集雨水窖工程在安塞县山地果园中的应用

何 刚

（陕西省泾惠渠管理局 陕西 三原 713800）

1 自然概况

安塞县地处西北内陆黄土高原腹地，鄂尔多斯盆地边缘，位于陕西省北部，延安市正北，县境南北直线距离92km，东西直线距离36km，总土地面积2950km2，其中耕地97.95万亩，95%属于山地，基本农田仅有44.09万亩。安塞县西邻志丹县，北靠榆林市靖边县，东接子长县，南于甘泉县、宝塔区相连，属典型的黄土高原丘陵沟壑区。安塞县平均海拔为1371.9m。年降雨量289.6mm～793.9mm，多年平均年降雨量505.3mm，年降水量74.3%均集中在7月、8月、9月三个月。安塞地形地貌复杂多样，境内沟壑纵横、川道狭长、梁峁遍布。近年来，随着农业产业结构的调整，安塞县加大了对林果业和棚栽业种植户的扶持力度，棚栽业和林果业发展迅速，截止2008年年底，全县果园面积已经发展到25万亩，其中大部分为山地果园，并且没有灌溉水源。

2 存在的主要问题

2.1 干旱缺水

安塞地处西北内陆黄土高原腹地，鄂尔多斯盆地边缘，属典型的黄土高原丘陵沟壑区县，自然灾害主要有干旱、大风、沙尘暴、冰雹、霜冻等，尤以干旱最为严重。对农业影响较大的灾害主要是旱灾。近几年果园的收成较少，商品率底，大部分苹果都不能装箱。

2.2 地表水少，生态环境差，水土流失严重

安塞县丘陵广布、沟壑纵横，地表水资源贫乏，年降水时空分布严重不均，年降水量74.3%均集中在7月、8月、9月三个月。黄土高原黄土层垂直裂隙多，竖向渗透性强，雨水降到地面之后，迅速被充满垂直裂隙的黄土层所吸收而后又在干燥空气中蒸发，降水很难形成径流，下雨有水，天晴地干，加之陕北地区植被稀少，水土流失更为严重。

2.3 果园区没有可以利用的水源

目前，果园面积已经达到25万亩，几乎没有灌溉水源，当地群众为了摆脱干旱缺水困境，使果树满足紧要关头的水分保证，每年都要下山到几里以外的河流取水，采用牲畜拖水，然后对事先挖好的树坑进行灌溉，再用土覆盖。这样每天往返一次取水需要四、五个小时，每年6至7个月都要下河取水。在苹果需水期农村青壮年劳动力的主要任务就是起早睡晚到河里取水，保证苹果的基本收成。安塞县地区水资源极度缺乏，严重地影响着当地群众的正常生活，制约着当地经济发展，水源问题已经成为当地群众和政府关注的焦点问题。

3 集雨水窖工程

安塞县地广人稀，政府为了解决群众的生活用水，组织村民在自己家院子地势低洼处修建容积为3m3左右的小水窖，以房屋顶、院落等硬化收集雨水，解决了部分群众的饮水问题。水窖建设避免了管引工程的投资大、水源距离远等缺点，弥补了小高抽的许多缺点。水利局及时总结水窖建设经验，以群众自愿、政府补助的方式在群众小范围果园中自发建设小水窖，以解决涂白、打药之用。这样大大减少了劳动力，建设水窖的思想在群众的脑海中形成了。为了使水窖建设工程在安塞的山地果园中顺利实施，县水利局对水窖工程建设制定了详细的实施方案。

3.1 水窖设计

集雨水窖按亩规划，根据蓄水工程容积可按照下式计算：

式中，V——蓄水容积；

W——全年供水量，本次按照节水灌溉制度下苹果的灌溉定额10m3/亩，灌溉2次，有效利用系数0.85进行计算，W=1×10×2÷0.85=23.53m3/a；

α——蓄水工程蒸发、渗漏损失系数，取0.05；

K——容积系数，半干旱地区，灌溉供水工程取0.6。

经计算，每亩蓄水工程容积为15m3，本工程主要采用7.5m3水窖，每亩2座。

由于安塞广泛分布黄土,土壤类型主要为黄土性土和红胶土，黄土性土有黄绵土、绵沙土、灰绵土，以黄绵土为主。黄绵土质地轻壤，疏松软绵，孔隙度大，通气性良好，透水性强，粘结力差，遇水易溶解，抗侵蚀能力差。土壤为自重失陷性黄土。规范规定，窖身和窖口通常采用必要的工程加固措施，以防止土体坍塌。

水窖窖体圆形和矩形两种形式做以比较，认为在水窖结构受力等方面圆形水窖比矩形水窖条件好，比较耐用，并且经过水利局对群众征求意见，证明小型水窖很受群众欢迎。但水窖基础必须建在原状土（或老黄土）上。7.5m3圆形水窖采用砌砖圆柱形窖体，由12cm厚M7.5水泥砂浆砌MU10砖组成，窖体内径2.5m，深1.3m；窖盖为整体砖拱窖盖，由12cm厚M7.5水泥砂浆砌MU10砖组成；窖盖顶拱矢高0.95m，拱半径0.95m；窖口为整体砌砖结构，砌体厚度为12cm，采用M7.5水泥砂浆砌MU10砖；窖口直径0.6m，高0.36m。水窖防渗分为窖壁防渗和窖底防渗两部分：窖壁防渗采用M10水泥砂浆抹面，分三次抹面，每层厚1.0 cm，厚度3cm。砂浆比例分别为1∶3.5、1∶3.0、1∶2.5。为了使防渗层与窖体紧密结合，在抹第一层砂浆时，用力将砂浆压入墙缝，以增加防渗砂浆与窖壁的连续性和整体性。第二层和第三层抹面时要求在砂浆中掺防水水泥粉（50kg水泥掺1kg防水粉），以保证防渗效果。窖底防渗采用10cm厚C15砼。

