以甘肃省“集雨节灌”工程为代表的雨水补充灌溉农业在我国干旱缺水地区农业灌溉中发挥了十分重要的作用，已成为区域农业生产新的增长极。总体来看，甘肃省农村雨水集蓄利用农业灌溉工程发展模式主要包括雨水就地叠加利用模式、塑料大棚雨水高效利用模式、现有弱透水面集水利用模式、专用集流面利用模式以及小流域集水综合利用模式。

（一）就地叠加利用模式

雨水就地叠加利用模式是将覆膜技术和膜侧种植技术相结合，就地集水，就地利用，从而达到集水、保墒、抗旱的目的。严格地说，雨水就地叠加利用模式属于农艺耕作技术范畴，俗称垄沟种植技术，主要是通过在田间修建小弓型土垄，在垄埂上覆盖塑料薄膜产流，小垄沟接纳雨水向土壤深层入渗，增加土壤水分入渗量，减少流失或无效蒸发损失，直接提高降水利用率，促进作物生长。进一步分析可知，田间集雨过程实际上是一个雨水空间叠加的过程，即非种植区的降雨由于塑料薄膜的防渗作用自然汇集到种植区，两块土地上的雨水被其中一块土地（种植区）利用，在同等降雨条件下使作物种植区的可利用水分显著增加，保障了作物生长过程对水分利用的需求。雨水叠加利用示意图见图2-2。

雨水就地叠加利用技术的主要特点在于将非种植区的天然降雨供给种植区作物生长利用，其利用流程为通过垄沟种植实现叠加富集雨水→土壤水库储存雨水→生物高效利用雨水；关键技术是改变地表空间立体微地形，形成膜料覆盖集雨区和作物种植区，将集雨区的雨水汇集到种植区进行利用。该模式适合在干旱、半干旱山区的坡耕地和梯田上利用，能够有效提高降水利用效率，尤其适合在小麦、玉米等宽行栽培作物中应用。具体运用时应充分考虑当地的天然降水、气候、作物种类，在不同类型地区对不同作物具有不同的利用模式。在甘肃天然降水量400mm左右的地区，通常的做法是在一块田地中，间隔30cm左右，覆膜40cm左右，在垄膜的两侧种植作物。这种方法比常规种植方法空地面积大，采光、通风条件优越，叠加富集之后的可利用水分增加1倍以上，水分供给情况大为改善，作物长势良好，单产远远高于普通大田。

（二）塑料大棚雨水高效利用模式

塑料大棚雨水高效利用模式即利用已有塑料大棚塑膜棚面作为集流面进行集水，是雨水集蓄系统与大棚设施农业有机结合形成的一种雨水高效利用形式。该利用模式充分利用大棚塑膜棚面集水：①在棚面汇流处修建深20cm、宽20cm的混凝土集水槽，用于汇集棚面雨水；②依据大棚温室面积修建1～2眼体积30～50m3左右的蓄水设施，有效储存塑膜棚面集水；③选配与温室灌溉技术相一致的灌溉供水、过滤、施肥等首部设施；④根据大棚温室作物种植情况，配套田间高效节水灌溉系统，实现对雨水的高效利用。同时，值得指出的是，在降水量较小或棚内设施农业需水量较大地区，当塑膜棚面集水不足时可以修建混凝土集流面作为补充。塑料大棚雨水集蓄工程布置示意图见图3-8，利用模式流程图见图8-3。

