集雨窖灌技术的推广应用

贺冯娟，张 毅

(陕西省白水县林皋水库管理处，陕西 白水 715600)

白水县水资源匮乏，全县水资源总量4 956.8万 m3，人均183 m3，占全省的12%。年降雨量578 mm，但时空分布不均，多集中在七、八、九三个月。境内虽然有“两大两小”灌区和161眼机井、129处抽水站，但农业的区域性、季节性用水矛盾突出，干旱缺水是制约县城经济经展的主要因素，成为制约县城经济持续迅速发展的“瓶颈”。在与旱魔斗争的过程中，白水群众利用水窖拦蓄降水进行灌溉，也就是集雨窖灌技术。经过多年的实践证明，打窖蓄水不仅解决了当地群众的饮水问题，也可以用来灌溉，充分利用了天然雨水资源。

1 水窖工程

1.1 窖址选择要求

1)有足够的地表径流来源。

2)有深厚的坚实的土层。

3)避开填方或易滑坡地段，距大树根10 m以上。

1.2 水窖类型

根据我县土壤情况，水窖类型宜为缸式水窖。

1.3 水窖设计

1.3.1 窖体:由窖筒、旱窖、水窖三部分组成。各部分尺寸如下:

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

(2)旱窖:(不蓄水部分)上部分窖简相连，深2～3 m，直径向下逐步放大，到散盘处直径3～4 m。

(3)水窖:(蓄水部分)深3～5 m，从散盘处向下，直径逐步缩小，到底部直径2～3 m。

1.3.2 地面建筑物:由窖口、沉沙池 、进水管三部分组成。各部分尺寸如下:

(1)窖口:C13混凝土浇筑，尺寸为长100×宽100×厚6 cm，窖口直径D=40 cm，窖口高出地面0.3～0.5 m加窖盖。

(2)沉沙池:位于来水方向的路旁，距窖口2～3 m，池体为矩形，长 0.4× 宽 0.5 ～1.0 m。

(3)进水管:圆形，直径0.2～0.3 m，在沉淀池从地表向下约2/3处，以1∶1坡度向下与旱窖相连。

1.3.3 防渗处理

(1)水窖防渗材料可采用水泥砂浆抹面、粘土或现浇混凝土。水泥砂浆标号不低于M10，厚度不宜小于3 cm，其表面宜用纯水泥浆刷2～3遍。土质较差时，宜在窖壁上按一定间距布设深约10 cm左右的砂浆短柱，与砂浆层形成整体。粘土厚度可采用3～5 cm，也宜在窖壁上布设铆钉(码眼)，每平方米不少于20个。混凝土标号不宜低于C15，厚度可采用10 cm。

(2)水窖顶宜采用混凝土拱或砂浆砌砖拱。混凝土标号不宜低于C15，厚度不小于10 cm，砌砖可采用标号不低于M10的水泥砂浆。土质较好时，也可用厚度3～5 cm的粘土或水泥砂浆防渗。水窖底基土应先进行翻夯，其上宜填筑厚20～30 cm厚的灰土，石灰与土的重量比为3∶7，灰土上再抹水泥砂浆3～4 cm;或采用厚10 cm的现浇素混凝土。窖壁一般可采用水泥砂浆或粘土防渗，水泥砂浆厚度不宜小于3 cm，标号可采用M10。但土质较软弱或砂浆含量较高时，宜采用素混凝土支护，混凝土厚度不宜小于10 cm，标号可采用C15。

(3)窖顶、壁和底均采用水泥砂浆或粘土防渗，无其他支护的水窖总深度不宜大于8 m，最大直径不宜大于4.5 m，顶拱的矢跨比不小于0.5;窖顶采用混凝土或砖砌拱、窖底采用混凝土、窖壁采用砂浆防渗的水窖，总深度不宜大于6.5 m，最大直径不宜大于4.5 m，顶拱的矢跨比不宜小于是0.3。

1.4 水窖实施

1)从窖口开始，按照各部位设计尺寸垂直向下挖，在窖口处吊一中心线，每向下挖1 m，校核一次直径。

2)窖体开挖经验收合格后，按要求进行防渗处理。

3)加好盖板，及时放入适量水，窖中水位不能超过设计蓄水高度，以防损坏窖体。

2 集流面工程

2.1 集流面工程分类

集流工程应由集流面、汇流沟和输水渠组成。当集流面较宽时，宜修建截流沟拦截降雨径流并引入汇流渠。集流工程主要有自然集流场和人工集流场。自然集雨场主要是利用天然或其他已形成的集流效率高、渗透系数小、适宜就地集流的自然集流面集流。如村庄、房舍、庭院、道路等可作为集流面集流。人工集水场有原土碾压、塑料薄膜及混凝土衬砌等多种形式。

