集雨灌溉技術(shù)是一種通過(guò)收集和儲(chǔ)存雨水，并將其用于農(nóng)田灌溉的水資源管理方法。該技術(shù)主要應(yīng)用于干旱或半干旱地區(qū)，隴東地區(qū)可利用秋季相對(duì)豐富的降雨資源，通過(guò)設(shè)計(jì)，將雨水收集、過(guò)濾、儲(chǔ)存，為來(lái)年的春播儲(chǔ)備水源，可以緩解水資源短缺，提高水資源的利用效率，為當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn)注入新的活力。

1基本原理

集雨灌溉技術(shù)是一種創(chuàng)新的農(nóng)業(yè)水資源管理方法，它巧妙地結(jié)合了日光溫室、鋼架大棚、連棟溫室等現(xiàn)代農(nóng)業(yè)設(shè)施的棚面空間及周邊空地、道路等非生產(chǎn)區(qū)域，實(shí)現(xiàn)雨水的有效收集、安全儲(chǔ)存，并通過(guò)先進(jìn)的滴灌系統(tǒng)精準(zhǔn)灌溉。這一技術(shù)體系主要由四大核心部分組成：集雨面、導(dǎo)流槽、蓄水池以及灌溉系統(tǒng)。集雨面是整個(gè)系統(tǒng)的起點(diǎn)，它覆蓋了溫室和周邊所有能夠承接雨水的區(qū)域，包括但不限于溫室棚頂、大棚覆蓋膜、露天空地及硬化道路表面。這些集雨面能夠最大限度地捕捉自然降落的雨水，為后續(xù)的儲(chǔ)存和利用提供充足的水源。雨水通過(guò)精心設(shè)計(jì)的導(dǎo)流槽系統(tǒng)被引導(dǎo)至特定的匯流溝中，導(dǎo)流槽通常采用耐腐蝕、耐磨損的材料制成，以確保雨水在傳輸過(guò)程中不被污染，同時(shí)能夠順暢地流向預(yù)定的收集點(diǎn)。匯流溝設(shè)計(jì)靈活多樣，既可以是矩形的，也可以是U形的，用素混凝土或磚石等材料砌成，以適應(yīng)不同地形和排水需求。雨水通過(guò)匯流溝流入蓄水池中，蓄水池是集雨灌溉的關(guān)鍵設(shè)施之一。為了確保水質(zhì)安全，集流場(chǎng)與蓄水池的結(jié)合部通常會(huì)修建沉沙池，以過(guò)濾掉雨水?dāng)y帶的泥沙和雜質(zhì)，防止它們進(jìn)入蓄水池并影響灌溉效果。通過(guò)滴灌系統(tǒng)即可精確地將集雨池中的雨水輸送到作物的根部。雨水含鹽量低，能夠增加微生物群落、減少農(nóng)藥使用，提升作物產(chǎn)量和品質(zhì)。雨水灌溉技術(shù)不僅可以應(yīng)用于種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)，還可緩解防洪排澇的壓力，保護(hù)水土資源。

2集雨蓄水系統(tǒng)建設(shè)

2.1雨水收集策略為了在同一面積內(nèi)更有效地收集較多的水量，除在溫室大棚的外體覆蓋高質(zhì)量的棚膜外，還需用無(wú)紡布覆蓋棚之間的空地，溫室大棚周邊道路硬化處理。道路硬化后不僅便于運(yùn)輸和作業(yè)車輛的通行，還能有效防止雨水流失，提高收集效率。無(wú)紡布覆蓋和道路硬化都需要一定的成本投入，包括材料費(fèi)、施工費(fèi)以及后續(xù)的維護(hù)費(fèi)用等，建造時(shí)要充分考慮工程預(yù)算。

2.2雨水過(guò)濾機(jī)制雨水收集過(guò)程中，過(guò)濾是關(guān)鍵。建造過(guò)濾池，通常使用堅(jiān)固耐用的磚石砌成，用 水泥砂漿抹面，以確保池體結(jié)構(gòu)穩(wěn)固且不易滲漏。抹面厚度要適中，既能保護(hù)池體，又能保持水流順暢。過(guò)濾池內(nèi)部分為3個(gè)層次，每個(gè)層次填充不同粒徑的濾料，以實(shí)現(xiàn)對(duì)雨水的多級(jí)過(guò)濾。第1層填充粒徑 1～8mm 砂石，第2層填充粒徑 8～17mm 礫石，第3層填充粒徑 15～20mm 卵石。同時(shí)，為了有效排放池內(nèi)可能沉積的雜質(zhì)，蓄水池底部需預(yù)留排水孔（圖1）。

2.3水池容量計(jì)算一般來(lái)說(shuō)，理論上全年單位面積的集水量可按下列公式推算： Wp=Ey×Rp/1000 式中， Wp ：保證率等于 p 的年份單位集雨面積全年可集雨量， m³/m² ， p 取 75% E_y 一某種材料集流面積全年可集流效率，以小數(shù)表示，根據(jù)《雨水集蓄利用工程技術(shù)規(guī)范》，取連棟溫室集雨效率為 0.9;Rp 一保證率為 p 的年份全年降雨量， mm 。例如果年降雨量達(dá) 500mm ，經(jīng)計(jì)算，全年集雨量為 0.45m³/m² 。

