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      集雨水窖工程在安塞縣山地果園中的應(yīng)用

      2011-01-23 01:48:54
      陜西水利 2011年3期
      關(guān)鍵詞:集雨水窖水利局

      何 剛

      (陜西省涇惠渠管理局 陜西 三原 713800)

      1 自然概況

      安塞縣地處西北內(nèi)陸黃土高原腹地,鄂爾多斯盆地邊緣,位于陜西省北部,延安市正北,縣境南北直線距離92km,東西直線距離36km,總土地面積2950km2,其中耕地97.95萬(wàn)畝,95%屬于山地,基本農(nóng)田僅有44.09萬(wàn)畝。安塞縣西鄰志丹縣,北靠榆林市靖邊縣,東接子長(zhǎng)縣,南于甘泉縣、寶塔區(qū)相連,屬典型的黃土高原丘陵溝壑區(qū)。安塞縣平均海拔為1371.9m。年降雨量289.6mm~793.9mm,多年平均年降雨量505.3mm,年降水量74.3%均集中在7月、8月、9月三個(gè)月。安塞地形地貌復(fù)雜多樣,境內(nèi)溝壑縱橫、川道狹長(zhǎng)、梁峁遍布。近年來(lái),隨著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整,安塞縣加大了對(duì)林果業(yè)和棚栽業(yè)種植戶的扶持力度,棚栽業(yè)和林果業(yè)發(fā)展迅速,截止2008年年底,全縣果園面積已經(jīng)發(fā)展到25萬(wàn)畝,其中大部分為山地果園,并且沒有灌溉水源。

      2 存在的主要問題

      2.1 干旱缺水

      安塞地處西北內(nèi)陸黃土高原腹地,鄂爾多斯盆地邊緣,屬典型的黃土高原丘陵溝壑區(qū)縣,自然災(zāi)害主要有干旱、大風(fēng)、沙塵暴、冰雹、霜凍等,尤以干旱最為嚴(yán)重。對(duì)農(nóng)業(yè)影響較大的災(zāi)害主要是旱災(zāi)。近幾年果園的收成較少,商品率底,大部分蘋果都不能裝箱。

      2.2 地表水少,生態(tài)環(huán)境差,水土流失嚴(yán)重

      安塞縣丘陵廣布、溝壑縱橫,地表水資源貧乏,年降水時(shí)空分布嚴(yán)重不均,年降水量74.3%均集中在7月、8月、9月三個(gè)月。黃土高原黃土層垂直裂隙多,豎向滲透性強(qiáng),雨水降到地面之后,迅速被充滿垂直裂隙的黃土層所吸收而后又在干燥空氣中蒸發(fā),降水很難形成徑流,下雨有水,天晴地干,加之陜北地區(qū)植被稀少,水土流失更為嚴(yán)重。

      2.3 果園區(qū)沒有可以利用的水源

      目前,果園面積已經(jīng)達(dá)到25萬(wàn)畝,幾乎沒有灌溉水源,當(dāng)?shù)厝罕姙榱藬[脫干旱缺水困境,使果樹滿足緊要關(guān)頭的水分保證,每年都要下山到幾里以外的河流取水,采用牲畜拖水,然后對(duì)事先挖好的樹坑進(jìn)行灌溉,再用土覆蓋。這樣每天往返一次取水需要四、五個(gè)小時(shí),每年6至7個(gè)月都要下河取水。在蘋果需水期農(nóng)村青壯年勞動(dòng)力的主要任務(wù)就是起早睡晚到河里取水,保證蘋果的基本收成。安塞縣地區(qū)水資源極度缺乏,嚴(yán)重地影響著當(dāng)?shù)厝罕姷恼I?,制約著當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展,水源問題已經(jīng)成為當(dāng)?shù)厝罕姾驼P(guān)注的焦點(diǎn)問題。

      3 集雨水窖工程

      安塞縣地廣人稀,政府為了解決群眾的生活用水,組織村民在自己家院子地勢(shì)低洼處修建容積為3m3左右的小水窖,以房屋頂、院落等硬化收集雨水,解決了部分群眾的飲水問題。水窖建設(shè)避免了管引工程的投資大、水源距離遠(yuǎn)等缺點(diǎn),彌補(bǔ)了小高抽的許多缺點(diǎn)。水利局及時(shí)總結(jié)水窖建設(shè)經(jīng)驗(yàn),以群眾自愿、政府補(bǔ)助的方式在群眾小范圍果園中自發(fā)建設(shè)小水窖,以解決涂白、打藥之用。這樣大大減少了勞動(dòng)力,建設(shè)水窖的思想在群眾的腦海中形成了。為了使水窖建設(shè)工程在安塞的山地果園中順利實(shí)施,縣水利局對(duì)水窖工程建設(shè)制定了詳細(xì)的實(shí)施方案。

