水土保持农业技术——集雨灌溉

        集雨滴灌技术是将雨水集蓄和滴灌结合起来的一种灌溉技术，即利用雨水集蓄工程收集雨水，采用滴灌这种节水灌溉方法对农田进行补充灌溉。其特点是既开源又节流，是干旱、半干旱地区及其他缺水山丘区解决农田灌溉的一种有效方法。

        集雨滴灌系统由收集雨水的集流面、汇集雨水的输水渠（管、沟）、沉砂池和拦污栅、贮存雨水的窑窖或水池，以及灌水部分的首部枢纽、输配水管和滴头等组成。

      滴灌管集雨节灌技术使干旱、半干旱缺水地区发展庭院经济、日光温室等高效经济作物成为可能，同时对减少水土流失，改善生态环境也有促进作用。

集雨滴灌

        雨水利用是一项古老的实用技术。据墨西哥一份报告显示，雨水利用可以追溯到公元前6000多年的阿滋泰克和玛雅文化时期，那里，人们就在墨西哥、秘鲁和南美的安第斯山脉上修建大片梯田和上百公里渠道，供当地数十万居民生活使用。我国的雨水集蓄工程也有悠久的历史。远在公元前2000多年的新疆一带就开始建造坎儿井，用于农田灌溉；秦汉时期一些地方开始修建涝池塘坝，用以拦蓄雨水；明清时期开始出现水窖，甘肃省会宁县至今仍保留有晚清年间建造的集雨水窖。新中国成立后我国的雨水集蓄技术得到了进一步的弘扬和发展，特别是进入20世纪以后80年代以后，随着人口的不断增长和工农业生产的快速发展，水资源供需矛盾日益突出并越来越引起全社会的广泛关注。为克服水资源短缺带来的负面影响，国家每年都重点在水资源比较丰富的地区安排大批的水利骨干项目，但与此同时，各级、各界也在不断地为解决大型工程所不能控制的地区、尤其是干旱半干旱地区的生活生产用水问题寻找出路。

       滴灌是按照作物需水要求，通过低压管道系统与安装在毛管上的灌水器，将水和作物需要的养分一滴一滴，均匀而又缓慢地滴入作物根区土壤中的灌水方法。滴灌不破坏土壤结构，土壤内部水、肥、气、热经常保持适宜于作物生长的良好状况，蒸发损失小，不产生地面径流，几乎没有深层渗漏，是一种省水的灌水方式。滴灌的主要特点是灌水量小，灌水器每小时流量为2-12升，因此，一次灌水延续时间较长，灌水的周期短，可以做到小水勤灌；需要的工作压力低，能够较准确地控制灌水量，可减少无效的棵间蒸发，不会造成水的浪费；滴灌还能自动化管理。

       集雨滴灌是一种补灌农业技术，它能有效地利用水资源，同时还能节约灌溉需要的电力、人力等资源。集雨滴灌系统有主要三个部分组成，包括集雨、蓄水、灌溉。

集雨

1、基本原则

         首先考虑利用现有的集流面，尤其是透水性较弱的表面如天然坡面、场院、道路路面等。若现有的集流面面积小，不能满足集水量要求时，再考虑修建人工防渗集流面作补充。生活用水的集流面应尽量先利用屋面，集雨量不够时再考虑使用庭院地面作补充，并最好能够对其进行硬化处理。庭院外的土类集流面和沥青公路路面上收集的雨水，不宜用作生活用水。修建人工防渗集流面时应优先考虑就地取材，并尽可能地不破坏原有植被，如人均耕地较多的地方可采用土地轮休的办法，用塑膜覆盖部分休闲地作为集流面，第二年该集流面再轮为耕地。选择集流场时应尽可能和水土保持小流域治理相结合，利用荒山坡地作为集流面，并按设计要求修建沟道截流坝，把水引入蓄水设施。利用山坡地作为集流场时，要考虑依地势每隔20—30m沿等高线布置截流沟。截流沟可采用土渠，坡度宜为1／30-1／50，且与输水连通。输水沟宜垂直于等高线布置，可采用矩形和U形素混凝土或砖石砌成。因地形条件限制，集流场远离蓄水设施时，应考虑修建固定的渠道输水，以确保工程能够长期使用。集流场与蓄水工程的结合部一般应规划沉沙池。微型集流场(如庭院屋顶接水)，如经过硬化防渗处理，使雨水中已无泥沙杂质，也可不设沉淀池，而将雨水直接送人蓄水设施。

2、材料选择

       集流面的防渗材料有很多种，如混凝土、瓦(水泥瓦、机瓦、手工青瓦)、天然坡面夯实、塑料薄膜、片(块)石衬砌等，要本着因地制宜、就地取材、集流效率高和工程造价低的原则选用。

