雨水在农业灌溉上的应用研究

何婷婷等

摘要

雨水用于农业灌溉是目前国际上新型的农业发展模式，也是解决农业水资源严重短缺的根本出路。通过分析不同地区雨水灌溉模式的方法和特点以及存在的问题，归纳总结出不同条件下的雨水利用模式，旨在为今后不同地区雨水利用的深入研究提供参考依据。

关键词 雨水；灌溉；丘陵山区；平原；城市雨水

中图分类号 S275.9 文献标识码 A 文章编号 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，水资源严重短缺已成为制约我国农业发展和经济发展的瓶颈，如何寻找新水源用于灌溉迫在眉睫。早在20世纪末，世界上很多国家就在尝试将城市再生水用于农业灌溉，并取得了一定效果，如美国和以色列目前已有60%的城市再生水用于农业灌溉[1-3]。从20世纪初开始，世界上很多学者开始研究雨水集蓄利用[4-5]，相比于城市再生水，雨水有着不可替代的优势，如处理简单、就地收集、含有营养成分和不易造成土壤板结与地下水污染[6-8]。目前国内关于雨水的研究主要是城市雨水的收集利用和丘陵干旱区的雨水灌溉这两个方面，但是近年来，由于气候等原因，夏涝冬旱的现象在各地时有发生，如何更好地将汛期多余的雨水收集后用于降雨较少季节的灌溉对于缓解洪涝灾害和旱情有着非常重要的意义。该研究重点研究雨水在不同地区农业灌溉上的应用，为将来更加深层次的研究提供理论依据。

1 丘陵山区雨水利用

中国约有2/3的陆地面积是山地、丘陵和高原，这些地

区以坡耕地为主，是我国主要的中低产田。这些地区大多干旱少雨，基础配套设施较差，另外这些地区的耕地大多不连片，使得集中输水和灌溉难以实现，因此这些地区大多以雨水收集和灌溉为主。如甘肃的“121”雨水集流工程，山西“123”工程，陕西“甘露工程”，宁夏“窖窑工程”和贵州的“渴望工程“都是雨水集蓄利用的重要典范[4]。目前丘陵山区的雨水利用主要是小流域的雨水利用模式，大体可以分为雨水自然利用、雨水叠加利用和雨水集蓄利用。

1.1 雨水自然利用

所谓雨水自然利用是指雨水在自然水循环过程中未受到人为干扰，自然渗入土壤而被作物吸收利用。如梯田、鱼鳞坑、水平沟等就是雨水自然利用的典范。这种方式能够依据地形就近对雨水进行水平利用，是最简单最有效的一种雨水利用模式，但这种模式对于地形的要求较高。

梯田、鱼鳞坑和水平沟雨水利用模式如图1～3所示。

1.2 雨水叠加利用

1.3 雨水集蓄利用

对雨水施加人为干扰，使其汇集蓄存，

在作物需水时用于灌溉的方法称为雨水集蓄利用。这种方法改变了天然降水的时空分布，提高了可控性，从而大大地提高了降水利用率。

雨水集蓄利用主要包含3个部分，即集水工程、蓄水工程和灌溉供水工程，其中蓄水工程是整个系统的核心。相比于雨水直接利用和叠加利用，雨水集蓄利用对雨水的收集率和调控率高，能够更好地提高雨水的利用效率。雨水集蓄利用工程基本组成如图5所示。

2 地形微起伏地区和平原地区雨水利用

在地形微起伏地区和平原地区，雨水利用主要以集蓄再利用为主，收集到的雨水一部分可以利用河塘和洼地进行雨水下渗补充地下水资源，另一部分可以就地蓄积起来用于作物关键生长期的灌溉，以弥补雨水在时间上的分布不均。在这些地区，可以通过改变微地形，如设计鱼鳞坑和梯田达到雨水的就近利用；也可以人为改变雨水的收集面条件，如硬化地面等增加雨水的收集量，存储起来供异地使用。

3 城市雨水利用

城市中不乏有大量的绿地和绿化带，将雨水用于城市绿地灌溉不仅能缓解城市雨洪现象，而且对于缓解城市化进程中对水资源的压力有很大的作用。有试验研究发现，雨水灌溉比自来水灌溉更能促进植物的生长和光合作用，这是因为雨水中所含的营养成分更加丰富（如N和P等）。而且随着城市化进程的加快，绿地灌溉用水量必将越来越大，研究适宜的、多样化的城市雨水灌溉模式是解决这一问题的根本突破口。目前，城市雨水的收集利用主要是屋面雨水的利用，但是，绿地和道路也是城市的一个重要组成，在城市建设中占有很大的比重，这一部分雨水虽然没有屋面雨水清洁，但是因为其地势低，收集容易，因此也成为绿地灌溉的一个重要水源。

4 雨水利用中存在的问题

雨水灌溉是解决农业供水不足的根本出路，根据国内外研究成果发现雨水灌溉虽已取得一定成果，总结出了一系列经验和方法，但在实际应用和推广中仍存在一些问题。

4.1 雨水集蓄利用的水源保证率较低

在西北干旱区，目前的集雨普遍存在因为工程设计的不到位，致使很多工程的现有水量满足只能达到30%左右，蓄水工程的容量系数也只有60%左右，根本无法满足灌溉的需要；很多工程即使在水量上能够满足要求，也无法达到有效的调蓄利用，目前大多数地区只有一些基本的建设原则和方针，具体的设计和技术没有跟上，导致很多地区已灌面积的灌溉保障率较低。

4.2 雨水调蓄利用和先进的节水措施难以配套

集雨节灌综合模式是解决干旱地区农业灌溉的根本出路。干旱地区蓄水工程保证率较低，在作物的关键灌水期常常不能满足需要，因此在作物生育期采用现代节水灌溉技术，保证作物在关键生长时期对水分的需要，使有限的水资源真正用在“刀刃上”，这才能从根本上解决水土资源不匹配的问题，也是干旱地区农业今后必然的发展趋势。

4.3 技术研发力度和政府保障措施不足

蓄水设施是整个雨水集蓄利用系统的核心，但是目前实际生产中蓄水主要是以水窖为主，而且水窖的形式比较简单，设计和建造基本是靠经验，开展不同蓄水模式下的蓄水设施结构研究，因地制宜地制定适合不同地区不同条件的雨水集蓄利用方式才能真正发挥雨水利用的优势，也才能够真正造福当地，达到最大的经济效益和社会效益。另外，政府部门应该加大技术研发的财政支持，在各地制定相适宜的优惠和补贴政策，并通过相应的政策法规去保证政策和举措的真正落实。

5 结论

雨水用于农业灌溉是今后新型的农业发展模式，也是从根本上缓解水资源紧缺的突破口。由于雨水的时间和空间差异性，雨水收集利用是全国乃

至全世界都面临的问题。虽然

目前雨水利用尚存在很多的问题，但是随着技术的不断发展和政策的日益完善，这项技术必然会越来越成熟，应用也会越来越广泛。

参考文献

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