集雨水窖工程在安塞縣山地果園中的應(yīng)用

何 剛

（陜西省涇惠渠管理局 陜西 三原 713800）

1 自然概況

安塞縣地處西北內(nèi)陸黃土高原腹地，鄂爾多斯盆地邊緣，位于陜西省北部，延安市正北，縣境南北直線距離92km，東西直線距離36km，總土地面積2950km2，其中耕地97.95萬(wàn)畝，95%屬于山地，基本農(nóng)田僅有44.09萬(wàn)畝。安塞縣西鄰志丹縣，北靠榆林市靖邊縣，東接子長(zhǎng)縣，南于甘泉縣、寶塔區(qū)相連，屬典型的黃土高原丘陵溝壑區(qū)。安塞縣平均海拔為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月三個(gè)月。安塞地形地貌復(fù)雜多樣，境內(nèi)溝壑縱橫、川道狹長(zhǎng)、梁峁遍布。近年來(lái)，隨著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，安塞縣加大了對(duì)林果業(yè)和棚栽業(yè)種植戶的扶持力度，棚栽業(yè)和林果業(yè)發(fā)展迅速，截止2008年年底，全縣果園面積已經(jīng)發(fā)展到25萬(wàn)畝，其中大部分為山地果園，并且沒有灌溉水源。

2 存在的主要問題

2.1 干旱缺水

安塞地處西北內(nèi)陸黃土高原腹地，鄂爾多斯盆地邊緣，屬典型的黃土高原丘陵溝壑區(qū)縣，自然災(zāi)害主要有干旱、大風(fēng)、沙塵暴、冰雹、霜凍等，尤以干旱最為嚴(yán)重。對(duì)農(nóng)業(yè)影響較大的災(zāi)害主要是旱災(zāi)。近幾年果園的收成較少，商品率底，大部分蘋果都不能裝箱。

2.2 地表水少，生態(tài)環(huán)境差，水土流失嚴(yán)重

安塞縣丘陵廣布、溝壑縱橫，地表水資源貧乏，年降水時(shí)空分布嚴(yán)重不均，年降水量74.3%均集中在7月、8月、9月三個(gè)月。黃土高原黃土層垂直裂隙多，豎向滲透性強(qiáng)，雨水降到地面之后，迅速被充滿垂直裂隙的黃土層所吸收而后又在干燥空氣中蒸發(fā)，降水很難形成徑流，下雨有水，天晴地干，加之陜北地區(qū)植被稀少，水土流失更為嚴(yán)重。

2.3 果園區(qū)沒有可以利用的水源

目前，果園面積已經(jīng)達(dá)到25萬(wàn)畝，幾乎沒有灌溉水源，當(dāng)?shù)厝罕姙榱藬[脫干旱缺水困境，使果樹滿足緊要關(guān)頭的水分保證，每年都要下山到幾里以外的河流取水，采用牲畜拖水，然后對(duì)事先挖好的樹坑進(jìn)行灌溉，再用土覆蓋。這樣每天往返一次取水需要四、五個(gè)小時(shí)，每年6至7個(gè)月都要下河取水。在蘋果需水期農(nóng)村青壯年勞動(dòng)力的主要任務(wù)就是起早睡晚到河里取水，保證蘋果的基本收成。安塞縣地區(qū)水資源極度缺乏，嚴(yán)重地影響著當(dāng)?shù)厝罕姷恼Ｉ?，制約著當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展，水源問題已經(jīng)成為當(dāng)?shù)厝罕姾驼P(guān)注的焦點(diǎn)問題。

3 集雨水窖工程

安塞縣地廣人稀，政府為了解決群眾的生活用水，組織村民在自己家院子地勢(shì)低洼處修建容積為3m3左右的小水窖，以房屋頂、院落等硬化收集雨水，解決了部分群眾的飲水問題。水窖建設(shè)避免了管引工程的投資大、水源距離遠(yuǎn)等缺點(diǎn)，彌補(bǔ)了小高抽的許多缺點(diǎn)。水利局及時(shí)總結(jié)水窖建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，以群眾自愿、政府補(bǔ)助的方式在群眾小范圍果園中自發(fā)建設(shè)小水窖，以解決涂白、打藥之用。這樣大大減少了勞動(dòng)力，建設(shè)水窖的思想在群眾的腦海中形成了。為了使水窖建設(shè)工程在安塞的山地果園中順利實(shí)施，縣水利局對(duì)水窖工程建設(shè)制定了詳細(xì)的實(shí)施方案。

3.1 水窖設(shè)計(jì)