      3.1 水窖設(shè)計(jì)

      集雨水窖按畝規(guī)劃,根據(jù)蓄水工程容積可按照下式計(jì)算:

      式中,V——蓄水容積;

      W——全年供水量,本次按照節(jié)水灌溉制度下蘋果的灌溉定額10m3/畝,灌溉2次,有效利用系數(shù)0.85進(jìn)行計(jì)算,W=1×10×2÷0.85=23.53m3/a;

      α——蓄水工程蒸發(fā)、滲漏損失系數(shù),取0.05;

      K——容積系數(shù),半干旱地區(qū),灌溉供水工程取0.6。

      經(jīng)計(jì)算,每畝蓄水工程容積為15m3,本工程主要采用7.5m3水窖,每畝2座。

      由于安塞廣泛分布黃土,土壤類型主要為黃土性土和紅膠土,黃土性土有黃綿土、綿沙土、灰綿土,以黃綿土為主。黃綿土質(zhì)地輕壤,疏松軟綿,孔隙度大,通氣性良好,透水性強(qiáng),粘結(jié)力差,遇水易溶解,抗侵蝕能力差。土壤為自重失陷性黃土。規(guī)范規(guī)定,窖身和窖口通常采用必要的工程加固措施,以防止土體坍塌。

      水窖窖體圓形和矩形兩種形式做以比較,認(rèn)為在水窖結(jié)構(gòu)受力等方面圓形水窖比矩形水窖條件好,比較耐用,并且經(jīng)過水利局對(duì)群眾征求意見,證明小型水窖很受群眾歡迎。但水窖基礎(chǔ)必須建在原狀土(或老黃土)上。7.5m3圓形水窖采用砌磚圓柱形窖體,由12cm厚M7.5水泥砂漿砌MU10磚組成,窖體內(nèi)徑2.5m,深1.3m;窖蓋為整體磚拱窖蓋,由12cm厚M7.5水泥砂漿砌MU10磚組成;窖蓋頂拱矢高0.95m,拱半徑0.95m;窖口為整體砌磚結(jié)構(gòu),砌體厚度為12cm,采用M7.5水泥砂漿砌MU10磚;窖口直徑0.6m,高0.36m。水窖防滲分為窖壁防滲和窖底防滲兩部分:窖壁防滲采用M10水泥砂漿抹面,分三次抹面,每層厚1.0 cm,厚度3cm。砂漿比例分別為1∶3.5、1∶3.0、1∶2.5。為了使防滲層與窖體緊密結(jié)合,在抹第一層砂漿時(shí),用力將砂漿壓入墻縫,以增加防滲砂漿與窖壁的連續(xù)性和整體性。第二層和第三層抹面時(shí)要求在砂漿中摻防水水泥粉(50kg水泥摻1kg防水粉),以保證防滲效果。窖底防滲采用10cm厚C15砼。

      3.2 集雨場(chǎng)設(shè)計(jì)

      根據(jù)《雨水集蓄利用工程技術(shù)規(guī)范》(SL267—2001)附錄C中的“集雨灌溉及家庭養(yǎng)殖用雨水集流工程每立方米集流量所需集雨面積表(表C2)”進(jìn)行內(nèi)差計(jì)算,其混凝土集雨面的數(shù)值W=0.34m3/m2,屋頂集雨面的數(shù)值W=0.23m3/m2,水泥瓦集雨面的數(shù)值0.33m3/m2。

      (1)屋面與院落聯(lián)合集雨。在住家戶附近的果園,通過院子集水槽將屋面集雨和院落硬化后匯流的雨水匯集到過濾池,處理后注入水窖儲(chǔ)存,使用時(shí)通過手壓泵抽取。優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)便易行,不用尋找集雨場(chǎng),僅將院落硬化,即集雨,又改善了村莊的精神文明建設(shè);缺點(diǎn)是水窖位置低、不能自流。

      (2)現(xiàn)澆砼集雨面集雨。在果園中建設(shè)水窖。由于果園在山區(qū),沒有合適的集雨場(chǎng),為了合理利用果園中的空地做集雨面,砼集雨面形狀可以為圓形和方形,或圓形和方形結(jié)合使用。主要修建在水窖上部及周圍。優(yōu)點(diǎn)是集雨效率高,含沙量小,打掃方便;缺點(diǎn)是若砼裂縫,較難處理。

      (3)水泥瓦集雨面集雨。同現(xiàn)澆砼集雨面一樣,修建在水窖上部和周圍,其形狀僅為方形。優(yōu)點(diǎn)是彌補(bǔ)了砼集雨面的缺點(diǎn),集雨面是由每小塊水泥瓦組成,若是那塊水泥瓦損壞,直接換掉就行;缺點(diǎn)是比砼集雨面投資大。

