1、雨水集蓄利用工程建设与管理,中国水利学会雨水利用专业委员会 甘肃省水利科学研究院 李元红,一、我国水资源的基本情况 二、雨水集蓄利用工程的发展概况 三、农村雨水集蓄利用工程规划与设计 四、农村雨水集蓄利用工程施工与管理 五、应用案例,人均水资源占有量低水资源时空分布不均水污染问题严重水资源条件与经济发展不相匹配,1、我国水资源的主要特点,我国水资源总量2.8万亿m，居世界第六位,地下水1000亿m3,地表水2.7万亿m3,丰水 大于3000m3 轻度缺水2000-3000m3 中度缺水1000-2000m3 重度缺水500-1000m3 极度缺水小于500m3,(m/人年),我国水资源人均占有
2、量低，约为世界人均水平的30,年人均水资源占有量,中国部分地区与伦敦、巴黎多年平均降雨量年内分布比较,月降雨占全年降雨的百分数(),月份,水资源时间分布极不均衡,水资源空间分布不均,降雨量由东南向西北递减,多年平均年降水量等值线图,800mm,2000mm,水污染问题严重,调查结果显示，中国90%城市的地下水不同程度遭受有机和无机有毒有害污染物的污染，目前已经呈现由点向面的扩展趋势。水污染严重地影响着人们的生活，重大水污染事件时有发生。“水脏、水浑”已成为我国水资源利用面临的严峻问题之一。,水资源分布与人口、耕地、生产力布局不相匹配,占全国的比例(),近年来我国北方地区水资源明显减少,%,我国
3、年缺水达400亿立方米,水资源开发利用难度越来越大，北方大多数河流开发利用超出水资源承载能力。,河流合理开发上限,我国河流水资源开发利用程度,由此看出：随着我国人口的增长、经济的发展，未来需水量将进一步增加，我国水资源供需矛盾将更加突出。 保护水源、开源节流、循环利用将是一项长期任务。,一、我国水资源的基本情况 二、雨水集蓄利用的发展概况 三、农村雨水集蓄利用工程规划与设计 四、农村雨水集蓄利用工程施工与管理 五、应用案例,雨水集蓄利用的基本概念,国际雨水集流系统协会（International Rainwater Catchment System Association,IRCSA）和我国2
4、001年颁布的雨水利用工程技术规范把雨水集蓄利用（Rainwater Harvesting ）定义为：采取工程措施对降水进行收集、储存和调节利用的微型水利工程。也就是说它有专门的收集雨水设施设备，有专门的储存雨水工程或设施，有专门的高效利用方式。与传统雨养农业以土壤为雨水储存介质相比，这种工程措对雨水收集效率和调控能力会更高。可以说雨水集蓄利用是人们利用雨水的较高阶段。,雨水集蓄利用与常规雨水利用比较,雨水集蓄利用系统图解,集蓄雨水主要用在那些方面？,在地表水、地下水缺乏或开发利用困难地区，用来解决农民生活用水 在季节性缺水地区和海岛地区用来解决生活用水 在雨养农业区用于旱季补充灌溉（特别是保
5、苗水） 为城市回补地下水和营造绿化景观提供水源 为农村实施生态植被恢复提供了水分条件 为特色种植、养殖业提供了水源,是缺水地区唯一的生活水源,在无地表水、地下水利用地区或开发利用十分困难的地区，群众生活用水只能依靠天然降水来解决；另外，对部分山丘区的散住农户，目前规划的农村安全饮水供水工程无法覆盖的地区也需要收集雨水用于生活。,在季节性缺水和海岛地区用来解决生活用水,海岛地区淡水资源十分短缺，年降水量虽多，在1000mm以上，但年内分布不均，（集中于梅雨和台风季节）。海岛地多为石质山区，持水能力很差，往往一场降雨过后干旱就接着发生。同时因人口稠密、城镇生活和渔业用水量大，故水资源供需矛盾十分突
