邢台县山区雨水利用技术及分析计算

苑志涛

【摘要】：邢台县西部山区年降水量集中，水资源利用率低。结合该区特点，利用天然山场集蓄雨水，作为农业灌溉的水源，取得良好的效果。本文通过对该区降雨特性及时空分布分析，对利用自然山场集雨技术进行分析计算，为山区农业发展、雨水利用提供科学依据。

【关键词】：自然山场；集雨工程；雨水利用技术；邢台市山丘区

邢台县西部山区降雨年内变化大，而且与农作物需水时间不完全适应，汛期降雨集中，径流占全年比重大，利用率较低。通过修建蓄水工程，拦蓄汛期雨水，为作物需要时提供灌溉水源，把天然径流在时空上加以重新分配，充分利用雨水资源。该区利用山场集雨，为当地的农业和经济发展发挥了重要作用，取得了良好的效果。

1、山区基本概况

邢台县位于河北省南部，东经113°45′～114°38′，北纬36°58′～37°22′，地处太行山东麓，地形起伏，形态复杂。自西向东依次呈现中低山、低丘垄岗和山前倾斜平原的地貌。中低山区：位于白岸、杨庄、浆水、冀家村、崇水峪、路罗、城计头、西枣圆、将军墓、宋家庄、西上庄、龙泉寺、北小庄、西黄村等乡镇，面积1290 Km2，占全县总面积的65%。由变质岩、石英砂岩及灰岩构成，地形起伏较大，海拔500～1800m，重峦叠嶂，山坡陡峭，沟壑纵横，切割强烈。低山垄岗：位于邢台县中部，在龙华、大贾乡、谈话、张安北、羊范、南石门、皇寺、会宁等乡镇，面积515Km2，占全县总面积的26%，海拔高程100—300m。变质岩分布区有明显的立状夷平面。石英砂岩、灰岩构成低缓的低山。山前平原：位于京广铁路东部，面积为175Km2，约占全县总面积的9%，包括东汪、祝村、晏家屯、于办等乡镇。海拔高程45—80m。由于当地的地质条件，地理位置等因素，地下水开采困难，地表水严重匮乏，长期以来，山丘区农村生活饮水采用水池、旱池集蓄雨水。

2、山區降雨径流分析计算

2.1 降雨量时空分布

全县多年平均降水量为590.7mm。降水量的区域分布不均匀，山区大于平原。西部山区多年平均年降雨量599.4mm并有以白岸、路罗为中心的650mm以上的多雨区，平原区多年平均降雨量517.7mm。降水量的年内分配集中。全年降水量75～80%集中在6～9月的汛期，而汛期降水量又主要集中在7月中、下旬至8月上、中旬的30天甚至几天之内，特别是一些大水年份，降水更加集中。降水量的年际变化很大。单站最大与最小年降水量之比，山区一般在5～9倍，平原一般在3～6倍。全县多年面平均蒸发量为1093.4mm。平原多年平均水面蒸发量一般在1100～1200mm左右，而山区则为990～1100mm左右。县域内的干旱指数，山丘区在1.6～2.2之间，平原区在2.2～2.9之间。

2.2 降雨量频率计算

利用1956～2007年邢台县降雨量资料系列分析计算，多年平均降水量571.0mm。对年降雨量系列进行频率计算，频率曲线采用皮尔逊Ⅲ型曲线，频率计算采用适线法，对于变差系数Cv值的确定，在适线中，对系列中出现的特大特小值，一般不做处理，由于年降水量相对稳定。偏差系数Cs的取值一般用Cv/Cs值来反映。

2.3 降水量年内分配计算

邢台县西部山区降水量具有年内非常集中的特点，全年降水量的80%左右集中在汛期（6～9月），而汛期降水又集中在在7、8月份，按多年平均计算，7、8月份降水量占全年降水量的60%，6～9月份降水量占全年降水量的78.3%。特别是一些大水年份，降雨更加集中。非汛期8个月期间的降水量仅占全年降水量的21.7%。

2.4 年径流系数计算

根据《邢台市水文计算手册》中多年平均径流系数等值线图，求得西部山区天然状态下年径流系数。流域内年径流系数分布不均匀，采用加权平均计算，根据邢台市多年平均径流系数等值线图，西部山区流域内等值线分为6部分，

根据等值线图查的数据，按上式计算出邢台县西部山区多年平均径流系数为0.21。在西部浅山区，地质构造分布有寒武系、奥陶系灰岩裸漏区338.6km2，该区降水入渗系数在0.6～0.7之间，大部分降水渗入地下补充岩溶地下水，使得降雨径流系数明显减小，部分地段几乎不产流。所以，在裸露岩区利用天然山场集雨受到影响。

3、天然山场单位面积集水量和蓄水工程容量计算

山区、坡地地区山高坡陡，岩石裸露，天然集雨场充足，集流效率高，且建筑材料丰富。雨水集蓄工程适应土地零星分散、建造常规水利工程难以实现的地方。在干旱的丘陵区，集雨工程也可作为一种有效的补充灌溉措施。

3.1 单位面积集水量计算

在自然降雨条件下，自然集水面的径流产生过程十分复杂，与降雨量、降雨强度、雨型、前期土壤含水量、植被盖度和坡度等都有关系。根据对邢台县西部山区降雨径流关系分析，西部山区年降雨径流系数为0.21，采用年降雨径流系数作为山场集流面集流效率计算.

3.2 集水工程容积计算

山区集水工程主要包括山塘、石河堰、小水库等类型。通常有蓄水坝、引水区和溢洪道组成。主要是拦蓄坝址上降雨径流及溪流，作为农田灌溉的水源。坝址选择应考虑灌溉区较近、比灌溉区位置高、引水渠短、沿线渗漏少等条件。

按照技术、经济合理的原则 ，确定蓄水工程的容积是集水工程建设的一个重要方面。影响蓄水容积的主要因素有地形、土质条件、不同用途要求、当地经济水平、技术能力等。

结论

利用天然山场收集雨水，集雨技术简单易行，降雨集存系统工程投资小，工程完成后，可在不需要燃料和电力条件下提供水量，而且能适应各种复杂地形，蓄水工程规格宜大则大、宜小则小、宜方则方、宜圆则圆，便于施工和维护。

在干旱区，根据山区的特点，利用天然山场集蓄雨水，使降雨成为一种额外的水量来源。它直接来源于降雨，无污染，收集储存后直接用于农田灌溉，为加速山区农业和经济发展发挥重要作用。

【参考文献】：

[1]乔光建.区域水资源保护探索与实践[M].北京：中国水利水电出版社，2007.

[2]崔毅主编.农业节水灌溉技术及应用实例[M].化学工业出版社，2005.