摘要:雨水集蓄利用技術(shù)是黃土高原地區(qū)解決干旱缺水、促進雨水資源化和實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。通過對黃土高原地區(qū)雨水集蓄利用技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀進行分析,提出了發(fā)展黃土高原地區(qū)先進、高效、適用雨水集蓄利用技術(shù)的具體對策

  關(guān)鍵詞:黃土高原地區(qū) 雨水集蓄利用 收集技術(shù)

  一、 黃土高原地區(qū)雨水集蓄利用技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

  目前,黃土高原地區(qū)雨水集蓄利用技術(shù)主要由三大部分組成,即雨水的收集技術(shù)、雨水的儲蓄技術(shù)及雨水的高效集約利用技術(shù)。

  1.雨水的收集技術(shù)

  黃土高原的雨水收集技術(shù)基本上可歸為兩類:一類是通過營造田間微型集流面或改進耕作措施,把降水集流并存儲在土壤中,以達到雨水就地攔蓄入滲,通常采用的技術(shù)有水保工程技術(shù)和水保耕作技術(shù);另一類是采用自然集流面或人工修建的防滲集流面,將雨水收集并儲蓄在儲水工程中(如水窖)供作物灌溉或飲用,也稱為人工集流技術(shù)。

  水保工程技術(shù):通過修筑水平梯田、隔坡梯田、水平溝、魚鱗坑等,對地面進行較大的工程處理,以改變原有的地形特征,使降雨就地集中攔蓄入滲,提高水分利用效率。

  水保耕作技術(shù):通過耕作措施的改進,來實現(xiàn)降雨的就地攔蓄入滲,達到收集雨水的目的。常采用的有等高耕作技術(shù)、起壟耕作技術(shù)、糧草輪作技術(shù)、帶狀間作技術(shù)、滲水孔耕作技術(shù)及蓄水聚肥耕作技術(shù)等。

  人工集流技術(shù):在黃土高原地區(qū),人工集流技術(shù)經(jīng)過近幾年的發(fā)展,已得到了很大完善,形成了一系列有關(guān)集雨場、集水渠、沉淀池、攔污柵和引水管等集雨設(shè)施的科學(xué)設(shè)計與施工技術(shù)。

 。1)集雨場,一般采用自然集雨面如黃土丘陵斜坡、路面、庭院等;若天然集水面不能滿足集水量的要求時,則考慮修建人工防滲集流面。常用的材料有混凝土、水泥瓦、機制瓦、青瓦、瀝青、黃土坡面夯實和塑料薄膜等。

 。2)集水渠,依據(jù)地形條件和當(dāng)?shù)亟?jīng)濟條件,一般可建成V形、矩形的素混凝土渠、機制磚或塑料薄膜襯砌的小明渠以及土渠等。

  (3)沉淀池,一般建于儲水工程進口處2~3m遠的地方,容積為0.8~2.0m3,長寬比為2∶1,其池底和池壁用混凝土或機制磚襯砌,集水渠與引水管不正對,以提高泥沙的沉淀效果。

 。4)攔污柵,一般設(shè)在沉淀池和引水管接口處,用冷拔絲或鋼筋焊接,或用鐵皮制作而成。

  (5)引水暗管,一般采用直徑大于200mm的塑料管、陶瓷管或鋼管。

  2.雨水的儲蓄技術(shù)

  雨水的儲蓄與雨水的收集同為黃土高原地區(qū)雨水集蓄利用的主要技術(shù),是通過修筑水窖、水池、澇池等蓄水工程設(shè)施,把集流面所匯集的徑流攔蓄儲存起來,以備利用。其基本要求是蓄水工程的防滲性能良好,堅固耐用,而且要有足夠的容積。

  水窖。具有成本低、使用時間長以及操作簡單等特點,在黃土高原地區(qū)尤其是土質(zhì)較好的地區(qū)得到廣泛應(yīng)用。目前所推廣的水泥薄殼窖,是由傳統(tǒng)的土質(zhì)瓶式窖經(jīng)多次改進而成,容積40~60m3,防滲處理采用膠泥防滲。

  水池。多建于黃土高原地區(qū)土質(zhì)條件差,用水量相對稀少,而且有一定集流面積的低洼地。容積為20~300m3,池深不超過3m,多采用地下式或半地下式,形態(tài)有方形或圓形,多為開敞式,一般用機制磚砌筑或磚混結(jié)構(gòu)砌筑而成,也有用塑料棚膜襯砌而成。