根據(jù)隴東地區(qū)年均降水量 572mm 和大棚平面占地面積 計(jì)算，可集雨水量為 1030m³ ，遠(yuǎn)超作物生長(zhǎng)需水量。通常情況下，建議蓄水池容量設(shè)定為 ，例如，在涇川縣兩個(gè)寬 8m 長(zhǎng) 50m 的塑料大棚內(nèi)，修建1個(gè) 的蓄水池，便可滿足全年的灌溉需求。

2.4水池施工為防止冬季降溫，水池修建在棚內(nèi)，水泥澆筑，澆筑互通隔斷2個(gè)。沉淀池設(shè)置在水池兩邊，沉淀池壁預(yù)留進(jìn)水孔，設(shè)置過(guò)濾網(wǎng)。集雨池要加蓋蓋板，蓋板要預(yù)留出進(jìn)水口、電線孔和水位指示裝置。水池內(nèi)壁要用防水涂料涂刷2次，水池要預(yù)留排洪口，防止水量過(guò)多倒流棚內(nèi)。水池為地下式，深 3.5m ，底寬 3m ，頂寬 4m ，長(zhǎng) 2m 。地基夯實(shí)，底墊層 10cm ，墊層上用 Φ10 螺紋鋼現(xiàn)澆筑 10cm 厚C20混凝土防滲層，水池上再用 磚砌高 50cm 磚墻，并用土填實(shí)，水泥砂漿抹平，水泥砂漿外粉。水池剖面圖見(jiàn)圖2。

水池也可用大型塑料桶或挖土坑鋪防滲布替代。

2.5集雨槽設(shè)置集雨槽材質(zhì)為熱鍍鋅鋼板，橫截 面為V字型，槽口寬 40cm ，深 30cm ，底部 35cm ， 根據(jù)大棚走向鋪設(shè)6條集雨槽，集雨槽用DN90PVC 管連接到集雨池。

2.6滴灌系統(tǒng)鋪設(shè)出水可選用揚(yáng)程 15m 的電機(jī)水泵，用1MpaDN63PVC管鋪設(shè)主管1條，用1MpaDN32PVC管鋪設(shè)支管5條，滴灌帶可選貼片式 Φ16mmPE 管，滴灌帶垂直作物種植方向布設(shè)，沿作物種植方向1行1帶布置。

2.7日常維護(hù)及時(shí)清理、清洗沉淀池和過(guò)濾網(wǎng)，檢查疏通管道。根據(jù)秋季節(jié)水量多的特點(diǎn)，提前用完集雨池水，為注水做準(zhǔn)備，一般用完1次集雨池水需清理1次。

3在設(shè)施蔬菜生產(chǎn)中的應(yīng)用

2023年，甘肅省涇川縣蔬菜生產(chǎn)辦公室在荔堡鎮(zhèn)云呂村實(shí)施了全年蔬菜生產(chǎn)雨水灌溉技術(shù)試驗(yàn)與示范，并取得了顯著成效。

根據(jù)甘肅省涇川縣荔堡鎮(zhèn)建造實(shí)際情況調(diào)查， 大棚，連棟大棚雨水收集率 90% ，每年通過(guò)屋面可收集降水 1030m³ ，集雨效益412元；每年增產(chǎn) 1800kg ，增產(chǎn)凈效益1440元，每年凈增產(chǎn)效益1852元（表1）?？鄢暝O(shè)備和人工成本1500元，可節(jié)省費(fèi)用352元。此技術(shù)已申請(qǐng)“一種農(nóng)業(yè)集水灌溉裝置\"專利，專利號(hào)為ZL202321384832.9。此案例展示了設(shè)施農(nóng)業(yè)雨水利用的成功實(shí)踐，具有在各地廣泛推廣的價(jià)值。

當(dāng)前，涇川縣設(shè)施蔬菜栽培面積 750hm² ，并以每年 20% 的增速持續(xù)擴(kuò)大。但是設(shè)施大棚內(nèi)作物無(wú)法直接利用雨水資源，完全依賴灌溉滿足其水分需求。相較于露天種植，棚內(nèi)作物不僅生長(zhǎng)期更長(zhǎng)，茬次也更多，對(duì)水分的需求量更大。

集雨量 全年降水量 n000× 可收集率 ?× 可利用面積

設(shè)施大棚的年總耗水量介于 4015～4750m³/hm² 之間。依據(jù)《雨水集蓄利用工程技術(shù)規(guī)范》，連棟大棚收集雨水率 90% ，單體大棚收集雨水率 85% ，雨水理論收集量分別為 5148m³/hm²?4862m³/hm² 可以滿足作物生長(zhǎng)所需水分，可節(jié)省灌溉費(fèi)用約1760元 /hm² 。按涇川縣現(xiàn)有設(shè)施蔬菜面積、 60% 設(shè)施使用集雨灌溉技術(shù)，每年可節(jié)約79.2萬(wàn)元。

集雨灌溉技術(shù)不僅能夠充分利用寶貴的雨水資源，減輕農(nóng)業(yè)用水的壓力，還能在一定程度上減少對(duì)傳統(tǒng)能源和可利用水資源的消耗量，從而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)效益的雙贏。

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武龍龍，甘肅省涇川縣蔬菜生產(chǎn)辦公室，郵編744300。

收稿日期：2025-01-10