6、出。此外，由于地下水位下降，海水入侵，地下水质变咸不能利用，常需要从大陆运送淡水，成本高。实施雨水集蓄利用，对缓解水资源不足具有重要作用。,在雨养农业区用于旱季补充灌溉,实践证明，利用雨水作为补充灌溉水源可以有效的解决农业生产“卡脖子”旱问题，特别是抗旱保苗的作用尤为突出。如西北、华北地区的春旱往往会造成农业减产甚至绝收，这些地区对实施雨水补充灌溉具有迫切的需求。西南石山区和中部易旱区，季节性干旱使农业生产受到严重制约，利用集蓄雨水进行高效节水灌溉深受农户的欢迎，需求十分迫切。,为实施生态植被恢复提供了水分条件,雨水就地富集利用（梯田、鱼鳞坑、覆膜栽培等）提高了土地持水能力，为农民实行退耕还林
7、、还草，恢复山区植被起到积极作用。根据甘肃省的统计，2004年退耕还林、还草面积达到了70余万亩，有40万亩荒山荒坡种了树，而雨水集蓄系统为林草栽种提供了水源，使林木成活率达到70以上。,为回补城市地下水和营造绿色景观,有部分城市利用雨水集蓄利用工程实现地下水的回补，还有许多城市利用雨水营造的河湖景观，绿化美化环境。,为特色种植、养殖业提供水源条件,在农村，不少农户利用集蓄的雨水发展特色养殖、特色种植、设施农业等，促进了农村产业结构的调整，提高了农民收入。,一、雨水集蓄利用的发展概况,国际雨水集蓄利用技术发展概况,传统雨水利用有着十分久远的历史。可以说，人对水的利用最初是从利用雨水开始的。许多
8、文献中有大量关于墨西哥玛雅文明时期、古代以色列内格夫沙漠地区等雨水利用工程的描述。现代雨水利用的研究从上世纪初就已开始。80年代联合国发起了 “世界供水和卫生十年”，雨水集蓄利用成为实现家庭生活供水目标的一个重要手段。1982年，在美国夏威夷大学美籍华人霍雨时教授倡议下，成立了国际雨水储存系统协会，1989年，更名为国际雨水集流系统协会(IRCSA)。该协会的成立，对促进全球雨水集蓄利用的发展起了重要的组织作用。,一、雨水集蓄利用的发展概况,我国在秦汉时期就有修建涝池塘坝拦蓄雨水利用的历史记载，水窖修筑历史至少也有数百年。20 世纪 50 年代开始利用窖水点浇玉米、蔬菜等，突破了原来只用窖水作
9、为生活饮用水的传统。在 80 年代后期，这一思路得到迅速发展，将收集的雨水用于发展庭院经济和大田作物需水关键期的补充灌溉。1995 年 6 月，北京举办了第七届国际雨水集流系统大会，并分别在兰州、徐州召开了第一、第二届全国雨水利用学术讨论会，2003年中国水利学会成立了雨水利用专业委员会，甘肃省成立了雨水利用研究所，并成立了国际雨水利用培训中心，许多大学、研究所相继开展了此类研究。目前，我国主要开展农村雨水利用的研究应用较多，对城市雨洪利用的研究相对较少。,国内雨水集蓄利用技术发展概况,我国雨水集蓄利用在解决缺水山区生活用水、发展旱作农业的补充灌溉、恢复生态植被建设等方面取得了很大成就。截止2
10、006年底，全国已经有25个省(市、区)开展雨水集蓄利用工作，全国共建设或改造利用各类集流面304亿m2，建成各种类型蓄水设施1032.7万个，总蓄水容积达到46亿m3。,国内雨水集蓄利用技术发展现状,2006年收集利用雨水45亿m3，实际解决饮水人口1907万人，大牲畜893万头。累计解决饮水人口2194万人，大牲畜978万头。共发展农业补充灌溉面积3513万亩，补充灌溉面积3005万亩，并在516万亩林草地上采取了雨水富集措施。,国内雨水集蓄利用技术发展现状,一、雨水集蓄利用的发展概况,雨水集蓄利用用于生态植被建设,我国已有许多个省区利用雨水恢复生态植被建设，其主要工程形式是采取微集水措施