  澇池(塘壩)。一般在來水用水量大,人口比較集中,且有適宜的低洼地形及利于筑壩的溝道,修建澇池或塘壩直接攔蓄溝岔、集流坡、路面等含沙量較大的洪水。多為開敞式土質(zhì)結(jié)構(gòu),容積一般為500~2000m3,常作為牲畜飲水、低壓管道灌溉或蓄水窖的水源。

  3.雨水高效集約利用技術(shù)

  雨水高效集約利用技術(shù)主要包括節(jié)水灌溉技術(shù)和節(jié)水農(nóng)藝技術(shù),是黃土高原地區(qū)發(fā)展高新種養(yǎng)業(yè)、生產(chǎn)高附加值農(nóng)產(chǎn)品及生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)的核心技術(shù)。

  節(jié)水灌溉技術(shù)。黃土高原地區(qū)已采用的節(jié)水灌溉技術(shù)有低壓管道灌溉、注灌、膜下溝灌和微灌技術(shù)等。

 。1)低壓管道灌溉由于操作管理方便,對水質(zhì)要求不嚴,一般以澇池作灌溉水源即可,在黃土高原已得到廣泛應(yīng)用。

 。2)注灌是采用特制的注水器直接向根區(qū)土壤注水(或水肥溶液)的一種灌水方法,主要用于果樹、瓜類、玉米等稀植作物灌關(guān)鍵水。該技術(shù)具有明顯的節(jié)水、抗旱和增產(chǎn)效果,現(xiàn)正在黃土高原地區(qū)進行推廣。

 。3)膜下溝灌是按照作物的種植密度起壟,沿壟縱向中線挖寬15cm、深10cm的灌溉小溝,作物種在灌溉小溝的兩側(cè)。灌溉時,將輸水管插入灌溉小溝即可。該技術(shù)起初應(yīng)用在大田或日光溫室蔬菜上,現(xiàn)已推廣應(yīng)用于稀植作物如玉米、馬鈴薯等作物的生產(chǎn)。

  (4)微灌技術(shù)主要包括滴灌、滲灌、微噴灌和涌泉灌4種方式。由于微灌設(shè)備造價高,管理不便,對水質(zhì)要求高,該技術(shù)在黃土高原地區(qū)僅用于果園和溫室大棚,進一步大面積推廣受到影響。

  節(jié)水農(nóng)藝技術(shù)。黃土高原目前所采用的節(jié)水農(nóng)藝技術(shù)主要包括耕作保墑技術(shù)、覆蓋保墑技術(shù)、抗旱品種篩選應(yīng)用技術(shù)、化學(xué)制劑保水技術(shù)及有限補充灌溉技術(shù)等。

  (1)耕作保墑技術(shù),該技術(shù)不僅可疏松土壤,增大活土層,提高降水入滲速度和入滲量,減少降水徑流損失,而且可提高土壤集蓄降水的能力,減少土壤水分蒸發(fā)。在黃土高原地區(qū),它作為常規(guī)技術(shù)已得到了廣泛應(yīng)用。

  (2)覆蓋保墑技術(shù),指在土壤表面覆蓋塑料薄膜、秸稈或其他材料,以抑制土壤蒸發(fā),減少地表徑流,蓄水保墑,提高地溫,從而改善土壤理化性狀,起到節(jié)水增產(chǎn)的效果。目前,地膜覆蓋在玉米、烤煙、蔬菜作物上得到推廣,秸稈覆蓋也開始推廣。

 。3)抗旱品種篩選應(yīng)用技術(shù),是根據(jù)黃土高原地區(qū)降水特點,干旱發(fā)生規(guī)律和作物需水特征,因地制宜選擇耗水少而水分利用效率高的作物,通過調(diào)整作物布局,建立適應(yīng)型高效種植制度。目前,秋熟作物已成為黃土高原地區(qū)擴大種植的主要作物。

 。4)化學(xué)制劑節(jié)水技術(shù),指合理施用保水劑,黃腐酸等化學(xué)制劑抑制作物生長發(fā)育中的蒸騰,減少土壤蒸發(fā),促進根系生長,增強根系對土壤水分的利用能力。該技術(shù)在黃土高原地區(qū)尚處于試驗示范階段。

