賀馮娟,張 毅
(陜西省白水縣林皋水庫管理處,陜西 白水 715600)
白水縣水資源匱乏,全縣水資源總量4 956.8萬 m3,人均183 m3,占全省的12%。年降雨量578 mm,但時空分布不均,多集中在七、八、九三個月。境內(nèi)雖然有“兩大兩小”灌區(qū)和161眼機井、129處抽水站,但農(nóng)業(yè)的區(qū)域性、季節(jié)性用水矛盾突出,干旱缺水是制約縣城經(jīng)濟經(jīng)展的主要因素,成為制約縣城經(jīng)濟持續(xù)迅速發(fā)展的“瓶頸”。在與旱魔斗爭的過程中,白水群眾利用水窖攔蓄降水進行灌溉,也就是集雨窖灌技術(shù)。經(jīng)過多年的實踐證明,打窖蓄水不僅解決了當?shù)厝罕姷娘嬎畣栴},也可以用來灌溉,充分利用了天然雨水資源。
1)有足夠的地表徑流來源。
2)有深厚的堅實的土層。
3)避開填方或易滑坡地段,距大樹根10 m以上。
根據(jù)我縣土壤情況,水窖類型宜為缸式水窖。
1.3.1 窖體:由窖筒、旱窖、水窖三部分組成。各部分尺寸如下:
(1)窖筒:(上接地面窖口,供取水用)直徑0.6~0.7 m,深 1.5~2.0 m。
(2)旱窖:(不蓄水部分)上部分窖簡相連,深2~3 m,直徑向下逐步放大,到散盤處直徑3~4 m。
(3)水窖:(蓄水部分)深3~5 m,從散盤處向下,直徑逐步縮小,到底部直徑2~3 m。
1.3.2 地面建筑物:由窖口、沉沙池 、進水管三部分組成。各部分尺寸如下:
(1)窖口:C13混凝土澆筑,尺寸為長100×寬100×厚6 cm,窖口直徑D=40 cm,窖口高出地面0.3~0.5 m加窖蓋。
(2)沉沙池:位于來水方向的路旁,距窖口2~3 m,池體為矩形,長 0.4× 寬 0.5 ~1.0 m。
(3)進水管:圓形,直徑0.2~0.3 m,在沉淀池從地表向下約2/3處,以1∶1坡度向下與旱窖相連。
1.3.3 防滲處理
(1)水窖防滲材料可采用水泥砂漿抹面、粘土或現(xiàn)澆混凝土。水泥砂漿標號不低于M10,厚度不宜小于3 cm,其表面宜用純水泥漿刷2~3遍。土質(zhì)較差時,宜在窖壁上按一定間距布設(shè)深約10 cm左右的砂漿短柱,與砂漿層形成整體。粘土厚度可采用3~5 cm,也宜在窖壁上布設(shè)鉚釘(碼眼),每平方米不少于20個?;炷翗颂柌灰说陀贑15,厚度可采用10 cm。
(2)水窖頂宜采用混凝土拱或砂漿砌磚拱。混凝土標號不宜低于C15,厚度不小于10 cm,砌磚可采用標號不低于M10的水泥砂漿。土質(zhì)較好時,也可用厚度3~5 cm的粘土或水泥砂漿防滲。水窖底基土應先進行翻夯,其上宜填筑厚20~30 cm厚的灰土,石灰與土的重量比為3∶7,灰土上再抹水泥砂漿3~4 cm;或采用厚10 cm的現(xiàn)澆素混凝土。窖壁一般可采用水泥砂漿或粘土防滲,水泥砂漿厚度不宜小于3 cm,標號可采用M10。但土質(zhì)較軟弱或砂漿含量較高時,宜采用素混凝土支護,混凝土厚度不宜小于10 cm,標號可采用C15。
(3)窖頂、壁和底均采用水泥砂漿或粘土防滲,無其他支護的水窖總深度不宜大于8 m,最大直徑不宜大于4.5 m,頂拱的矢跨比不小于0.5;窖頂采用混凝土或磚砌拱、窖底采用混凝土、窖壁采用砂漿防滲的水窖,總深度不宜大于6.5 m,最大直徑不宜大于4.5 m,頂拱的矢跨比不宜小于是0.3。
1)從窖口開始,按照各部位設(shè)計尺寸垂直向下挖,在窖口處吊一中心線,每向下挖1 m,校核一次直徑。
2)窖體開挖經(jīng)驗收合格后,按要求進行防滲處理。
3)加好蓋板,及時放入適量水,窖中水位不能超過設(shè)計蓄水高度,以防損壞窖體。
集流工程應由集流面、匯流溝和輸水渠組成。當集流面較寬時,宜修建截流溝攔截降雨徑流并引入?yún)R流渠。集流工程主要有自然集流場和人工集流場。自然集雨場主要是利用天然或其他已形成的集流效率高、滲透系數(shù)小、適宜就地集流的自然集流面集流。如村莊、房舍、庭院、道路等可作為集流面集流。人工集水場有原土碾壓、塑料薄膜及混凝土襯砌等多種形式。
2.1.1 瓦屋集流面
瓦屋集流面的設(shè)計按照當?shù)剞r(nóng)村房屋建設(shè)的要求進行,瓦與瓦間應搭接良好,屋檐處設(shè)滴水。