图8-3　塑料大棚雨水高效利用模式流程图

塑料大棚塑膜棚面以其良好的集流效果在农村雨水集蓄利用中发挥了重要作用，不同降水量地区塑料大棚塑膜棚面集水量见表8-3。甘肃省农村雨水集蓄利用实践证明，在降水量400mm及其以上地区，依靠棚面集雨就可确保棚内作物的灌溉用水需求，而在降水量不足400mm的地区则要采用混凝土集流面作为补充。其中，在降水量300mm地区，在拟定的辣椒+秋冬茬黄瓜、辣椒+秋冬茬番瓜、早春西红柿+秋冬茬黄瓜、早春西红柿+秋冬茬番瓜、早春黄瓜+秋冬茬番瓜、早春番瓜+秋冬茬黄瓜等作物种植模式下，塑膜棚面集水均不能满足灌溉需水，缺水量在0.3～28.3m2之间，需要分别建设3～131m2的混凝土集流面补充集水；在降水量350mm地区，在前述作物种植模式中，早春西红柿+秋冬茬黄瓜、早春西红柿+秋冬茬番瓜、早春黄瓜+秋冬茬番瓜模式不缺水，而辣椒+秋冬茬黄瓜、辣椒+秋冬茬番瓜、早春西红柿+秋冬茬黄瓜等作物种植模式缺水量分别为3.1m3、5.5m3和5.5m3，需要分别建设14m2、25m2和25m2的混凝土集流面进行补充集水。

表8-3　不同降水量地区塑料大棚塑膜棚面集水量表

注　塑料大棚建设面积按长度60m、宽度8m计算，集流效率按有关规范取用。

据分析计算，甘肃省典型区域塑料大棚平均集流效率达87.9%。由表8-3可知，长60m、宽8m塑料大棚在一个作物种植期内，在300mm降水量地区可集水125.3m3，在拟定的6种作物种植模式下，水分自给率在77.4%～99.5%之间。

（三）现有弱透水面集水利用模式

现有建筑物弱透水面主要是指已形成的集流效率较高、渗透系数较小、适宜集流的场地，如打碾场、家庭场院、学校操场、水泥或沥青路面、农用道路、荒山荒坡等。

在甘肃农村雨水集蓄利用实践中，考虑到发展农村雨水集蓄利用需要巨大的工程投入，工程建设充分利用区域内各种现有弱透水表面作为集流面，很好地发挥了工程设施简单、截引利用方便、减少工程投资、加快建设进度等优点。现有弱透水面集水利用模式流程图见图8-4，利用模式见图8-5。

图8-4　现有弱透水面集水利用模式流程图

图8-5　现有弱透水面集水利用模式

1.场院及屋面集流面利用模式(www.daowen.com)

庭院、场院在农村地区分布广、数量大，作为农村雨水集蓄利用工程集流面得到了大量应用。场院集流面包括打碾场、家庭场院、学校操场等。由于面积较小，往往只能为一个水窖供水。其集流效率比原土夯实面稍高，在半干旱地区，约为15%～25%。场院在农村中分布较多，应加以充分利用。

在农村，可作为集流面的建筑物表面还包括各类屋面。水泥瓦屋面的集流效率可达70%～80%，机瓦屋面集流效率约为40%～50%，农村自制的小青瓦集流效率只有30%～40%。屋面主要用于家庭生活供水的集流面，但在丰水年也可用于庭院花卉、菜园、果树等的补充灌溉。

2.公路集流面利用模式

公路具有较高的集流效率，是良好的集流面。公路集流面是指利用已经建成的混凝土或沥青混凝土衬砌的公路路面作为集流面的一种农村雨水集蓄利用模式。一般情况下，公路两边都修建有公路排水沟，可根据当地的地形条件，在适当地点把水引出排水沟，经沉沙池沉淀处理后，再通过输水渠引入蓄水池；当地块离公路较远时，宜修建引水渠道把水分别引入蓄水设施中。

公路集流面集流效率与路面状况、道路等级以及公路保护带衬砌方式等因素有关。在降水量400mm左右的地区，对于一般条件的衬砌公路面，集流效率为62%～65%；路面状况较好，保护带级别较高时，公路的集流效率大致与混凝土专门集流面一致，可达70%以上。

3.农用道路集流面利用模式

甘肃土地面积大，农用道路数量较多，一般情况下，在有耕地存在的地方均有农用道路存在。视农业生产的实际需要和灌溉方式的技术适应性，可采用直接引灌和拦蓄调节两种利用模式。农用道路集流效率高于天然荒坡面，利用潜力十分巨大。但其坡度一般变化较大，也没有排水渠，作为集流面利用时，应结合雨水集蓄系统的建设进行改造。对于大致平行于等高线的农用道路，一般需要在道路两侧修建集水渠，向某一方向集中引水；对于大致垂直于等高线的农用道路，一般只在需要引水的地方修建截引渠或引水口即可。一般情况下，农用道路集流面集流效率比管护良好的原土夯实集流面略低，一般为10%～15%。虽然如此，农用道路除了本身的集流效果外，往往还可汇集到周边荒山、荒坡和林地、草地以及农作耕地的雨水。因而，利用农用道路集流，往往可以达到较好的效果，在各地的农村雨水集蓄利用实践中被广泛应用。