11、进行天然降水的富集利用，全国共发展林草植被面积516万亩。其中，生态林面积308万亩，年可富集利用雨水约12亿m3，现状年实际富集面积120万亩，富集利用雨水5亿m3。在一些干旱、半干旱地区，微集水技术的采用，有效地解决了苗木定植环节的水分供给问题，显著提高了苗木成活率。,安徽省宣城市利用雨水集蓄 恢复生态植被及实现地下水回灌,北京市朝阳区鸭子湖利用雨水集蓄营造城市景观,一、雨水集蓄利用的发展概况,产业化雨水集蓄利用产品的开发,目前，雨水集蓄利用技术已向产业化方向迈进，西方发达国家在这方面起步较早，目前走在世界前列。近几年国内不少生产企业看到了雨水集蓄利用的广阔前景，在积极投入相关人力物力资源
12、攻关，一些科技含量高、样式新颖、符合我国应用实际的实用型雨水产品也已经开发出来，并逐步应用于我国雨水集蓄利用的科研推广和生产实践之中。,一、我国水资源的基本情况 二、雨水集蓄利用的发展概况 三、农村雨水集蓄利用工程规划与设计 四、农村雨水集蓄利用工程施工与管理 五、应用案例,三、农村雨水集蓄利用工程规划与设计,工程规划工程规模和工程布置工程设计,工程规划,主要任务 (1)明确雨水集蓄利用工程任务与综合利用要求，即明确该工程的任务是以灌溉为主还是以人畜供水为主，或是既有灌溉、又有人畜供水或兼有小型加工业用水等综合利用要求。并根据当地的自然条件和社会经济状况，论证建设其工程的必要性与可行性。 (2
13、)根据当地降雨条件、集流条件、生产与生活用水要求及水量平衡分析结果，确定工程规模；,工程规划,主要任务 (3)根据地形、作物种植和集雨条件等情况拟定总体布置方案，选择适合的集流方式、蓄水工程类型、灌水方式，合理布置集流场、蓄水工程、供水与灌溉设施。 (4)进行工程建设费用估算，并进行经济评价。 (5)研究工程实施程序和措施及运行管理方式； (6)综合评价工程的经济、社会和生态效益、以及对环境的影响。,工程规划,主要原则 (1)雨水集蓄利用工程应规划在缺乏地表水或地下水开采利用困难，降雨量稀少的地区，或虽然降雨充沛但因时空分配不均，季节性干旱缺水严重的地区。 (2)应以集中连片、整村整乡推进为原
14、则。发挥规模优势，有利实现区域性农业种植结构调整，以获得最大的经济、社会和生态效益。,工程规划,主要原则 (3)坚持因地制宜，综合考虑的原则。尽量将农田灌溉、水土保持、庭院经济和生活供水统一考虑。并与农业节水技术相结合，达到充分利用雨水资源和节省投资的目的。 (4)统一规划，远近结合。雨水集蓄是水资源可持续利用的一个重要方面，因此，既要照顾当前的利益，又要考虑长远的发展，要统一规划，分期实施，根据当地社会经济的发展要求逐步推进。,基本资料的收集(一)地理地形资料包括拟建雨水集蓄工程所处的位置、高程、地形高差。一般情况下不要求测绘地形图，但对于规模较大的集雨工程应收集或测绘1/100001/50
15、00的简单地形图；对于较小的集雨工程，可不要求地形图，但应有集雨面，蓄水设施及灌溉土地之间的相对位置及高差资料；对于地形复杂的集雨场和灌溉地段，应测绘1/500局部地形图。,工程规划,基本资料的收集(二)水文气象资料 (1)降水资料。应收集工程所在地的年降水实测资料，并统计分析计算出多年平均、保证率为50%、75%及90%的年降水量以及年内分配，必要时还应收集典型年逐日降水量，以及降雨径流参数。降水资料资料系列年限要求不少于10年。对于无实测资料的地区，可根据当地降雨量及CV等值线图查算。 (2)气象资料。包括多年、月平均蒸发量，最大、最小月蒸发量；年、月平均气温，最高、最低气温(发生年月)；
16、风速及主导风向；无霜期及始终日期；冰冻期及冻土深度；历年旱期、干旱类型、发生频次、以及对农作物生长的影响等。,工程规划,基本资料的收集(三)集流设施资料 对于以天然坡面作集雨流场的雨水集蓄工程，应用地形图结合实地沟绘量算集流场面积和地面坡度，还应收集集流场的植被情况资料；以屋顶、庭院、打碾场坝、公路、乡村道路等作集雨面时，应对面积进行丈量。此外，对工程实施范围内已建集雨面的形式、材料和集流效率，蓄水设施种类、结构和容积、节水灌溉设施、节水灌溉制度、工程运行管理情况等应进行调查。 (四)供水对象资料 包括利用雨水集蓄工程进行灌溉的作物种类、面积和需水、单产和灌溉现状，拟利用雨水集蓄工程供水的现有