2.1.2 混凝土集流面
混凝土集流面采用橫向坡度1/10~1/50,縱向坡度1/50~1/100?;炷良髅娌捎?C15混凝土現(xiàn)澆,厚度3~4 cm,砂石料含泥量不大于4%并不得用礦化度大于2 g/L的水拌和。分塊尺寸以 1.5 m ×1.5 m ~2.0 m ×2.0 m 為,塊與塊之間縫寬1~1.5 cm,縫間填塞浸油瀝青砂漿牛皮紙、3氈2油瀝清油氈、水泥砂漿或細石混凝土、紅膠泥等。伸縮縫應做到全部混凝土深度。
混凝土集流面施工前,應對地基進行灑水,翻夯處理。翻夯厚度以30 cm為宜,夯實后干容重不小于1.5 t/m3。
對于濕陷性黃土軟基礎(chǔ)宅院,采用灑水夯實法進行處理,其干容重不得少于1.5 t/m3。對于堅硬土質(zhì)的宅院,可采用表面灑水處理法,其方法是:將原宅院表面均勻進行灑水,其濕透層達到2 cm左右時,再用方頭鐵锨按設(shè)計縱坡進行鏟平及夯實處理。
所有混凝土工程和砂漿工程要求在初凝后覆蓋麥草、草袋等物灑水養(yǎng)護7d以上。夏季炎熱時每天灑水不得少于4次。
2.1.3 土質(zhì)集流面
利用農(nóng)村土質(zhì)道路作為集水場時,要進行整平并做出向路邊排水的橫向坡度。利用荒山、荒坡等建設(shè)原土翻夯集水場的,灑水深翻30 cm,夯實后干容重不小于1.5 t/m3。
2.1.4 塑膜防滲集流面
塑料薄膜防滲集流面可分為裸露式和埋藏式兩種。裸露式直接將塑料薄膜鋪設(shè)在修理完好的地面上;埋藏式可采用草泥、細砂等覆蓋,厚度以4~5 cm。草泥施工時抹勻壓實拍光,細砂攤鋪均勻。塑料薄膜集流面的土基要求鏟除雜草,整平耕地并進行適當拍實或夯實,拍實或夯實程度以人踩不落陷為準。裸露式塑料薄膜鋪設(shè)后4周及表面適當部位宜用磚塊、石塊或木條等壓實。接縫可搭接10 cm,用恒溫熨斗焊接,或搭接30 cm后折疊止水。
1)集流工程應由集流雨、匯流溝和輸水渠組成。當集流面較寬時,宜修建截流溝攔截降雨徑流并引入?yún)R流渠。
2)集流面工程的材料選擇應遵循因地制宜、就地取材、提高集流效率、降低工程造價的原則進行。修建人工防滲集流面時,在當?shù)厣笆县S富且運輸距離較近的地方,宜優(yōu)先采用混凝土集流面。在人均耕地較多的地方,可采用土地輪休的辦法,用塑膜覆蓋耕地作為集流面。第二年該集流面轉(zhuǎn)為耕地,可另選一塊耕地作為集流面。
3)集流工程應盡量利用透水性較低的現(xiàn)有人工設(shè)施或自然坡面、柏油路面、打麥場作為集流面。
集雨窖灌是一種保證率很低或者說是一種沒有保證率的灌溉,如遇天旱少雨、雪,則有可能一些利用價值都沒有,因此最好能與有補充水源的機井、抽水站灌區(qū)結(jié)合起來,以便更加充分地發(fā)揮效益。
集雨窖灌工程投資成本高,代價大。各地應根據(jù)實際情況,以產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整為基礎(chǔ),發(fā)展高效經(jīng)濟作物,配套節(jié)水技術(shù),使投入產(chǎn)出相協(xié)調(diào),體現(xiàn)經(jīng)濟效益,從而最終調(diào)動投資者的積極性,加快集雨窖灌建設(shè)步伐。
集雨窖灌是一種適合缺水地區(qū)的節(jié)水灌溉方法,它作為一種非充分灌溉,僅能解決農(nóng)業(yè)缺水這一問題,而影響我縣高效農(nóng)業(yè)發(fā)展的問題還很多,因此,只有和其他農(nóng)業(yè)增產(chǎn)技術(shù)結(jié)合起來,才能促進農(nóng)業(yè)的健康發(fā)展,使“兩高一優(yōu)”農(nóng)業(yè)走上良性發(fā)展的路子。
傳統(tǒng)的作物灌溉理論認為作物任何生育階段,任何程度的水分虧缺都將造成減產(chǎn),因此整個生育期都必須保持充分供水,即充分灌溉。而通過對集雨窖灌工程的理論研究認為,適當?shù)乃帧案?、濕”交替對于促進群體的高產(chǎn)更有效,即非充分灌溉。對于缺水地區(qū),對作物需水關(guān)鍵期灌關(guān)鍵水、救命水,推廣應用非充分灌溉更為現(xiàn)實,也是一條有效的節(jié)水途徑。