集雨水窖按畝規(guī)劃，根據(jù)蓄水工程容積可按照下式計(jì)算：

式中，V——蓄水容積；

W——全年供水量，本次按照節(jié)水灌溉制度下蘋果的灌溉定額10m3/畝，灌溉2次，有效利用系數(shù)0.85進(jìn)行計(jì)算，W=1×10×2÷0.85=23.53m3/a；

α——蓄水工程蒸發(fā)、滲漏損失系數(shù)，取0.05；

K——容積系數(shù)，半干旱地區(qū)，灌溉供水工程取0.6。

經(jīng)計(jì)算，每畝蓄水工程容積為15m3，本工程主要采用7.5m3水窖，每畝2座。

由于安塞廣泛分布黃土,土壤類型主要為黃土性土和紅膠土，黃土性土有黃綿土、綿沙土、灰綿土，以黃綿土為主。黃綿土質(zhì)地輕壤，疏松軟綿，孔隙度大，通氣性良好，透水性強(qiáng)，粘結(jié)力差，遇水易溶解，抗侵蝕能力差。土壤為自重失陷性黃土。規(guī)范規(guī)定，窖身和窖口通常采用必要的工程加固措施，以防止土體坍塌。

水窖窖體圓形和矩形兩種形式做以比較，認(rèn)為在水窖結(jié)構(gòu)受力等方面圓形水窖比矩形水窖條件好，比較耐用，并且經(jīng)過水利局對(duì)群眾征求意見，證明小型水窖很受群眾歡迎。但水窖基礎(chǔ)必須建在原狀土（或老黃土）上。7.5m3圓形水窖采用砌磚圓柱形窖體，由12cm厚M7.5水泥砂漿砌MU10磚組成，窖體內(nèi)徑2.5m，深1.3m；窖蓋為整體磚拱窖蓋，由12cm厚M7.5水泥砂漿砌MU10磚組成；窖蓋頂拱矢高0.95m，拱半徑0.95m；窖口為整體砌磚結(jié)構(gòu)，砌體厚度為12cm，采用M7.5水泥砂漿砌MU10磚；窖口直徑0.6m，高0.36m。水窖防滲分為窖壁防滲和窖底防滲兩部分：窖壁防滲采用M10水泥砂漿抹面，分三次抹面，每層厚1.0 cm，厚度3cm。砂漿比例分別為1∶3.5、1∶3.0、1∶2.5。為了使防滲層與窖體緊密結(jié)合，在抹第一層砂漿時(shí)，用力將砂漿壓入墻縫，以增加防滲砂漿與窖壁的連續(xù)性和整體性。第二層和第三層抹面時(shí)要求在砂漿中摻防水水泥粉（50kg水泥摻1kg防水粉），以保證防滲效果。窖底防滲采用10cm厚C15砼。

3.2 集雨場(chǎng)設(shè)計(jì)

根據(jù)《雨水集蓄利用工程技術(shù)規(guī)范》（SL267—2001）附錄C中的“集雨灌溉及家庭養(yǎng)殖用雨水集流工程每立方米集流量所需集雨面積表（表C2）”進(jìn)行內(nèi)差計(jì)算，其混凝土集雨面的數(shù)值W=0.34m3/m2，屋頂集雨面的數(shù)值W=0.23m3/m2，水泥瓦集雨面的數(shù)值0.33m3/m2。

（1）屋面與院落聯(lián)合集雨。在住家戶附近的果園，通過院子集水槽將屋面集雨和院落硬化后匯流的雨水匯集到過濾池，處理后注入水窖儲(chǔ)存，使用時(shí)通過手壓泵抽取。優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)便易行，不用尋找集雨場(chǎng)，僅將院落硬化，即集雨，又改善了村莊的精神文明建設(shè)；缺點(diǎn)是水窖位置低、不能自流。

（2）現(xiàn)澆砼集雨面集雨。在果園中建設(shè)水窖。由于果園在山區(qū)，沒有合適的集雨場(chǎng)，為了合理利用果園中的空地做集雨面，砼集雨面形狀可以為圓形和方形，或圓形和方形結(jié)合使用。主要修建在水窖上部及周圍。優(yōu)點(diǎn)是集雨效率高，含沙量小，打掃方便；缺點(diǎn)是若砼裂縫，較難處理。

（3）水泥瓦集雨面集雨。同現(xiàn)澆砼集雨面一樣，修建在水窖上部和周圍，其形狀僅為方形。優(yōu)點(diǎn)是彌補(bǔ)了砼集雨面的缺點(diǎn)，集雨面是由每小塊水泥瓦組成，若是那塊水泥瓦損壞，直接換掉就行；缺點(diǎn)是比砼集雨面投資大。

