刍议集雨灌溉工程水利设计与建设

刍议集雨灌溉工程水利设计与建设

高炳琼

高炳琼屏边县水利水电勘测设计队

摘要：随着水资源短缺问题和干旱问题的日益突出，雨水收集利用越来越成为全球关注的热点问题。全球有一半甚至一半以上地区存在水资源匮乏问题，而水资源缺乏是造成这部分地区经济和农业发展制约的重要因素，并且这部分地区地下水、地表径流及其匮缺，且开发困难。雨水收集利用的出现和运用大大改善了这部分地区的水资源短缺问题。本文对进行集雨灌溉工程水利设计的必要性、集雨灌溉工程的设计建设等问题作了详细的分析和系统的阐述。

关键词：集雨灌溉工程；水利设计；建设研究

水资源短缺已成为一个全球性问题，对于部分地表水、地下水储量减少的地区，天然降水成为这部分地区极其重要的用水资源，但由于雨水蓄积利用意识不强，造成这部分水资源在雨季被大量浪费，并且带来了较为严重的水土流失问题，使得农耕地区的土壤肥力大大降低，生态环境严重恶化。而进行雨水收集利用，不仅能使水资源得到充分利用，还且还能解决这些地区的水资源短缺问题，促进当地经济和农业的发展，而且通过对水土流失问题的控制，大大降低了生态环境恶化程度，具有重要的现实意义。

一、进行集雨灌溉工程水利设计的必要性（一）缓解水资源短缺问题建设集雨灌溉工程能够缓解水资源短缺问题，我国部分地区处于干旱、半干旱状态，且山地、丘陵地形较多，可用水资源短缺，且开发利用难度较大。受地貌、地质条件以及地形等因素的影响和限制，水利化程度较低，山地、丘陵地区的耕地主要依靠天然降水的方式进行灌溉，季节性、区域性等多种因素制约着该部分地区农业生产综合实力的提升。雨水合理利用成为缓解水资源短缺问题的重要举措。据国内外相关研究人员研究发现，有效降水量在250毫米以上的地区均可进行雨水资源的开发和利用。因此，对这部分地区雨水资源进行充分利用，不仅能有效解决农业灌溉用水问题，还能有效缓解水资源短缺问题。

（二）减轻干旱造成的损失对雨水进行收集、开发和利用，能够减轻干旱问题对农业造成的损失。

开发利用降水资源，做到长蓄短用、秋蓄春用，将以往被动接受干旱变为主动抗旱，不仅能有效解决生活用水困难问题，还能因地制宜进行合理灌溉，提高该区域的作物产量，减轻因干旱问题对农业生产造成的大量损失，提高农民收入。

（三）遏制水土流失生态环境恶化问题就目前来看，我国的水土流失、生态恶化问题仍比较严重，我国的水土流失面积和因水土流失而造成的土壤肥力下降问题仍不容乐观。由于我国地质因素以及地形地貌、气候特点的不同，造成降水分布的不平衡，往往降水强度大、历时短等，造成地表径流大、水土流失严重等问题，对生态环境造成了严重的破坏。建设集雨灌溉工程能够通过池、窖等将降水进行就地拦蓄，实现大水不出沟、小水不出地的目的，从很大程度上减轻水土流失、生态破坏问题，促进该区域生态环境的恢复[1]。

二、集雨灌溉工程的设计建设（一）集雨灌溉工程的组成及设计遵循的原则集雨工程是一套对自然降水进行收集、蓄积，为人们提供生活用水或是农田灌溉用水的系统，其组成一般有集雨系统、蓄水系统、输水系统以及用水系统组成。

集雨灌溉工程设计是需遵循因地制宜的原则，就地取材，提高蓄积效率，最大程度的降低工程建设成本。在集雨系统的选择上，一般选择有自然坡面的地方，有条件的地方还可选择在靠近引水渠、道路边坡、溪沟等方便径流天然引蓄的场所，若无天然引蓄径流，则需修建专门引洪沟进行引水，开辟新集流场。人工集流场主要有石块衬砌、塑料薄膜、原土碾压等几种方式，以最大限度的对自然坡面的径流进行拦截，满足人们生活用水和灌溉用水需要。

