(一)总体布局
农村雨水集蓄利用工程是一项小微型水利工程,具有形式多样、类型复杂、结构多变、特色鲜明等特点,其总体布局应坚持以下原则:
(1)坚持需求引导,工程保障的原则。必须始终把需求放在首要位置,作为进行工程规划、实施的重要依据,必须依托各单项雨水集蓄利用工程措施的有机配套,最大限度地保障规划用水对象的水资源利用需求。
(2)坚持以需定供,供需平衡的原则。必须严格执行以需定供,依据具体规划用水对象的水资源利用需求,确定雨水集蓄利用工程的建设规模,做到各类工程措施合理配套,确保水资源供需平衡。
(3)坚持因势利导,节约能源的原则。充分利用各种有利地形条件,做到各类工程措施的合理布局、有机结合和良好衔接,始终把节约能源放在首要位置,尽可能依靠自重力供水,实现高水高用,低水低用。
(4)坚持统筹规划,综合利用的原则。必须始终坚持以提高水资源利用率、利用效率为终极目标,统筹规划,综合利用,谋求有限水资源在解决农村生活用水、发展农业灌溉、恢复生态植被等方面利用效益的最大化。
(二)集流面工程布局
集流面工程是雨水集蓄利用工程的水源工程,集流面工程的布局事关水源的安全、稳定与可靠。因此,集流面工程布局应坚持以下原则:
(1)坚持现有为主,补充为辅的原则。在充分利用各种天然集流面、现有建筑物弱透水面,有效收集天然降水的基础上,依据供需平衡原理,规划建设补充人工集流面数量,最大限度保障水资源供给。
(2)坚持相对集中,便于集水的原则。作为水源工程的集流面要相对集中,选址合理,在布局上创造有利于收集雨水的良好条件,以便尽可能缩短引水渠(管)道长度,尽可能提高雨水收集利用效率。
(3)坚持就近利用,提高效率的原则。通过集流面收集的雨水要尽可能实现就地蓄集,就近利用,尽量缩短引水、输水工程距离,减少引水、输水过程的水量损耗。一方面,最大限度降低工程建设投资;另一方面,显著提高水资源综合利用效率。
(4)坚持就地取材,节约投资的原则。在尽可能提高集流效率的前提下,因地制宜,就地取材,充分利用当地建筑材料规划建设集流面,最大限度节省工程投资,为实现雨水集蓄利用工程的可持续发展创造条件。
(三)蓄水工程布局
蓄水工程是雨水集蓄利用工程不可替代的重要组成部分,发挥着蓄集、调控水量供给的作用。因此,蓄水工程布局应坚持以下原则:
(1)坚持因地制宜,整体协调的原则。充分利用各种有利于蓄水的地形条件,因地制宜、因势利导,最大可能实现与区域环境及其他工程的协调、配套与有机结合,布设类型多样、型式各异的蓄水工程设施。
(2)坚持集蓄配套,高效利用的原则。依据集流面工程布局、规模,确保规划集水量与蓄水设施容积合理匹配要求,科学布局蓄水工程及其规模,最大限度提高集流面工程与蓄水设施的匹配程度,继而提高设施利用率。
(3)坚持管路最短,能耗最低的原则。在同时满足靠近集流面、靠近用水对象要求,最大限度缩短输水管道距离的基础上,充分利用有利地形布设蓄水设施,尽可能依靠自重力输水,降低供水过程的能源消耗。
(4)坚持便于管理,运行可靠的原则。蓄水设施布局应远离崖坎、树木,应靠近道路或者具有修建阀门井、管理房等管理设施的有利地形,应选择适合当地地形与地质条件、结构稳定、能够确保安全运行的蓄水设施。(www.daowen.com)
(四)典型工程布置形式
1.农村生活用水雨水集蓄工程布置
长期以来,我国北方地区常常利用机瓦、小青瓦屋面与混凝土庭院等作为集流面,采用水窖作为蓄水设施。近年来,随着人民群众生活水平的提高,对供水水质提出了新的要求,为实现分质供水提供了可能。于是,有些地区开始在屋檐下增设集水槽,将雨水引入高位储水池自压供水,不仅提高了供水水质,而且方便了供水利用。雨水集蓄利用生活用水工程示意图见图3-4。南方地区则由于降水条件相对比较优越,仅依靠屋面集流即可满足生活用水需求,蓄水设施具体布置形式有高位储水池、地埋式有盖蓄水池等。
2.公路雨水集蓄工程布置
公路一般采用沥青混凝土建设,具有较高的集流性能,是良好的集流面,规划中可以依据公路布局与具体用水对象分布情况,沿公路两侧布置蓄水设施(池、窖)群。引水可借助公路排水沟进行,在适当位置将水导引出排水沟,经过简单的预沉淀处理后,再通过输水渠将水流引入蓄水设施中以待利用。公路集水工程典型布置示意图见图3-5。当灌溉耕地远离公路且比较分散时,宜根据灌溉分布情况,分散布设蓄水设施(池、窖)群。公路集水工程分散布置示意图见图3-6。
3.天然坡面雨水集蓄工程布置
植被较好的土质和岩石等天然坡面可以作为集流面直接加以利用。当坡面植被较差,容易引起冲刷时,一般在坡面适当位置平行等高线布置截流沟和汇流渠,分别汇集坡面径流后引入蓄水设施。近年来,南方一些降水量较大地区,往往在山坡、河谷适当位置修建蓄水设施(池、窖)群,储存坡面和沟道降雨径流,进行季节性缺水时的水稻补充灌溉。天然坡面雨水集蓄利用工程布置示例见图3-7。
图3-4 雨水集蓄利用生活用水工程示意图
图3-5 公路集水工程典型布置示意图
图3-6 公路集水工程分散布置示意图
图3-7 天然坡面雨水集蓄利用工程布置示例
4.温室大棚雨水集蓄工程布置
如前所述,温室大棚塑料薄膜棚面是良好的集流面,在北方降水量较好以及广大的南方地区,仅仅依靠棚面集水即可满足温室大棚作物灌溉用水需求;北方降水量较小地区,当棚面集水不足以满足温室作物灌溉需水要求时,可通过新建集流面补充收集雨水。蓄水设施可布置在棚内或棚外,沿塑料薄膜棚面下沿修建汇流渠引水进入蓄水设施中,供温室大棚灌溉之用。塑料大棚雨水集蓄工程布置示意图见图3-8。
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