17、人畜数量和未来10年的增长率等资料进行调查和搜集。,工程规划,基本资料的收集(五)地质及土壤资料 包括工程实施范围的土壤质地、容重、田间最大持水量、渗透系数、酸碱度及有机质含量、集流场地层岩性等资料的收集，以便更好地进行集流场和节水灌溉技术设计。 (六)其他资料 当地社会经济状况、社会经济发展规划、农业发展规划；建筑材料来源及地点、储(产)量、质量、价格、运距、交通通讯、能源供应等资料应尽量收集。,工程规划,工程规划,4.1 一般规定 4.1.1 县及县以上雨水集蓄利用工程的建设必须编制地区性规划。 4.l.2 地区性规划应根据当地的雨水资源条件以及经济、社会发展和生态环境保护对水资源的需求，
18、提出适度而合理的开发利用规模。 4.1.3 地区性规划应与农村经济、社会发展和扶贫规划相协调，并与水土保持及节水灌溉等规划紧密结合；应注重农村产业结构调整和先进适用技术的推广应用，具有科学性和可操作性。 4.1.4 地区性规划应注重资源的节约利用，提高雨水资源的利用率。,4.2 地区性规划内容 4.2.1 应对本地区缺水状况、发展雨水集蓄利用工程的必要性和可行性进行分析和论证，并应与其它供水工程措施进行技术经济的对比分析。 4.2.2 应对规划期内雨水集蓄利用工程解决本地区用水困难的人畜数量、生活供水定额、发展集雨节灌的面积、作物类型和灌水定额、发展养殖业和农村加工业的规模和供水量等主要指标，
19、以及雨水集蓄利用工程的规模进行分析确定；应根据近、远期解决缺水问题的迫切性和经费、劳力投入的可能性合理确定其发展速度。,工程规划,4.2.3 应根据气候、地形、地质等自然条件和经济社会特点进行分区，确定不同类型地区的雨水集蓄利用方式和工程布局。 4.2.4 应在规划中根据雨水集蓄利用工程的用途，分别提出不同类型分区的典型设计，并可根据典型设计采用扩大指标法计算规划区雨水集蓄利用工程的工程量和投资；应对国家、地方和群众的投入进行统筹安排，其中群众投工投劳应折资计入总投资之中。,工程规划,4.2.5 应进行雨水集蓄利用工程的国民经济评价。 4.2.6 应进行雨水集蓄利用工程对生态系统、水环境及人畜
20、健康影响的分析评价；分析宜采用定性分析与定量分析相结合的方法进行，以定性分析为主。 4.2.7 应编制地区性规划的分期实施计划，并提出组织管理、技术支持、资金筹措、劳力安排等措施。,工程规划,工程规模和工程布置,表1 雨水集蓄利用工程居民生活供水定额,供水定额的确定,5.1.1 雨水集蓄工程农村居民生活供水 定额按表1的规定取值。,工程规模和工程布置,供水定额的确定,5.1.2 雨水集蓄工程生产供水定额的确定应符合下列要求：（1）生产供水应包括农作物、蔬菜、果树和林草的补充灌溉供水以及畜禽养殖业和小型加工业的供水。（2）灌溉供水定额应根据本地区农作物、果树、林草的需水特性，采用节水灌溉和非充分
21、灌溉原理确定。缺乏资料时，灌水次数和灌水定额可按表2的规定取值。,表2 不同年降水量地区作物集雨灌溉次数和灌水定额,工程规模和工程布置,供水定额的确定,5.1.2 （3）畜禽养殖供水定额可按表3的规定取值。小型加工业供水应按照节约用水、提高回收利用率的原则，根据生产实际需要确定或参照CECS82执行。,表3 雨水集蓄利用工程畜禽养殖供水定额,5.2.1 集流面面积确定应符合下列要求：（1）供水保证率应按表5.2.1-1的规定取值。表5.2.1-1 雨水集蓄利用工程供水保证率,工程规模和工程布置,集流面面积的确定,工程规模和工程布置,集流面面积的确定,（2）单用途雨水集蓄利用工程集流面面积按公式