（二）来水量、用水量、蓄水量的计算和设计1、来水量计算设计集雨灌溉工程的水源来源主要是降水，由于我国地质因素以及气候特点的不同，造成降水分布的不平衡，雨季历时短、降水强度大，暴雨使得地表径流量增加，因此在进行来水量设计时，通常采用最大径流量来进行计算，以满足工程需求。在进行计算时，先统计分析该区域的最大径流量均值、变差系数，并根据洪水设计标准和流域地质条件、地形地貌特征等确定径流模数、模比系数等，然后结合暴雨折减系数确定来水量[2]。

2、用水量计算设计用水量包括生活用水量和灌溉用水量，生活用水量根据该区域的生活用水使用情况进行统计计算，灌溉用水量的计算主要是由种植作物（一季蔬菜、玉米、小麦、果树、水稻等）以及灌溉方式等因素来决定的，包括种植作物的灌溉次数、灌溉定额、灌溉面积等，根据该区域不同作物的灌溉次数、灌溉定额以及灌溉方式等实际情况，对用水量进行计算。

3、蓄水量计算设计对蓄水量进行计算主要分为分为灌溉面积确定时和灌溉面积不确定时。当灌溉面积确定时，需水量为灌水次数、灌水定额与灌溉面积、喷洒水利用系数比值的乘积；当灌溉面积不确定时，蓄水量为流域面积、径流模数暴雨折减系数、模比系数之间的乘积。

（一）蓄水池、塘坝以及旱井群、水窖群设计建设首先是蓄水池、塘坝的建设。由于雨季具有历时短，降水强度大的特点，因此沟口附近地表径流过大造成的洪水问题时有发生。因此，需进行蓄水池、塘坝的合理建设。在进行蓄水池、塘坝选址时，应该遵循离坝、村落较近的原则，以方便对蓄水池、塘坝进行管理。在沟口处于水流垂直方向进行截流、沉沙，将引洪渠中的水通过沉砂池沉降后储存在蓄水池、塘坝中。蓄水池深一般不能超过四米，并进行底板防渗处理；塘坝是利用原有的洼地和沟头改造而成的，且塘坝的塘底也应进行防渗处理。其次是旱井群、水窖群的建设。旱井群、水窖群的选址一般是坡面水积聚地或洪水经常出现地区。旱井群由四个以上的旱井组成，并且各旱井之间平行等高布置；水窖群由两个或两个以上的水窖组成，通常建在沟道的两岸，洞深不超过十五米，洞高三米左右[3]。

结语：在干旱半干旱地区，水资源匮乏。将降雨收集并进行利用，能够缓解土壤含水量亏缺问题，提高补灌效率。将收集的雨水利用在农作物补充灌溉当中能够大大提高作物产量。大量实践表明，集雨灌溉工程的设计建设打破了以往降水时间不连续的问题，将降水转变为稳定、连续的降水水源，促进了水资源与农业生产之间的协调和发展，优化了资源配置，大大加快了生态农业发展进程，促进了农业生产结构的调整，实现了生态恢复和农业稳定健康发展的有效统一。

参考文献：[1]郝鹏鸿.创新思维推进雨水集蓄利用兴水调产夯实现代农业根基[J].山西水利，2010，03：40-41.[2]林忆南，金晓斌，郭贝贝，杨绪红，周寅康.陇东台塬区双垄全膜集雨沟播土地整治模式研究[J].中国土地科学，2014，12：56-62+97.[3]赵文举，李宗礼，范严伟，孙伟.干旱半干旱地区集雨利用模式及可持续发展对策[J].农业现代化研究，2011，05：623-626.