 。5)有限補充灌溉技術(shù),是把集蓄到的有限雨水在作物生育期內(nèi)根據(jù)土壤墑情、作物需水規(guī)律進行最優(yōu)分配,最大限度地提高單位耗水量的作物產(chǎn)量和產(chǎn)值。采用非充分灌溉等適應(yīng)限制作物的水分供應(yīng),巧灌關(guān)鍵水,提高作物對水分的利用效率。該技術(shù)在黃土高原地區(qū)正處于試驗推廣階段。

  二、目前黃土高原地區(qū)雨水集蓄利用技術(shù)存在的問題

  1.科技含量較低的傳統(tǒng)技術(shù)占據(jù)主導(dǎo)地位

  黃土高原地區(qū)雨水集蓄利用的歷史悠久,人們積累了許多成熟的傳統(tǒng)技術(shù),如雨水收集技術(shù)中的水保耕作技術(shù)和水保工作技術(shù),雨水儲蓄技術(shù)中的水窖技術(shù),以及雨水高效集約利用技術(shù)中的部分農(nóng)藝技術(shù)等。這些技術(shù)簡單易行,實用性強,為廣大群眾認可和接受,在黃土高原地區(qū)的雨水集蓄利用中已得到廣泛的應(yīng)用,但其科技含量低,雨水收集、儲蓄和利用的效率不高,嚴重影響雨水集蓄利用的進一步發(fā)展。

  2.先進技術(shù)的推廣應(yīng)用進展緩慢

  一些科技含量高的先進技術(shù)如人工集流技術(shù),高性能防滲蓄水技術(shù),節(jié)水灌溉技術(shù)以及有限灌溉、化學(xué)制劑節(jié)水、抗旱品種篩選等農(nóng)藝節(jié)水技術(shù),其高效的節(jié)水性能雖已逐漸為人們所認識和采用,但由于其本身投資大,次灌水時間較長、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、操作不便等原因,在黃土高原地區(qū)的推廣應(yīng)用受到很大限制,許多先進技術(shù)還處于試驗推廣階段。

  3.技術(shù)體系的綜合性、系統(tǒng)化不強

  雨水集蓄利用技術(shù)作為黃土高原地區(qū)可持續(xù)發(fā)展的新的生長點,要推廣應(yīng)用并提高其整體優(yōu)勢和最大效益,必須發(fā)揮各種技術(shù)之間的優(yōu)勢互補,形成一個包括雨水收集、儲蓄、節(jié)水灌溉、農(nóng)藝節(jié)水等綜合性系統(tǒng)化的技術(shù)體系。而黃土高原地區(qū)目前雨水集蓄利用技術(shù)尚缺乏這種有機的內(nèi)在聯(lián)系,尤其是傳統(tǒng)技術(shù)和先進技術(shù)依然各成體系,相互間配套與整合還遠遠不夠。如何將他們因地制宜地融為有機的整體,應(yīng)作為加快該地區(qū)雨水集蓄利用技術(shù)進一步發(fā)展的主要工作。

  4.缺乏統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范

  黃土高原地區(qū)雨水集蓄利用技術(shù)中,傳統(tǒng)技術(shù)雖已趨于成熟,但缺乏統(tǒng)一的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn);新興的先進技術(shù)發(fā)展隨地區(qū)的不同而有所差別,也應(yīng)制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。

  三、黃土高原地區(qū)雨水集蓄利用技術(shù)發(fā)展的對策

  1.加大宣傳力度

  應(yīng)充分利用廣播、電視、報紙等媒體宣傳有關(guān)雨水集蓄利用的方針政策、前景和典型經(jīng)驗,引導(dǎo)群眾深入了解雨水集蓄利用技術(shù),提高其對雨水集蓄利用的科學(xué)認識;同時,還應(yīng)加大有關(guān)技術(shù)的培訓(xùn)力度,使先進技術(shù)能及時被群眾所掌握,為雨水集蓄利用技術(shù)的推廣應(yīng)用提供有利的條件。

  2.保證足夠的資金投入

  要積極拓寬資金的來源渠道,實行“政府投一點,群眾集一點”的方針,除充分利用銀行的小額貸款及省、地、縣相關(guān)政府部門的專款外,還應(yīng)充分發(fā)揮群眾的積極性,鼓勵他們主動投資雨水集蓄事業(yè),促進該項技術(shù)的發(fā)展。

  3.加強有關(guān)技術(shù)推廣應(yīng)用的科學(xué)研究