国内外雨水资源利用研究综述

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1、国内外雨水资源利用研究综述干旱是一个长期存在的世界性难题，全球干旱半干旱地区约占陆地面积的35%，遍及世界60多个国家和地区。我国是一个干旱和半干旱面积很大的国家，干旱半干旱的面积约占国土面积的52.5%,其中干旱地区占30.8%，半干旱地区占21.7%。黄土高原由于气候干燥，年降雨量少，蒸发剧烈，植被稀少，水土流失严重，生态环境恶化。干旱问题不仅严重地制约着农、林、牧业的持续发展，而且还严重地影响着人类的生存环境。因此，干旱半干旱地区亟待解决水资源的利用问题。　　水资源是能够循环恢复使用的特殊资源。地球上水资源主要有3个方面：

2、地表水资源、地下水资源和降水资源。西北干旱半干旱地区，地表水和地下水资源贫乏，且地下水埋藏深，仅靠开发常规的水资源解决干旱问题，不仅技术上难以实现，经济上也难以承受。而降水资源是最能被植物直接利用的水资源。因此，雨水资源的利用是解决或缓解干旱状况的最重要途径。1　国内外雨水资源利用发展简况　　雨水资源的利用有悠久的历史。早在4000年以前，古代中东的纳巴特人（Nabateans）在涅杰夫沙漠，把从岗丘汇集的径流由渠道分配到各个田块，或把径流贮存到窖里，以供农作物利用，获得了较好的收成。阿富汗等干旱半干旱地区的国家也推广使用了纳巴

3、特人的利用雨水资源的方法。自20世纪70年代以来，美国、前苏联、突尼斯、巴基斯坦、印度、澳大利亚等国对集水面进行了大量研究，如墨西哥利用天然不透水的岩石表层为集水面；美国利用化学材料处理集水面以增加集水效率；美国、墨西哥、索马里在集水面上铺设塑料薄膜、沥青纸、金属板等，集流效果很好，但费用高。目前,德国、日本、加拿大等许多发达国家采用铁皮屋顶集流，将汇集径流贮存在蓄水池中，再通过输水管道灌溉庭院的花、草、树木和卫生间用水。近年来，世界各地悄然掀起了雨水利用的高潮，并成立了国际雨水集流系统协会（IWRA），于1982～1997年在

4、世界各地召开了8次国际雨水收集大会。联合国粮农组织和国际干旱地区农业研究中心，对雨水资源的利用也很重视。以色列、美国、澳大利亚等国成立了干旱研究机构，专门研究有关农业用水的问题。　　我国劳动人民在黄河流域创造出许多雨水利用的经验。距今约4100年夏朝的后稷便开始推行区田法。战国末期有了高低畦种植法和塘坝，明代出现了水窖。本世纪50～60年代，创造出鱼鳞坑、隔坡梯田等就地拦蓄利用技术。近年来，各地纷纷实施雨水集流利用工程，如甘肃的“121”工程，陕西的“甘露工程”，山西的“123”工程，宁夏的“窖窑工程”和内蒙即将启动的“1133

5、8”工程。党的十五届三中全会提出“大力发展节水灌溉，把推广节水灌溉作为一项革命性措施来抓”，《全国生态环境建设规划》也把“大力发展雨水集流节水灌溉和旱作节水农业”作为重要内容。最近又成立了“国家节水灌溉工程技术研究”杨陵中心和北京中心。2　雨水资源利用研究现状　　雨水资源的利用有多种方式，但归纳起来有3个方面：就地拦蓄入渗利用、覆盖抑制蒸发利用和雨水富集叠加利用。2.1　就地拦蓄入渗利用研究　　利用水分的重力效应和土壤的水库效应，根据土壤的可渗透性,以及雨水通过下渗被土壤接纳后的可贮性，通过采用营造田间微集水面和改进耕作措施等水

6、保耕作技术，使降雨就地拦蓄入渗，减少雨水径流流失，提高土壤的贮水量，延长土壤水分的有效供应时间，进而提高植物对雨水资源的利用效率。就地拦蓄入渗利用技术包括水保工程技术和耕作技术。2.1.1　水保工程技术　通过修筑水平梯田、水平沟、隔坡梯田、鱼鳞坑、丰产沟、反坡梯田、集水面整地等水保工程技术，对原地形特征进行改变，使降雨就地拦蓄入渗，提高雨水利用率。据试验观测，在年降雨量450～500mm的半干旱地区，其拦蓄功能与坡地相比为：水平梯田35～100mm/a,隔坡梯田25～65mm/a,水平沟15～57mm/a［2］。2.1.2　水保

7、耕作技术　水保耕作技术主要包括：带状间作技术、粮草等高带状轮作技术、等高耕作技术、水平沟耕作技术、沟垄耕作技术、入渗坑渗水孔耕作技术、蓄水聚肥耕作技术等，这些技术的应用在不同程度上起到拦蓄径流、减少土壤冲刷、提高粮食产量的作用。2.2　覆盖抑制蒸发利用　　雨水被土壤接纳成为土壤水分后，受光、热和风力作用具有可蒸发性。在干旱半干旱区，无效蒸发十分剧烈。研究资料表明：其中70%～80%以径流和蒸发形式损失掉，仅有20%～30%被作物利用。特别是一年中大部分时间处于裸露和半裸露状态的土地，由于忽略了减少地面蒸发，造成雨水资源的蒸发损失

8、。因此，利用覆盖抑制蒸发，延长水在土壤水库中的集蓄时间，是提高雨水资源利用率的有效途径之一。目前，覆盖技术有以下6类。　　(1)黑色覆盖技术。利用秸秆、干草、枯草等植物残余或各种物质燃烧后的灰分或畜禽粪便沤制的厩肥直接覆盖于土壤表面，可以增加温度,降低土壤水分蒸