4.荒山荒坡集流面利用模式

甘肃省幅员辽阔，地形起伏，荒山荒坡数量大、分布广，在雨季具有一定的集流效果。利用天然荒山坡面作集流面时，应将集流场布置于拟灌耕地之上，使之形成一定的高差，尽量满足各种灌溉方式所需的水头，以便进行自压灌溉，并在坡面上按一定间距规划修建截流沟和汇流沟，利用输水渠道或管道把水引入涝池等蓄水设施。

建设于荒山荒坡上的集流面，应根据地形坡度确定纵向坡度，一般坡度不大于1/3，且应在集流面的下沿处设置截流引水渠，引水渠一般采用1/100～1/50的横向坡度，最小不得超过1/200。当建设较大型的农村雨水集蓄利用工程，采用荒山荒坡集雨时，由于荒山、荒坡集雨的含沙（泥）量相对较高，需要沉沙池的面积也往往较大，对此，应经专门论证确定。

（四）专用集流面利用模式

图8-6　混凝土专用集流面集水利用模式流程图

在一些地区，由于降水稀少又远离可利用的公路、场院等现有集流面，则需要修建人工集流面，作为农村雨水集蓄利用农业灌溉的专用集流面。目前，甘肃省推广应用的专用集流面类型主要有混凝土集流面、水泥土集流面、塑料薄膜集流面、原土夯实集流面以及其他新型材料集流面，而用于农业灌溉的集流面则主要以混凝土集流面为主。混凝土专用集流面集水利用模式流程图见图8-6。

混凝土作为防渗衬砌材料在渠道防渗、河湖护岸等工程中都有广泛应用，作为农村雨水集蓄利用的集流面防渗材料也已有十多年的时间，其应用技术已经成熟。混凝土集流面具有施工简单、坚固耐用、集流效率高等特点。作为集流面，除较多地在庭院内应用外，近年来也用于荒山、荒坡的硬化处理上，取得了很好的集流效果。由于混凝土集流面集流效率高、集流量大，往往需要修建输水渠，供给多个水窖蓄水。

甘肃省推广应用的混凝土专用集流面通常采用纵向、横向双向坡度。纵向一般采用1/20～1/10的坡度，横向一般用1/100～1/50的坡度，纵、横方向均坡向引水渠或蓄水设施；建设于荒山荒坡上的集流面一般根据实际地形坡度确定纵向坡度，但为节省工程量，坡度一般按不大于1/3设计，且在集流面的下沿处设置截流引水渠，引水渠采用1/100～1/50的横向坡度，最小按不小于1/200控制。

（五）小流域集雨综合利用模式

图8-7　小流域集雨综合利用模式流程图

小流域集雨综合利用模式即以自然小流域为单元，通过塘坝、淤地坝等小型水利工程措施拦蓄雨洪，并合理规划布置沟、渠、管、路网络，将从小流域收集到的径流加以综合利用。目前，小流域配合塘坝、淤地坝利用模式已经成为甘肃旱地集水农业高效用水的主要利用模式之一。小流域集雨综合利用模式的特点是：集流面分布范围广，蓄水设施容积大，可供调蓄利用的水量较大，利用途径多样化，集水土保持效益、生态环境效益、社会经济效益为一体，费省效宏，推广利用前景广阔。小流域集雨综合利用模式流程见图8-7。

塘坝、淤地坝一般均采用黏性均质土坝挡水。对于规模较小的塘坝、淤地坝一般无引水设施，采用直接从坝内提引供水方式供水；中等以上规模的塘坝、淤地坝则埋设引水管，采用卧管或闸阀控制方式供水。