明用該裝置收集的雨水水質(zhì)無污染問題。

(3)集雨水裝置突破了耕地節(jié)水關(guān)鍵技術(shù)，提高坡耕地降水資源的利用率。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)解決作物需水問題的方法是把雨水儲存在土壤空隙中，使降雨轉(zhuǎn)化為土壤水。而在喀斯特石漠化地區(qū)土層非常薄持水性差，且很少連片，中間出露面積大小不一的基巖，使得截留的降雨大多漏失地下而難以保存，土壤水分轉(zhuǎn)化為作物水的效率降低。喀斯特地區(qū)工程性缺水嚴重，作物需水與降雨時間上錯位，如果連續(xù)十天或半月不下雨，農(nóng)作物就會被旱死。必須依靠其他措施對降雨進行調(diào)豐補歉。雨水集蓄利用則以工程措施儲存雨水，在作物關(guān)鍵期進行補充灌溉，使作物避免受旱。實踐證明，雨水集蓄灌溉所用的水量十分少。一般作物生長期僅在關(guān)鍵需水期(包括播種期)灌水2～3次，總灌水量15～30 m3，僅為常規(guī)灌溉定額的1/10～1/8，但效果卻十分明顯[7]，每公頃耕地補灌可多收入6 000 元左右。這一現(xiàn)象被稱為超補償效應[12]，是作物經(jīng)過缺水逆境后進行補水能產(chǎn)生的。這也說明了雨水集蓄灌溉是一種特殊的灌溉方式。雨水集蓄灌溉的水量只占作物耗水量的15%～ 20%，作物耗水主要是依靠天然降雨。由此表明在工程性缺水的喀斯特石漠化地區(qū)采用雨水集蓄來解決干旱問題是可行的。西南喀斯特山區(qū)，常年干旱和季節(jié)性干旱幾乎每年出現(xiàn)，利用設(shè)施集蓄當?shù)亟涤曩Y源，在雨季把雨水儲存起來，當作物在發(fā)育生長期需水時能提供補灌，提高作物產(chǎn)量，從而克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，使群眾脫貧致富，形成喀斯特地區(qū)另一種高效節(jié)水途徑，為精準扶貧開辟一條路。

(4)集蓄雨水裝置具有投資少，見效快，受益廣，技術(shù)簡易，靈活多樣，群眾容易掌握等優(yōu)點。雨水集蓄利用是解決缺水山區(qū)飲水困難和農(nóng)業(yè)補充灌溉，實現(xiàn)喀斯特山區(qū)水資源可持續(xù)發(fā)展不可替代的選擇，是有效解決水資源短缺的重要途徑。

當前，我國農(nóng)村對集蓄雨水調(diào)控技術(shù)的研究與應用，還在不斷探索和發(fā)展，雨水收集與利用程度還很低，集雨裝置的集雨面積很小，單純依靠集雨來滿足居民的用水需求也是不現(xiàn)實的。應開展多種渠道集蓄雨水，建設(shè)海綿鄉(xiāng)村庭院，推進雨水集蓄技術(shù)、涵養(yǎng)地下水技術(shù)，改變農(nóng)村常規(guī)的房屋建設(shè)設(shè)計理念，提高鄉(xiāng)村庭院雨水儲存能力和雨水利用率。