22、(5.2.1-1)计算。,(5.2.1-1),工程规模和工程布置,集流面面积的确定,（3） 多用途雨水集蓄利用工程集流面总面积按公式(5.2.1-2)计算。,(5.2.1-2),（4） 年集流效率应根据各种材料在不同降水特性下的试验观测资料分析确定。缺乏资料时，可按表5.2.1-2的规定选用。,工程规模和工程布置,集流面面积的确定,表5.2.1-2 不同降水量地区不同材料集流面年集流效率表,蓄水工程容积的确定,工程规模和工程布置,5.3.1 蓄水工程容积可按公式(5.3.1)计算。,(5.3.1),工程规模和工程布置,表5.3.1 设计集流面面积条件下蓄水工程容积系数表,蓄水工程容积的确定,工
23、程规模和工程布置,表5.3.2 实际集流面面积较大条件下蓄水工程容积系数表,5.3.2 当实际集流面面积比本规范5.2节计算结果大50以上时，蓄水容积系数可按照表5.3.2的规定取值。,蓄水工程容积的确定,工程规模和工程布置,5.3.3 当具有长系列降水资料时，可按照附录D中典型年法 或长系列法计算确定集流面面积和蓄水工程容积，但其结 果不应小于根据本规范5.2节和5.3.1条中计算结果的0.9倍。,蓄水工程容积的确定,5.3.4 蓄水工程超高应符合下列要求：（1） 顶拱采用混凝土浇筑的水窖蓄水位距地面的高度应大于0.5m，并符合防冻要求；顶拱采用薄壁水泥砂浆或粘土防渗的水窖蓄水位至少应低于起
24、拱线0.2m。（ 2） 水池超高应按表5.3.3的规定取值。,工程规模和工程布置,蓄水工程容积的确定,表5.3.3 水池超高值,5.4.1 雨水集蓄利用工程的集流工程、蓄水工程以及供水和节水灌溉设施应统一布置，用于农业生产的雨水集蓄利用工程还应与农业措施相结合。 5.4.2 集流工程的集流能力应与蓄水工程容积相对应，不得布置集流量不足或没有水源的蓄水工程。,工程布置,工程规模和工程布置,5.4.3 为家庭生活供水的雨水集蓄利用工程可与家庭内的畜禽养殖供水工程相结合,与其它生产用水的工程宜分开布置。 5.4.4 有条件时，蓄水工程的布置应尽量利用其他水源作为补充水源。,工程布置,工程规模和工程布
25、置,5.4.5 用于解决生活用水的雨水集蓄利用工程应优先选用混凝土和瓦屋面及庭院作为集流面，不得采用草泥屋面、沥青路面和农村土路、土场地等作为集流面，且宜采用不同的蓄水设施分别储存屋面和庭院的集流。 5.4.6 用于农业灌溉的雨水集蓄利用工程应利用有利地形，尽量做到自流供水。,工程布置,工程规模和工程布置,工程主要设计规定,6.1.1 集流工程一般由集流面、汇流沟和输水渠组成。当集流面较宽时，应修建截流沟拦截降雨径流并引入汇流沟。 6.1.2 集流面选址时，应尽量避开厕所、畜禽圈舍和垃圾堆积场等污染源。应尽量利用透水性较低的现有人工设施或自然坡面作为集流面。灌溉用集流面应尽量布置在高于灌溉地块
26、的位置。 6.1.3 新建专用集流面宜采用现浇混凝土、塑料薄膜、固化土等人工材料对地面进行衬砌防渗。各种集流面材料的选用应根据当地实际情况进行技术、经济比较后确定。,集流工程,工程主要设计规定,人工集流面：混凝土可采用C15级，厚3-4cm，应分块设置；浆砌石可采用一层石料并采用座浆砌筑；裸露塑料薄膜可采用农用薄膜，埋藏式可用0.1-0.2mm厚；原土夯实干密度不低于1.5t/ m3 ；水泥土中水泥含量可采用8-12%，厚度10cm，干密度不小于1.55t/ m3 。(详见雨水集蓄利用工程技术规范6.1.4),集流工程,工程主要设计规定,6.1.5 屋面集流面宜采用接水槽和落水管，将雨水引入蓄
