雨水集蓄利用是以解决农村生活用水为目的而发展起来的一门新技术,目前仍处于蓬勃发展和不断拓展提升阶段。与其他所有应用型技术一样,科技对技术的不断发展具有十分重要的促进和推动作用,雨水集蓄利用的发展同样离不开技术乃至建立在技术基础之上的工程措施的支撑。就现状而言,虽然雨水集蓄利用在解决农村生活用水、发展农业灌溉和恢复植被建设中发挥了巨大作用,但毕竟雨水集蓄利用起步晚,集、蓄、输、供、用等各环节技术体系仍在形成、完善与不断提升之中,在许多方面还缺乏系统性深入研究,发展潜力还很大。
党的十六届五中全会提出了建设社会主义新农村的要求,而且,随着经济社会的发展,我国各地将逐渐进入工业反哺农业阶段,解决农村“两水”(生活用水和灌溉用水)问题成为必然,与之相关的水资源利用将成为重中之重。因此,在我国干旱缺水地区,作为支撑水资源可持续利用的雨水集蓄利用技术,在实践应用环节还存在许多技术难题需要通过研究加以解决。归纳起来,这些问题集中表现在工程建设材料、灌溉技术体系、综合利用模式、生态农业和环境建设、对区域经济发展的支撑能力等方面。
(一)雨水集蓄利用系统更加完善
近年来,随着雨水集蓄利用农业灌溉工程的大面积推广应用,雨水集蓄利用系统得到较快发展,各种新材料、新技术、新方法研究取得重要突破,雨水集蓄利用技术逐步得到完善。但整体而言,我国雨水集蓄利用工程技术发展还处于较低层次,管理还处于相对落后水平,尚没有建立起具有区域特色的雨水资源高效利用模式和配套技术体系,工程技术的集成度和配套性较差,新技术研究和应用较少,科技含量也较低。局部一些地方,由于当地缺乏工程建筑材料,运输费用高,从而加大了工程建设成本,不利于雨水集蓄利用工程的可持续发展。尤其是雨水集蓄利用方式、防渗材料等环节相对比较薄弱,已经难以适应雨水集蓄利用工程迅速发展的需求。针对上述情况开展相应研究,为雨水集蓄利用工程发展提供技术支撑和技术储备,已成为未来一段时期内完善雨水集蓄利用系统和实现雨水集蓄利用可持续发展的迫切要求。
(二)雨水集蓄利用蓄水设施更加优化
现行的雨水集蓄利用蓄水设施主要包括水窖、水池、水窑、水柜等类型,在其结构方面各有优缺点。虽然目前在生产实践中均有使用,但在不同地质、建筑材料、结构型式等条件下究竟何种类型更为经济,至今还没有建立起一套完善的评价技术体系。目前,有关蓄水设施结构型式及防渗衬砌材料方面,已有大量实践经验和单项研究成果。但是,现有蓄水设施结构型式、施工技术、防渗抗冻技术等方面还存在许多问题,需进一步改进与完善,使其在确保安全的前提下,更加经济实用。同时,一些新型材料与结构蓄水设施也有待于进一步开发利用。所有这一切,均为雨水集蓄利用技术发展提出了更高要求。
(三)雨水集蓄利用先进实用技术应用更加广泛
我国雨水集蓄利用历史悠久,积累了许多成熟的应用型技术,如耕作保墒技术、农艺保水技术、水窖蓄水技术以及雨水高效集蓄利用技术等。这些技术简单易行,实用性强,效果显著,为广大群众所认可和接受,在雨水集蓄利用中得到了广泛应用。但其不足之处是雨水集蓄利用综合技术的集成度不够,导致雨水收集、储蓄和利用效率不高,严重影响着雨水集蓄利用技术的进一步发展。因此,迫切需要针对雨水集蓄利用各系统构成,分别开展先进实用的人工集流面材料与建造技术、高性能防渗材料与蓄水结构技术、集约化高效农业与节水灌溉技术等研究,并在生活、生产领域,特别是集约化设施农业、高档花卉养殖、特色林果、高附加值农产品加工等方面大力推广应用,为实现雨水集蓄利用的可持续发展奠定基础。(www.daowen.com)
(四)雨水集蓄利用系统规划模型初步形成
雨水集蓄利用包括雨水收集、蓄存和利用三个环节,它们互相关联、互相依存,不仅是构成雨水集蓄利用系统的重要内容,而且是雨水集蓄利用的重要环节。目前,在具体的雨水集蓄利用工程规划中,虽然通过规划需水量与可集水量的衔接以及集流面与蓄水设施的匹配设计,一定程度上提高了雨水集蓄利用工程的使用效率,避免了“有窖无水蓄”和“有水无窖蓄”现象的发生。但总体来看,尚未形成一整套包括集流面、蓄水设施、供水规模、灌溉规模等在内的能够有机衔接、互为关联的规划设计模型。因此,建立雨水集蓄利用系统规划模型,实现系统的优化设计,在确保系统安全的前提下,实现雨水集蓄利用系统的经济利用是未来国内外雨水集蓄利用技术发展的必然。
(五)雨水集蓄利用技术体系更加完备
作为水资源的重要补充和实现农村经济可持续发展新的增长点,雨水集蓄利用单项技术相对比较成熟,而且在工程实践中发挥了重要引领作用,取得了良好效果。然而,要实现雨水集蓄利用的整体优势和效益最大化,必须充分发挥各种技术之间的优势互补作用,形成集雨水收集、储存、供给、利用、管理等在内的综合性、系统化的技术体系。而目前雨水集蓄利用技术尚缺乏这种有机的内在联系,尤其是传统技术和先进技术依然自成体系,相互之间的配套与整合还远远不够。虽然雨水集蓄利用传统技术已趋于成熟,但缺乏系统、完善的规范和标准。而且,新兴先进技术发展随地区的不同而有所差别,对制定相应的标准、规范和技术指南提出了更高要求。因此,因地制宜地制定适合当地实际的雨水集蓄利用技术规范,进一步完善雨水集蓄利用技术体系,加强技术指导、人员培训与技术交流,及时总结经验,保障雨水集蓄利用向规范化和科学化方向发展也将成为必然。
(六)雨水集蓄利用为重新定义水资源奠定基础
在雨水集蓄利用迅速发展的形势下,不少学者提出,评价水资源时,应以区域降水作为水资源的总量,尤其是对水资源的利用应是对降水所形成的各种形式水资源,包括雨水、地表水、土壤水和地下水(俗称“四水”)在区域空间与时间尺度上的合理配置与开发利用。一方面,雨水利用越来越成为我国水资源利用的重要补充;另一方面,我国退耕还林还草战略的实施使得一些地区区域下垫面条件发生了显著变化,原来作为水资源总量构成的地表水、地下水也越来越受到人类活动的影响而发生变化。因此,以区域降水总量进行水资源评价也越来越显示其合理性和迫切性。由此可见,以降水总量评价区域水资源的多寡并据此进行水资源规划,有可能成为未来水资源评价的重点和方向。与此同时,以降水作为水资源总量进行水资源评价需要开展一系列与之相关的研究,如“四水”的相互转化规律及在开发利用过程中的相互影响,“四水”的统一规划和不同地区“四水”利用的合理布局等。
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