      在水窖工程建設(shè)中,水利局提供原材料即水泥、鋼筋、水管、手壓泵等,并現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)指導(dǎo)和質(zhì)量監(jiān)督,農(nóng)戶投工投勞建設(shè),各鄉(xiāng)鎮(zhèn)負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)外圍等,責(zé)任明確,措施得力,建設(shè)進(jìn)度快、質(zhì)量好,基本上是建一眼,成一眼,受益一處,效果比較理想。

      4 工程管理

      在水窖工程施工計(jì)劃下達(dá)以后,開工之前,縣水利局到達(dá)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)及村組,就與承建農(nóng)戶說明了水窖建成后簽訂《水窖建設(shè)及管護(hù)責(zé)任書》,并由縣水利局給每座水窖辦理產(chǎn)權(quán)證書,水窖產(chǎn)權(quán)歸受益群眾所有,明確工程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和工期,規(guī)定水窖設(shè)施按自建、自管、自用、自我維修的良性機(jī)制運(yùn)行,縣水利局和各鄉(xiāng)鎮(zhèn)中心管理站定期對(duì)工程維護(hù)情況進(jìn)行檢查、抽查,觀察水窖滲漏以及水窖使用情況,為后期水窖建設(shè)積累經(jīng)驗(yàn)。

      要求窖主在工程竣工后按正確方法使用,確保長(zhǎng)期發(fā)揮效益。水窖使用和管理要抓好以下四點(diǎn)。

      (1)定期沖洗:在雨季,要利用大氣降水資源,對(duì)水窖進(jìn)行定期沖洗,一般每年沖洗一次。

      (2)排陳蓄新:在沖洗間隔期內(nèi),如有穩(wěn)定的降水過程,要及時(shí)打開排污退水閥,將水窖底部濁度較大的陳水排放出去,再蓄集新鮮水補(bǔ)充。

      (3)不定期抽查:由縣水利局和各鄉(xiāng)鎮(zhèn)水管站工作人員不定期對(duì)所在鄉(xiāng)鎮(zhèn)水窖工程進(jìn)行巡查回訪,對(duì)高山區(qū)部分水窖進(jìn)行抽查,確保正常使用。

      水利局每年在抽查過程中對(duì)水窖的滲漏和損壞情況做以詳細(xì)記錄,為陜北地區(qū)水窖建設(shè)積累豐富的經(jīng)驗(yàn)。

      5 效益分析

      5.1 增收效益

      水窖建成后,可以大大增加果園灌溉面積。利用雨水集蓄工程對(duì)蘋果關(guān)鍵需水期進(jìn)行節(jié)水灌溉,果園灌溉次數(shù)每年可增加到灌溉2次,通過水利灌溉,不僅可以增加蘋果的產(chǎn)量,還可以提高蘋果的商品率。果園畝增產(chǎn)量為800kg,灌溉分?jǐn)傁禂?shù)為0.5,即果園灌溉增產(chǎn)量為每畝400kg,蘋果按每公斤3.6元計(jì)算,則蘋果增收效益為1440元。

      5.2 省工效益

      水窖建成后,每畝果園平均年可以節(jié)省灌溉運(yùn)水工日約5個(gè),若折合成外出務(wù)工工日,每個(gè)工日按80元計(jì)算,年可間接增加農(nóng)民收入400萬(wàn)元,即省工效益為400元。

      以上經(jīng)濟(jì)效益合計(jì):1840元/年。單眼7.5m3水窖投資3500元,每畝2眼,總投資7000元,按次推算,3.8年可收回全部投資。

      2009年至2010年,中、省通過中央財(cái)政小型農(nóng)田水利重點(diǎn)縣項(xiàng)目共投放安塞縣水窖建設(shè)資金2600多萬(wàn)元,扶持建設(shè)了5955眼水窖,解決了安塞縣5000多畝山地果園灌溉問題。

      6 建議

      截止2010年底,安塞縣山地果園面積已經(jīng)發(fā)展到33.3萬(wàn)畝,但是絕大部分沒有可靠的灌溉水源。這些果園大多都在山區(qū),分散不集中,地形地質(zhì)條件不一,適宜于建設(shè)水窖工程分散供水灌溉。水窖工程成功經(jīng)驗(yàn)也適宜于在安塞的其他地區(qū)大量推廣。但由于缺水地區(qū)山高路遠(yuǎn)、交通不便、經(jīng)濟(jì)落后、群眾自籌能力有限,工程實(shí)施需要國(guó)家進(jìn)一步加大投入力度,才能有效解決工程資金不足的困難,加快步伐,解決困難。

      集雨水窖工程的實(shí)施,增加了群眾收入,改善了群眾的生活質(zhì)量,改變了農(nóng)村的面貌??傮w看來(lái),確實(shí)是一項(xiàng)切實(shí)可行工程。陜西水利

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