3.2 集雨场设计

根据《雨水集蓄利用工程技术规范》（SL267—2001）附录C中的“集雨灌溉及家庭养殖用雨水集流工程每立方米集流量所需集雨面积表（表C2）”进行内差计算，其混凝土集雨面的数值W=0.34m3/m2，屋顶集雨面的数值W=0.23m3/m2，水泥瓦集雨面的数值0.33m3/m2。

（1）屋面与院落联合集雨。在住家户附近的果园，通过院子集水槽将屋面集雨和院落硬化后汇流的雨水汇集到过滤池，处理后注入水窖储存，使用时通过手压泵抽取。优点是简便易行，不用寻找集雨场，仅将院落硬化，即集雨，又改善了村庄的精神文明建设；缺点是水窖位置低、不能自流。

（2）现浇砼集雨面集雨。在果园中建设水窖。由于果园在山区，没有合适的集雨场，为了合理利用果园中的空地做集雨面，砼集雨面形状可以为圆形和方形，或圆形和方形结合使用。主要修建在水窖上部及周围。优点是集雨效率高，含沙量小，打扫方便；缺点是若砼裂缝，较难处理。

（3）水泥瓦集雨面集雨。同现浇砼集雨面一样，修建在水窖上部和周围，其形状仅为方形。优点是弥补了砼集雨面的缺点，集雨面是由每小块水泥瓦组成，若是那块水泥瓦损坏，直接换掉就行；缺点是比砼集雨面投资大。

在水窖工程建设中，水利局提供原材料即水泥、钢筋、水管、手压泵等，并现场技术指导和质量监督，农户投工投劳建设，各乡镇负责协调外围等，责任明确，措施得力，建设进度快、质量好，基本上是建一眼，成一眼，受益一处，效果比较理想。

4 工程管理

在水窖工程施工计划下达以后，开工之前，县水利局到达各乡镇及村组，就与承建农户说明了水窖建成后签订《水窖建设及管护责任书》，并由县水利局给每座水窖办理产权证书，水窖产权归受益群众所有，明确工程质量标准和工期，规定水窖设施按自建、自管、自用、自我维修的良性机制运行，县水利局和各乡镇中心管理站定期对工程维护情况进行检查、抽查，观察水窖渗漏以及水窖使用情况，为后期水窖建设积累经验。

要求窖主在工程竣工后按正确方法使用，确保长期发挥效益。水窖使用和管理要抓好以下四点。

（1）定期冲洗：在雨季，要利用大气降水资源，对水窖进行定期冲洗，一般每年冲洗一次。

（2）排陈蓄新：在冲洗间隔期内，如有稳定的降水过程，要及时打开排污退水阀，将水窖底部浊度较大的陈水排放出去，再蓄集新鲜水补充。

（3）不定期抽查：由县水利局和各乡镇水管站工作人员不定期对所在乡镇水窖工程进行巡查回访，对高山区部分水窖进行抽查，确保正常使用。

水利局每年在抽查过程中对水窖的渗漏和损坏情况做以详细记录，为陕北地区水窖建设积累丰富的经验。

5 效益分析

5.1 增收效益

水窖建成后，可以大大增加果园灌溉面积。利用雨水集蓄工程对苹果关键需水期进行节水灌溉，果园灌溉次数每年可增加到灌溉2次，通过水利灌溉，不仅可以增加苹果的产量，还可以提高苹果的商品率。果园亩增产量为800kg，灌溉分摊系数为0.5，即果园灌溉增产量为每亩400kg，苹果按每公斤3.6元计算，则苹果增收效益为1440元。

5.2 省工效益

水窖建成后，每亩果园平均年可以节省灌溉运水工日约5个，若折合成外出务工工日，每个工日按80元计算，年可间接增加农民收入400万元，即省工效益为400元。

以上经济效益合计：1840元/年。单眼7.5m3水窖投资3500元，每亩2眼，总投资7000元，按次推算，3.8年可收回全部投资。

2009年至2010年，中、省通过中央财政小型农田水利重点县项目共投放安塞县水窖建设资金2600多万元，扶持建设了5955眼水窖，解决了安塞县5000多亩山地果园灌溉问题。

6 建议

截止2010年底，安塞县山地果园面积已经发展到33.3万亩，但是绝大部分没有可靠的灌溉水源。这些果园大多都在山区，分散不集中，地形地质条件不一，适宜于建设水窖工程分散供水灌溉。水窖工程成功经验也适宜于在安塞的其他地区大量推广。但由于缺水地区山高路远、交通不便、经济落后、群众自筹能力有限，工程实施需要国家进一步加大投入力度，才能有效解决工程资金不足的困难，加快步伐，解决困难。

集雨水窖工程的实施，增加了群众收入，改善了群众的生活质量，改变了农村的面貌。总体看来，确实是一项切实可行工程。陕西水利