集雨窖灌技術的推廣應用

賀馮娟，張 毅

(陜西省白水縣林皋水庫管理處，陜西 白水 715600)

白水縣水資源匱乏，全縣水資源總量4 956.8萬 m3，人均183 m3，占全省的12%。年降雨量578 mm，但時空分布不均，多集中在七、八、九三個月。境內雖然有“兩大兩小”灌區和161眼機井、129處抽水站，但農業的區域性、季節性用水矛盾突出，干旱缺水是制約縣城經濟經展的主要因素，成為制約縣城經濟持續迅速發展的“瓶頸”。在與旱魔斗爭的過程中，白水群眾利用水窖攔蓄降水進行灌溉，也就是集雨窖灌技術。經過多年的實踐證明，打窖蓄水不僅解決了當地群眾的飲水問題，也可以用來灌溉，充分利用了天然雨水資源。

1 水窖工程

1.1 窖址選擇要求

1)有足夠的地表徑流來源。

2)有深厚的堅實的土層。

3)避開填方或易滑坡地段，距大樹根10 m以上。

1.2 水窖類型

根據我縣土壤情況，水窖類型宜為缸式水窖。

1.3 水窖設計

1.3.1 窖體:由窖筒、旱窖、水窖三部分組成。各部分尺寸如下:

(1)窖筒:(上接地面窖口，供取水用)直徑0.6～0.7 m，深 1.5～2.0 m。

(2)旱窖:(不蓄水部分)上部分窖簡相連，深2～3 m，直徑向下逐步放大，到散盤處直徑3～4 m。

(3)水窖:(蓄水部分)深3～5 m，從散盤處向下，直徑逐步縮小，到底部直徑2～3 m。

1.3.2 地面建筑物:由窖口、沉沙池 、進水管三部分組成。各部分尺寸如下:

(1)窖口:C13混凝土澆筑，尺寸為長100×寬100×厚6 cm，窖口直徑D=40 cm，窖口高出地面0.3～0.5 m加窖蓋。

(2)沉沙池:位于來水方向的路旁，距窖口2～3 m，池體為矩形，長 0.4× 寬 0.5 ～1.0 m。

(3)進水管:圓形，直徑0.2～0.3 m，在沉淀池從地表向下約2/3處，以1∶1坡度向下與旱窖相連。

1.3.3 防滲處理

(1)水窖防滲材料可采用水泥砂漿抹面、粘土或現澆混凝土。水泥砂漿標號不低于M10，厚度不宜小于3 cm，其表面宜用純水泥漿刷2～3遍。土質較差時，宜在窖壁上按一定間距布設深約10 cm左右的砂漿短柱，與砂漿層形成整體。粘土厚度可采用3～5 cm，也宜在窖壁上布設鉚釘(碼眼)，每平方米不少于20個。混凝土標號不宜低于C15，厚度可采用10 cm。

(2)水窖頂宜采用混凝土拱或砂漿砌磚拱。混凝土標號不宜低于C15，厚度不小于10 cm，砌磚可采用標號不低于M10的水泥砂漿。土質較好時，也可用厚度3～5 cm的粘土或水泥砂漿防滲。水窖底基土應先進行翻夯，其上宜填筑厚20～30 cm厚的灰土，石灰與土的重量比為3∶7，灰土上再抹水泥砂漿3～4 cm;或采用厚10 cm的現澆素混凝土。窖壁一般可采用水泥砂漿或粘土防滲，水泥砂漿厚度不宜小于3 cm，標號可采用M10。但土質較軟弱或砂漿含量較高時，宜采用素混凝土支護，混凝土厚度不宜小于10 cm，標號可采用C15。

(3)窖頂、壁和底均采用水泥砂漿或粘土防滲，無其他支護的水窖總深度不宜大于8 m，最大直徑不宜大于4.5 m，頂拱的矢跨比不小于0.5;窖頂采用混凝土或磚砌拱、窖底采用混凝土、窖壁采用砂漿防滲的水窖，總深度不宜大于6.5 m，最大直徑不宜大于4.5 m，頂拱的矢跨比不宜小于是0.3。

1.4 水窖實施

1)從窖口開始，按照各部位設計尺寸垂直向下挖，在窖口處吊一中心線，每向下挖1 m，校核一次直徑。

2)窖體開挖經驗收合格后，按要求進行防滲處理。

3)加好蓋板，及時放入適量水，窖中水位不能超過設計蓄水高度，以防損壞窖體。

2 集流面工程

2.1 集流面工程分類

集流工程應由集流面、匯流溝和輸水渠組成。當集流面較寬時，宜修建截流溝攔截降雨徑流并引入匯流渠。集流工程主要有自然集流場和人工集流場。自然集雨場主要是利用天然或其他已形成的集流效率高、滲透系數小、適宜就地集流的自然集流面集流。如村莊、房舍、庭院、道路等可作為集流面集流。人工集水場有原土碾壓、塑料薄膜及混凝土襯砌等多種形式。