在水窖工程建設(shè)中，水利局提供原材料即水泥、鋼筋、水管、手壓泵等，并現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)指導(dǎo)和質(zhì)量監(jiān)督，農(nóng)戶投工投勞建設(shè)，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)外圍等，責(zé)任明確，措施得力，建設(shè)進(jìn)度快、質(zhì)量好，基本上是建一眼，成一眼，受益一處，效果比較理想。

4 工程管理

在水窖工程施工計(jì)劃下達(dá)以后，開工之前，縣水利局到達(dá)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)及村組，就與承建農(nóng)戶說明了水窖建成后簽訂《水窖建設(shè)及管護(hù)責(zé)任書》，并由縣水利局給每座水窖辦理產(chǎn)權(quán)證書，水窖產(chǎn)權(quán)歸受益群眾所有，明確工程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和工期，規(guī)定水窖設(shè)施按自建、自管、自用、自我維修的良性機(jī)制運(yùn)行，縣水利局和各鄉(xiāng)鎮(zhèn)中心管理站定期對(duì)工程維護(hù)情況進(jìn)行檢查、抽查，觀察水窖滲漏以及水窖使用情況，為后期水窖建設(shè)積累經(jīng)驗(yàn)。

要求窖主在工程竣工后按正確方法使用，確保長(zhǎng)期發(fā)揮效益。水窖使用和管理要抓好以下四點(diǎn)。

（1）定期沖洗：在雨季，要利用大氣降水資源，對(duì)水窖進(jìn)行定期沖洗，一般每年沖洗一次。

（2）排陳蓄新：在沖洗間隔期內(nèi)，如有穩(wěn)定的降水過程，要及時(shí)打開排污退水閥，將水窖底部濁度較大的陳水排放出去，再蓄集新鮮水補(bǔ)充。

（3）不定期抽查：由縣水利局和各鄉(xiāng)鎮(zhèn)水管站工作人員不定期對(duì)所在鄉(xiāng)鎮(zhèn)水窖工程進(jìn)行巡查回訪，對(duì)高山區(qū)部分水窖進(jìn)行抽查，確保正常使用。

水利局每年在抽查過程中對(duì)水窖的滲漏和損壞情況做以詳細(xì)記錄，為陜北地區(qū)水窖建設(shè)積累豐富的經(jīng)驗(yàn)。

5 效益分析

5.1 增收效益

水窖建成后，可以大大增加果園灌溉面積。利用雨水集蓄工程對(duì)蘋果關(guān)鍵需水期進(jìn)行節(jié)水灌溉，果園灌溉次數(shù)每年可增加到灌溉2次，通過水利灌溉，不僅可以增加蘋果的產(chǎn)量，還可以提高蘋果的商品率。果園畝增產(chǎn)量為800kg，灌溉分?jǐn)傁禂?shù)為0.5，即果園灌溉增產(chǎn)量為每畝400kg，蘋果按每公斤3.6元計(jì)算，則蘋果增收效益為1440元。

5.2 省工效益

水窖建成后，每畝果園平均年可以節(jié)省灌溉運(yùn)水工日約5個(gè)，若折合成外出務(wù)工工日，每個(gè)工日按80元計(jì)算，年可間接增加農(nóng)民收入400萬(wàn)元，即省工效益為400元。

以上經(jīng)濟(jì)效益合計(jì)：1840元/年。單眼7.5m3水窖投資3500元，每畝2眼，總投資7000元，按次推算，3.8年可收回全部投資。

2009年至2010年，中、省通過中央財(cái)政小型農(nóng)田水利重點(diǎn)縣項(xiàng)目共投放安塞縣水窖建設(shè)資金2600多萬(wàn)元，扶持建設(shè)了5955眼水窖，解決了安塞縣5000多畝山地果園灌溉問題。

6 建議

截止2010年底，安塞縣山地果園面積已經(jīng)發(fā)展到33.3萬(wàn)畝，但是絕大部分沒有可靠的灌溉水源。這些果園大多都在山區(qū)，分散不集中，地形地質(zhì)條件不一，適宜于建設(shè)水窖工程分散供水灌溉。水窖工程成功經(jīng)驗(yàn)也適宜于在安塞的其他地區(qū)大量推廣。但由于缺水地區(qū)山高路遠(yuǎn)、交通不便、經(jīng)濟(jì)落后、群眾自籌能力有限，工程實(shí)施需要國(guó)家進(jìn)一步加大投入力度，才能有效解決工程資金不足的困難，加快步伐，解決困難。

集雨水窖工程的實(shí)施，增加了群眾收入，改善了群眾的生活質(zhì)量，改變了農(nóng)村的面貌?？傮w看來(lái)，確實(shí)是一項(xiàng)切實(shí)可行工程。陜西水利