雨水在農業灌溉上的應用研究

何婷婷等

摘要

雨水用于農業灌溉是目前國際上新型的農業發展模式，也是解決農業水資源嚴重短缺的根本出路。通過分析不同地區雨水灌溉模式的方法和特點以及存在的問題，歸納總結出不同條件下的雨水利用模式，旨在為今后不同地區雨水利用的深入研究提供參考依據。

關鍵詞 雨水；灌溉；丘陵山區；平原；城市雨水

中圖分類號 S275.9 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2014）11-03343-03

Abstract Rainwater for irrigation is a new type of international agricultural development pattern， is also an essential way to solve the serious shortage of agricultural water resources. Based on the analysis of the rainwater irrigation mode method， characteristics and existing problems in different parts， the rainwater utilization patterns under different conditions were summarized， so as to provide a reference for the further study of rainwater utilization in different areas.

Key words Rainwater； Irrigation； Hilly area； Plain； Urban rainwater

目前，水資源嚴重短缺已成為制約我國農業發展和經濟發展的瓶頸，如何尋找新水源用于灌溉迫在眉睫。早在20世紀末，世界上很多國家就在嘗試將城市再生水用于農業灌溉，并取得了一定效果，如美國和以色列目前已有60%的城市再生水用于農業灌溉[1-3]。從20世紀初開始，世界上很多學者開始研究雨水集蓄利用[4-5]，相比于城市再生水，雨水有著不可替代的優勢，如處理簡單、就地收集、含有營養成分和不易造成土壤板結與地下水污染[6-8]。目前國內關于雨水的研究主要是城市雨水的收集利用和丘陵干旱區的雨水灌溉這兩個方面，但是近年來，由于氣候等原因，夏澇冬旱的現象在各地時有發生，如何更好地將汛期多余的雨水收集后用于降雨較少季節的灌溉對于緩解洪澇災害和旱情有著非常重要的意義。該研究重點研究雨水在不同地區農業灌溉上的應用，為將來更加深層次的研究提供理論依據。

1 丘陵山區雨水利用

中國約有2/3的陸地面積是山地、丘陵和高原，這些地

區以坡耕地為主，是我國主要的中低產田。這些地區大多干旱少雨，基礎配套設施較差，另外這些地區的耕地大多不連片，使得集中輸水和灌溉難以實現，因此這些地區大多以雨水收集和灌溉為主。如甘肅的“121”雨水集流工程，山西“123”工程，陜西“甘露工程”，寧夏“窖窯工程”和貴州的“渴望工程“都是雨水集蓄利用的重要典范[4]。目前丘陵山區的雨水利用主要是小流域的雨水利用模式，大體可以分為雨水自然利用、雨水疊加利用和雨水集蓄利用。

1.1 雨水自然利用

所謂雨水自然利用是指雨水在自然水循環過程中未受到人為干擾，自然滲入土壤而被作物吸收利用。如梯田、魚鱗坑、水平溝等就是雨水自然利用的典范。這種方式能夠依據地形就近對雨水進行水平利用，是最簡單最有效的一種雨水利用模式，但這種模式對于地形的要求較高。

梯田、魚鱗坑和水平溝雨水利用模式如圖1～3所示。

1.2 雨水疊加利用

1.3 雨水集蓄利用

對雨水施加人為干擾，使其匯集蓄存，

在作物需水時用于灌溉的方法稱為雨水集蓄利用。這種方法改變了天然降水的時空分布，提高了可控性，從而大大地提高了降水利用率。

雨水集蓄利用主要包含3個部分，即集水工程、蓄水工程和灌溉供水工程，其中蓄水工程是整個系統的核心。相比于雨水直接利用和疊加利用，雨水集蓄利用對雨水的收集率和調控率高，能夠更好地提高雨水的利用效率。雨水集蓄利用工程基本組成如圖5所示。

2 地形微起伏地區和平原地區雨水利用

在地形微起伏地區和平原地區，雨水利用主要以集蓄再利用為主，收集到的雨水一部分可以利用河塘和洼地進行雨水下滲補充地下水資源，另一部分可以就地蓄積起來用于作物關鍵生長期的灌溉，以彌補雨水在時間上的分布不均。在這些地區，可以通過改變微地形，如設計魚鱗坑和梯田達到雨水的就近利用；也可以人為改變雨水的收集面條件，如硬化地面等增加雨水的收集量，存儲起來供異地使用。

3 城市雨水利用

城市中不乏有大量的綠地和綠化帶，將雨水用于城市綠地灌溉不僅能緩解城市雨洪現象，而且對于緩解城市化進程中對水資源的壓力有很大的作用。有試驗研究發現，雨水灌溉比自來水灌溉更能促進植物的生長和光合作用，這是因為雨水中所含的營養成分更加豐富（如N和P等）。而且隨著城市化進程的加快，綠地灌溉用水量必將越來越大，研究適宜的、多樣化的城市雨水灌溉模式是解決這一問題的根本突破口。目前，城市雨水的收集利用主要是屋面雨水的利用，但是，綠地和道路也是城市的一個重要組成，在城市建設中占有很大的比重，這一部分雨水雖然沒有屋面雨水清潔，但是因為其地勢低，收集容易，因此也成為綠地灌溉的一個重要水源。

4 雨水利用中存在的問題

雨水灌溉是解決農業供水不足的根本出路，根據國內外研究成果發現雨水灌溉雖已取得一定成果，總結出了一系列經驗和方法，但在實際應用和推廣中仍存在一些問題。

4.1 雨水集蓄利用的水源保證率較低

在西北干旱區，目前的集雨普遍存在因為工程設計的不到位，致使很多工程的現有水量滿足只能達到30%左右，蓄水工程的容量系數也只有60%左右，根本無法滿足灌溉的需要；很多工程即使在水量上能夠滿足要求，也無法達到有效的調蓄利用，目前大多數地區只有一些基本的建設原則和方針，具體的設計和技術沒有跟上，導致很多地區已灌面積的灌溉保障率較低。

4.2 雨水調蓄利用和先進的節水措施難以配套

集雨節灌綜合模式是解決干旱地區農業灌溉的根本出路。干旱地區蓄水工程保證率較低，在作物的關鍵灌水期常常不能滿足需要，因此在作物生育期采用現代節水灌溉技術，保證作物在關鍵生長時期對水分的需要，使有限的水資源真正用在“刀刃上”，這才能從根本上解決水土資源不匹配的問題，也是干旱地區農業今后必然的發展趨勢。

4.3 技術研發力度和政府保障措施不足

蓄水設施是整個雨水集蓄利用系統的核心，但是目前實際生產中蓄水主要是以水窖為主，而且水窖的形式比較簡單，設計和建造基本是靠經驗，開展不同蓄水模式下的蓄水設施結構研究，因地制宜地制定適合不同地區不同條件的雨水集蓄利用方式才能真正發揮雨水利用的優勢，也才能夠真正造福當地，達到最大的經濟效益和社會效益。另外，政府部門應該加大技術研發的財政支持，在各地制定相適宜的優惠和補貼政策，并通過相應的政策法規去保證政策和舉措的真正落實。

5 結論

雨水用于農業灌溉是今后新型的農業發展模式，也是從根本上緩解水資源緊缺的突破口。由于雨水的時間和空間差異性，雨水收集利用是全國乃

至全世界都面臨的問題。雖然

目前雨水利用尚存在很多的問題，但是隨著技術的不斷發展和政策的日益完善，這項技術必然會越來越成熟，應用也會越來越廣泛。

參考文獻

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