2.1.1 瓦屋集流面

瓦屋集流面的设计按照当地农村房屋建设的要求进行，瓦与瓦间应搭接良好，屋檐处设滴水。

2.1.2 混凝土集流面

混凝土集流面采用横向坡度1/10～1/50，纵向坡度1/50～1/100。混凝土集流面采用 C15混凝土现浇，厚度3～4 cm，砂石料含泥量不大于4%并不得用矿化度大于2 g/L的水拌和。分块尺寸以 1.5 m ×1.5 m ～2.0 m ×2.0 m 为，块与块之间缝宽1～1.5 cm，缝间填塞浸油沥青砂浆牛皮纸、3毡2油沥清油毡、水泥砂浆或细石混凝土、红胶泥等。伸缩缝应做到全部混凝土深度。

混凝土集流面施工前，应对地基进行洒水，翻夯处理。翻夯厚度以30 cm为宜，夯实后干容重不小于1.5 t/m3。

对于湿陷性黄土软基础宅院，采用洒水夯实法进行处理，其干容重不得少于1.5 t/m3。对于坚硬土质的宅院，可采用表面洒水处理法，其方法是:将原宅院表面均匀进行洒水，其湿透层达到2 cm左右时，再用方头铁锨按设计纵坡进行铲平及夯实处理。

所有混凝土工程和砂浆工程要求在初凝后覆盖麦草、草袋等物洒水养护7d以上。夏季炎热时每天洒水不得少于4次。

2.1.3 土质集流面

利用农村土质道路作为集水场时，要进行整平并做出向路边排水的横向坡度。利用荒山、荒坡等建设原土翻夯集水场的，洒水深翻30 cm，夯实后干容重不小于1.5 t/m3。

2.1.4 塑膜防渗集流面

塑料薄膜防渗集流面可分为裸露式和埋藏式两种。裸露式直接将塑料薄膜铺设在修理完好的地面上;埋藏式可采用草泥、细砂等覆盖，厚度以4～5 cm。草泥施工时抹匀压实拍光，细砂摊铺均匀。塑料薄膜集流面的土基要求铲除杂草，整平耕地并进行适当拍实或夯实，拍实或夯实程度以人踩不落陷为准。裸露式塑料薄膜铺设后4周及表面适当部位宜用砖块、石块或木条等压实。接缝可搭接10 cm，用恒温熨斗焊接，或搭接30 cm后折叠止水。

2.2 集流面工程注意事项

1)集流工程应由集流雨、汇流沟和输水渠组成。当集流面较宽时，宜修建截流沟拦截降雨径流并引入汇流渠。

2)集流面工程的材料选择应遵循因地制宜、就地取材、提高集流效率、降低工程造价的原则进行。修建人工防渗集流面时，在当地砂石料丰富且运输距离较近的地方，宜优先采用混凝土集流面。在人均耕地较多的地方，可采用土地轮休的办法，用塑膜覆盖耕地作为集流面。第二年该集流面转为耕地，可另选一块耕地作为集流面。

3)集流工程应尽量利用透水性较低的现有人工设施或自然坡面、柏油路面、打麦场作为集流面。

3 推广集雨窖灌应注意的问题

3.1 集雨窖灌应尽量补充水源

集雨窖灌是一种保证率很低或者说是一种没有保证率的灌溉，如遇天旱少雨、雪，则有可能一些利用价值都没有，因此最好能与有补充水源的机井、抽水站灌区结合起来，以便更加充分地发挥效益。

3.2 调整产业结构，加快集雨窖灌建设步伐

集雨窖灌工程投资成本高，代价大。各地应根据实际情况，以产业结构调整为基础，发展高效经济作物，配套节水技术，使投入产出相协调，体现经济效益，从而最终调动投资者的积极性，加快集雨窖灌建设步伐。

3.3 要把推广集雨窖灌和其他农业增产技术结合起来

集雨窖灌是一种适合缺水地区的节水灌溉方法，它作为一种非充分灌溉，仅能解决农业缺水这一问题，而影响我县高效农业发展的问题还很多，因此，只有和其他农业增产技术结合起来，才能促进农业的健康发展，使“两高一优”农业走上良性发展的路子。

3.4 加强理论研究，推动集雨窖灌一非充分灌溉的发展

传统的作物灌溉理论认为作物任何生育阶段，任何程度的水分亏缺都将造成减产，因此整个生育期都必须保持充分供水，即充分灌溉。而通过对集雨窖灌工程的理论研究认为，适当的水分“干、湿”交替对于促进群体的高产更有效，即非充分灌溉。对于缺水地区，对作物需水关键期灌关键水、救命水，推广应用非充分灌溉更为现实，也是一条有效的节水途径。