3、集雨量计算

        次降水集水量与次降水强度关系密切，在设计计算时，应充分考虑它们的影响。因此，若已知集水效率和次降水量，进行集水量的计算方法可采用:①依据试验资料，在一般性产流理论的指导下，得出次降水的集水效率Ehi;②用公式Poi=EhiPi可计算出该次降水的集水量（Pi、Ehi、Poi分别为次降水量、次降水集水率、次降水集水量）；③累加各次集水量即得到该时段内的总集水量；④考虑到集水面积的影响，实际集水量为：

蓄水

1、蓄水形式

        蓄水设施一般分为水窖、蓄水池、塘坝、大口井等几种形式。

        塑料大棚和曝光温室兼作型：利用塑料大棚或日光温室的棚面作为集流面，可以一面两用。在棚面朝阳一侧修建汇流沟，引水入棚内的蓄水设施，然后通过安装提水设备进行浇灌棚内的瓜果蔬菜等经济作物。对于这种形式，由于棚面面积有限，常常还需要在大棚附近另外再建其他类型的集流设施，以满足大棚和温室作物的需水要求。

滴灌

1、划定灌溉范围

       根据水利水文计算的水量平衡结果，在规划集雨场和蓄水工程的基础上，确定整个以及内部不同类型的各项单个灌区的范围，并在平面图上标示出界线，以便进行管网布置。

2、滴头的布置

        滴头的布置要有利于作物吸收水分和养分，同时要避免产生深层渗漏。一般滴头都是沿毛管均匀布置，即等间距安装在毛管上。根据不同土质和作物株行距情况，滴头间距布置也不等，一般大田密植作物为0．3—0．5 m，瓜类视株行距而定，庭院种植的蔬菜为0．25—0．35 m，果树视树龄和树冠大小而定，一般布置在树冠半径的2／3处。

3、毛管布置

       一般毛管都是顺作物垄向布置，且与支管垂直，由于灌溉的作物不同，毛管的布置形式也不尽相同。

      ①粮棉作物。一般大田作物多采用毛管移动，对低秆的可做横向移动，对高秆的需借助专用移动机具移动或调整种植结构。如套种、宽窄行等，在宽行中进行移动。移动毛管首端要留一段不装滴头的辅助毛管。一条毛管可以移动数次，一组毛管可移动到另一处，单根毛管长度一般为30—50m。

      ②瓜菜类。可分为搭架和不搭架两类。搭架作物毛管移动较闲难，一般布置成固定式；不搭架作物，毛管移动方便，可布置成移动式。固定式布置：作物尽量采用宽窄行的种植方式，毛管一般布置在窄行内，滴头均匀安装，毛管间距视作物宽行距而定。移动式布置：对于宽窄行密株距作物，毛管一般铺在窄行中间灌溉；对于密植作物，可按一定的间距(即滴头间距)移动。毛管长度一般30m左右。

     ③果树类。果树的株行距较大，经济价值较高，毛管一般采用固定式布置。对于面积较小，如庭院种植或经济力量薄弱的地方，也可采用移动式。固定式布置：对于密株距矮化果树和幼树，每行沿树干附近布置l条毛管；对于株行距较大或成龄果树，可每行沿树干附近两侧布置2条毛管，这样灌水条件得到一定改善，但毛管用量比前者多1倍。若采用l根毛管，在树下伸出一段绕树毛管布置，绕树毛管布置在树冠半径的2／3地方，在绕树毛管上根据需水量布置数个滴头，这种布置灌水条件较好。移动式布置：采用I条毛管控制两行树，一行树灌完后，再把毛管移动到另一行树下进行灌溉。也可以采用绕树毛管的布置形式，一行绕树毛管控制两行树，一行树灌完后，再将绕树毛管移动到另一行树下进行灌溉。

4、干、支管的布置

        干、支管布置原则上要求互相垂直，即干管垂直支管，支管垂直毛管。对小的集雨工程，一般只布置支、毛管二级就可。若地形平坦，为节省管材，降低投资，支、毛管尽量做到双向控制布置。若地形为坡地，毛管沿等高线双向控制布置，支行则垂直等高线布置。

5、首部枢纽布置

       首部枢纽即整个集雨系统的蓄水工程(窖、池、坝)等，目前常见的布置形式主要有以下几种模式。

①水源+过滤、施肥设备+田间管网+滴头——自压式。适宜水源位置较高、具有一定压力水头的地方。

②水源+手压泵+过滤，施肥设备+田间管网+滴头——人工加压式。适宜能源缺乏、灌溉面积较小的地方。

③水源+潜水泵(离心泵)+过滤、施肥设备+田间管网+滴头——机压式。适宜有电源、灌溉面积较大的地方。

④水源+水塔(压力罐)+过滤、施肥设备+田间管网+滴头——机压式。适宜具有一定压力的水塔或压力罐的地方。

结论

         集雨滴灌不仅拦截了地表径流，减少了水土流失，而且能解决水资源短缺问题和节约了引水灌溉的其它资源消耗。特别是水资源短缺的地区，结合当地的经济、技术基础合理地利用雨水资源和节灌农业措施，能有效地提高土地的利用效应，解决土地资源矛盾。