2.1.1 瓦屋集流面

瓦屋集流面的設計按照當地農村房屋建設的要求進行，瓦與瓦間應搭接良好，屋檐處設滴水。

2.1.2 混凝土集流面

混凝土集流面采用橫向坡度1/10～1/50，縱向坡度1/50～1/100。混凝土集流面采用 C15混凝土現澆，厚度3～4 cm，砂石料含泥量不大于4%并不得用礦化度大于2 g/L的水拌和。分塊尺寸以 1.5 m ×1.5 m ～2.0 m ×2.0 m 為，塊與塊之間縫寬1～1.5 cm，縫間填塞浸油瀝青砂漿牛皮紙、3氈2油瀝清油氈、水泥砂漿或細石混凝土、紅膠泥等。伸縮縫應做到全部混凝土深度。

混凝土集流面施工前，應對地基進行灑水，翻夯處理。翻夯厚度以30 cm為宜，夯實后干容重不小于1.5 t/m3。

對于濕陷性黃土軟基礎宅院，采用灑水夯實法進行處理，其干容重不得少于1.5 t/m3。對于堅硬土質的宅院，可采用表面灑水處理法，其方法是:將原宅院表面均勻進行灑水，其濕透層達到2 cm左右時，再用方頭鐵锨按設計縱坡進行鏟平及夯實處理。

所有混凝土工程和砂漿工程要求在初凝后覆蓋麥草、草袋等物灑水養護7d以上。夏季炎熱時每天灑水不得少于4次。

2.1.3 土質集流面

利用農村土質道路作為集水場時，要進行整平并做出向路邊排水的橫向坡度。利用荒山、荒坡等建設原土翻夯集水場的，灑水深翻30 cm，夯實后干容重不小于1.5 t/m3。

2.1.4 塑膜防滲集流面

塑料薄膜防滲集流面可分為裸露式和埋藏式兩種。裸露式直接將塑料薄膜鋪設在修理完好的地面上;埋藏式可采用草泥、細砂等覆蓋，厚度以4～5 cm。草泥施工時抹勻壓實拍光，細砂攤鋪均勻。塑料薄膜集流面的土基要求鏟除雜草，整平耕地并進行適當拍實或夯實，拍實或夯實程度以人踩不落陷為準。裸露式塑料薄膜鋪設后4周及表面適當部位宜用磚塊、石塊或木條等壓實。接縫可搭接10 cm，用恒溫熨斗焊接，或搭接30 cm后折疊止水。

2.2 集流面工程注意事項

1)集流工程應由集流雨、匯流溝和輸水渠組成。當集流面較寬時，宜修建截流溝攔截降雨徑流并引入匯流渠。

2)集流面工程的材料選擇應遵循因地制宜、就地取材、提高集流效率、降低工程造價的原則進行。修建人工防滲集流面時，在當地砂石料豐富且運輸距離較近的地方，宜優先采用混凝土集流面。在人均耕地較多的地方，可采用土地輪休的辦法，用塑膜覆蓋耕地作為集流面。第二年該集流面轉為耕地，可另選一塊耕地作為集流面。

3)集流工程應盡量利用透水性較低的現有人工設施或自然坡面、柏油路面、打麥場作為集流面。

3 推廣集雨窖灌應注意的問題

3.1 集雨窖灌應盡量補充水源

集雨窖灌是一種保證率很低或者說是一種沒有保證率的灌溉，如遇天旱少雨、雪，則有可能一些利用價值都沒有，因此最好能與有補充水源的機井、抽水站灌區結合起來，以便更加充分地發揮效益。

3.2 調整產業結構，加快集雨窖灌建設步伐

集雨窖灌工程投資成本高，代價大。各地應根據實際情況，以產業結構調整為基礎，發展高效經濟作物，配套節水技術，使投入產出相協調，體現經濟效益，從而最終調動投資者的積極性，加快集雨窖灌建設步伐。

3.3 要把推廣集雨窖灌和其他農業增產技術結合起來

集雨窖灌是一種適合缺水地區的節水灌溉方法，它作為一種非充分灌溉，僅能解決農業缺水這一問題，而影響我縣高效農業發展的問題還很多，因此，只有和其他農業增產技術結合起來，才能促進農業的健康發展，使“兩高一優”農業走上良性發展的路子。

3.4 加強理論研究，推動集雨窖灌一非充分灌溉的發展

傳統的作物灌溉理論認為作物任何生育階段，任何程度的水分虧缺都將造成減產，因此整個生育期都必須保持充分供水，即充分灌溉。而通過對集雨窖灌工程的理論研究認為，適當的水分“干、濕”交替對于促進群體的高產更有效，即非充分灌溉。對于缺水地區，對作物需水關鍵期灌關鍵水、救命水，推廣應用非充分灌溉更為現實，也是一條有效的節水途徑。