(一)加大研究力度,彰显科技含量
雨水集蓄利用的迅速发展对水资源学科提出了一系列新的研究课题,其基础理论与应用技术将成为水资源学科新的研究方向。雨水集蓄利用包括径流汇集、水量储存、水质处理与高效利用等过程。20世纪90年代以前,国内外研究主要集中在与径流导引、汇集和蓄存相关的工程技术和方法方面。但随着现代研究方法与研究手段的逐步提升,特别是计算机和系统科学的迅猛发展,研究工作逐渐深入到系统模型方面,如雨水汇集环节的径流模型、汇流模型,储存环节的蒸发-渗漏模型,利用环节的配置模型、优化调度模型等。因此,提高工程规划的合理性和调配决策的科学性,在雨水集蓄利用技术研究的同时,加强其基础理论与应用技术研究是未来国内外雨水集蓄利用研究的重点。
目前,雨水集蓄利用技术仍处于不断发展中,宏观层面缺乏系统的科学分析,微观层面缺乏具体的技术指导。随着现代化管理技术的应用,在雨水集蓄系统合理匹配、储水设施防渗材料选择、水质净化以及雨水集蓄利用系统理论、关键技术与技术体系完善等方面,仍需进行重点攻关,逐个突破。一方面随着系统科学、边沿学科的不断发展,在雨水集蓄利用综合技术与社会、经济和环境系统的耦合、协调一致性方面尚有众多课题,需要开展系统、全面的研究;另一方面,目前,有关雨水权属管理方面的研究少之又少,随着雨水资源化及其利用的不断深入,雨水资源的权属问题日益得到重视,开展相关研究的必要性和迫切性进一步彰显。
(二)提高理论研究,体现系统思想
目前,针对雨水集蓄利用单项技术的研究较为系统深入,而对综合技术体系及应用技术的集成与组装配套则重视不够,研究不多,未能形成适合不同区域的系列化、系统性的雨水集蓄利用工程以及与之相配套的节水灌溉、农业种植、作物栽培等集成技术。雨水集蓄利用是一项复杂的系统工程,涉及工程、材料、环境、信息、管理等诸多学科,要实现对雨水资源的高效利用,必须对包括汇集、储存、处理、利用、管理等环节在内的雨水汇集技术、水量储存技术、水质处理技术、节水灌溉技术以及与之相匹配的农业种植技术、作物栽培技术和过程管理技术等进行系统研究和综合集成,使之形成系列化、成套化、集成化的雨水集蓄利用基础理论、应用技术和综合技术体系,建立能够广泛适应不同时间和空间尺度、不同情景的雨水集蓄利用技术模式,是未来雨水集蓄利用理论研究与技术发展的必然。(www.daowen.com)
(三)实现“五水转化”,构建“五库”水循环理论
系统开展雨水集蓄利用与包括天然降水、土壤水、地表水、地下水与作物水等在内的“五水转化”关系理论以及雨水集蓄利用与固体水库、地表水库、地下水库、土壤水库、作物水库等“五库共建”关系理论研究。利用遥感(Remote Sensing,RS)、地理信息系统(Geographic Information System,GIS)、全球定位系统(Global Positioning System,GPS)等综合集成技术,建立基于田间土壤墒情监测、水资源优化配置、水资源高效利用、水资源合理调控的农田生态系统,探讨不同尺度下的雨水集蓄利用与能够确保广义水资源优化调控的整体规划和宏观战略。
在半干旱地区,随着人口和社会经济的发展,粮食生产与畜牧业生产争地矛盾更加尖锐。一方面,发展以降水资源高效利用为核心的雨水高效农业,可大幅度提高作物产出,为调整农业种植结构、减少作物种植面积,实施退耕还林还草、恢复生态环境创造了宽松条件;另一方面,随着社会、经济用水需求的不断增长,对生态环境用水的挤占日益突出。雨水集蓄利用技术的发展,实现了雨水的资源化利用,缓解了水资源供求矛盾,为实施生态环境建设提供了水资源条件。因此,可以预见,依托雨水集蓄利用技术,在加速区域水土保持、小流域生态环境治理的基础上,有效调控降雨径流过程及其再分配,实现雨水集蓄利用与生态环境建设的高度契合,是今后雨水集蓄利用研究的热点。
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