雨水资源化利用概述

雨水资源化利用概述

摘要水是人类生存与发展必须的物质基础,针对我国水资源紧缺的现状,近几年来人们对雨水资源的开发利用产生了极大的兴趣并取得了良好的效果。本文在对雨水资源化利用的概念与内涵进行阐述的基础上,结合古今中外在雨水集蓄利用的状况,总结了在雨水资源化利用的过程中的一些工程技术手段。最后,对我国目前的一些典型的示范工程进行了总结与简单的介绍。

关键词雨水利用;工程技术;示范工程

我国水资源人均亩均占有量少,并且时空分布极不均匀。作为一个水资源短缺的国家,实践证明,通过水窖等各种工程手段进行的小规模的雨水蓄积,将雨水资源化对解决我国缺水问题具有举足轻重的作用。

1 概念与内涵

所有形式的水资源(包括河川径流、地下水等),从根本上来说都来自雨水,因而雨水利用不仅仅是指雨水集流的家庭利用和雨养农业利用,而且还包括人工增雨、水土保持、水源地涵养、城市防洪和生态环境的改善等水资源利用的各个方面。

2 利用状况

在同干旱气候长期的斗争中,希腊人、阿拉伯人、以色列人积累了收集利用雨水的丰富经验[1]。在我国,早在2700年前春秋时期,黄土高原地区己有引洪漫地技术[2]。我国在20世纪50年代开始利用窖水点浇玉米、蔬菜等,突破了原来只用窖水作为生活饮用水的传统。80年代后期,2001 年水利部颁发了《雨水集蓄利用工程技术规范》,标志我国在雨水蓄积利用这项技术上取得了初步成熟[7]。

3 技术手段

3.1 汇集技术

雨水汇集是指利用天然或人工修筑的汇流面,汇集雨水形成的地表径流以备高效利用。

屋顶庭院雨水汇集主要解决部分缺水地区人蓄饮水问题。路面集水则主要用于灌溉[4]。此外,城市路面及建筑物也被作为集流面,收集雨水用于城市环境及地下水补灌的研究也正在展开[1]。

3.2 蓄存技术

3.2.1 雨水蓄存

雨水蓄存是雨水集蓄利用系统的中间环节,是指将汇流面汇集的雨水通过导流渠(管)引入蓄水设施贮存,等到需水时再从蓄水设施取水的过程。我国北方干旱半干旱地区使用较多的蓄水设施有水窖、塘坝、涝池等。水窖建筑容易,使用方便,蓄存的水质基本不受污染,渗漏蒸发少,目前较多采用。另外,蓄水池、瓷缸、水泥罐等也普遍使用。

3.2.2 水质保障

降落于地表的雨滴本身带有空气中的一些尘埃及大气污染物,再加上一般地区集流面没有适当的卫生防护设施,使得汇集于蓄水设施中的雨水水质较差。据对甘肃中部干旱半干旱地区6个县的水窖水质调查分析,发现水质均达不到我国通用的(GB5749-85) 生活饮用水卫生标准[5],因而应加强这方面的工作。饮用水水质的主要保护措施有:降雨前清扫集流面,设置沉沙池、滤网,蓄水窖加盖,定期清洗水窖等。在采取保护措施的同时,应对蓄存的雨水净化。

3.3 利用技术

雨水汇集蓄存,其目的是为了利用,而充分高效、经济合理地利用雨水是保证整个雨水集蓄利用技术体系取得最大效益的关键一环。

3.3.1 人蓄饮用

利用庭院屋顶收集雨水解决干旱半干旱山区、淡水缺乏地区的人蓄饮水问题是提高这些地区人们生活质量的关键步骤。如浙江省余姚市由于地表河道蓄水量少,地下水水质差且污染严重,井水咸、涩、臭,所以这里居民家家都建有雨水集流设施[3]。

3.3.2 农业灌溉

水是农业生产的命脉,在干旱半干旱地区,降雨量少且分布不均匀及降雨期与作物生长需水关键期错位,作物产量长期低而不稳。从时空上调节雨水分配,使水分供给与作物需水期相吻合,这就是集雨农业的出发点。此外,集雨农业中的补灌必须用节水灌溉方式(微喷灌、滴灌、渗灌、点浇、穴灌等)并与农业节水措施(覆盖、松耕等)相结合,有条件的地方应使用设施农业。

3.3.3 补充地下水

通过雨水贮留渗透计划,有效地补充涵养地下水,复活泉水,恢复河川基流,改善生态环境。将城市建筑物及平原地区的雨水直接拦蓄入渗或通过一定的渗漏过滤装置,回灌地下水,可补充地下水量兼有防洪作用[7]。

4 示范工程

就目前雨水利用主要集中在我国干旱半干旱的广大农村地区,查阅相关资料,对目前所存在的典型的示范工程进行简单的介绍。

4.1 甘肃“121雨水集流工程”

针对1995年甘肃遇到特大干旱,中共甘肃省委、省政府动员社会力量,实施“121”雨水集流工程:即计划要在1995~1996两年间,一次性重点解决25万户、120万人的饮水困难。实现每户砌100m2左右的水泥面集流场地,挖2口水窖、发展1处庭院经济,故名“121”。

4.2 宁夏“窑窖集雨补充灌溉技术”

根据宁夏南部山区降水特点,利用集水场和储水窑窖所构成的雨水收集系统蓄存暴雨或地表径流,将无效降雨变为灌溉水源,再采用田间节水灌溉技术,可以实现改变小环境、减缓旱情的目的。

4.3 内蒙古“112集雨节水灌溉工程”

根据内蒙古自治区党委和政府“充分利用地表水、合理利用地下水、拦蓄天上水”的精神,1995年自治区水利厅确定准格尔旗和清水河县为集雨节水灌溉工程试验示范旗(县),启动实施了“112集雨灌溉工程”,即一户人家建一处能够集蓄40m3左右雨水的旱井或水窖,采用坐水点种和微灌等先进节水技术,发展2亩抗旱保收田。

4.4 其它工程

其它的地区也有许多雨水利用的工程,包括在南方的一些水资源相对于来说比较丰富的地区,如四川的“川北微水工程”、广西的“水柜扶贫工程”、贵州的“渴望工程”、云南的“滇润工程”等等。

参考文献

[1]Shizuo, shindo.Rainfall harvesting in V olcanic Islands of Japan——Case studies of the Izu Islands.Proceeding of International Symposium&2nd Chinese National Conference on Rainwater Utilization,1998:131- 133.

[2]黄乾,赵蛟,谭媛媛,张立国,等.北方农业雨水利用实践与发展前景展望[J].节水灌溉,2006(4):22-25.

[3]奕永庆.雨水利用的历史现状和前景[J].中国农村水利水电,2004(9):48-50.