27、水工程。利用道路、自然坡面作为集流面或新建专用集流面集流时，均应修建汇流沟。屋面雨水宜和地面径流分开储存。 6.1.6 汇流沟可采用现浇混凝土、预制混凝土、块(片)石衬砌结构或土渠，断面形式可采用矩形、U形或宽浅式。汇流沟的纵向坡度应根据地形确定，衬砌渠(沟)不宜小于1/100，土渠(沟)不宜小于1/300，断面尺寸应按汇流量计算确定。,集流工程,工程主要设计规定,6.2.1 蓄水工程形式的选择应根据当地土质、工程用途、建筑材料、施工条件等因素确定。为生活供水修建的蓄水工程应采用水窖、水窑、有顶盖的水池或在房屋内修建的水池。,蓄水工程,工程主要设计规定,6.2.2 蓄水工程设计应符合下列要求：
28、 （1） 建设地点应避开填方或易滑坡地段，地下式蓄水工程外壁与崖坎和根系较发育的树木之间的距离不得小于5m。多个水窖或水窑衬砌外壁之间的距离不宜小于4m。 （2） 利用公路路面集流时，蓄水工程的布设位置应符合公路部门的有关规定与要求。,蓄水工程,工程主要设计规定,6.2.2 蓄水工程设计应符合下列要求： （3） 蓄水工程宜进行防渗处理。 （4） 建设于半干旱地区的蓄水工程不宜采用开敞式。 （5） 蓄水工程的进水口应设堵水设施，并设置泄水道。在蓄水工程正常蓄水位处应设置溢流管(口)。生活供水蓄水工程的进水管宜延伸到底部，离底板高度宜为50cm左右。有条件时，进水管的出口宜设缓流设施。,蓄水工程,
29、工程主要设计规定,6.2.2 蓄水工程设计应符合下列要求： （6） 蓄水工程的出水管应高于底板30cm。 （7） 寒冷地区的蓄水工程应采取防冻措施。,蓄水工程,土质地基上修建的水窖、水窑、 水池等设计详见雨水集蓄利用工程技术规范6.2.3-6.2.7,工程主要设计规定,蓄水工程,6.3 净水设施 6.3.1 雨水集蓄利用工程净水系统设置应符合以下要求： 1 蓄水工程进水口前应设置拦污栅。利用天然土坡、土路、土场院集流时，应在进水口前设置沉沙池。沉沙池尺寸应视集流面大小和来沙情况确定。 2 生活用水的蓄水工程进水口前应设置过滤设施对雨水进行初过滤。集蓄的雨水用作生活用水应进行净化处理，以达到相应
30、水质标准。 3 微喷灌、滴灌、渗灌等灌溉系统首部应设置筛网式过滤器。,工程主要设计规定,6.3 净水设施 6.3.2 生活供水工程宜设置初期径流排除设施。 6.4 生活供水设施 6.4.1 生活供水系统宜采用固定式手压泵或微型取水设备取水。 6.4.2 生活供水系统供水管道应采用符合生活供水卫生要求的管材。,工程主要设计规定,6.5 节水灌溉系统 6.5.1 利用集蓄雨水对作物进行灌溉时，应采用高效适用的灌水方法。对旱作农田可采用坐水种、点灌、注水灌、覆膜灌溉等简易节水灌溉方法和滴灌、微喷灌、小管出流灌、小型移动式喷灌等,不得采用漫灌方法。对水稻田应采用节水灌溉技术。 6.5.2 集雨灌溉宜同
31、时采取地膜覆盖、合理耕作、培肥改土、选用抗旱作物品种、化学制剂保墒等农艺技术措施。,工程主要设计规定,6.5 节水灌溉系统6.5.3 坐水种有条件时，宜采用能一次完成开沟、播种、灌水、施肥、覆膜等作业的坐水播种机。生长期灌溉采用滴灌方法时，滴灌管的铺设宜与上述作业同时完成。 6.5.4 集雨微灌工程设计应符合SL103的要求。,工程主要设计规定,五种灌溉用提水方式山西晋中,6.6 集雨补充灌溉制度 6.6.1 应在收集当地降雨和作物需水资料和对农业实践经验进行调查的基础上，分析确定影响作物的需水关键期及需要补充的灌溉水量，并根据集雨工程蓄水容量和灌溉面积，合理确定作物灌水次数、灌水定额和灌溉定
32、额。 6.6.2 有条件的地方，集雨灌溉制度应依据集雨灌溉试验资料确定。,工程主要设计规定,6.5 节水灌溉系统6.5.5 小型集雨喷灌工程的设计应符合GBJ50085 的要求。 6.5.6 平坦地区微灌和小型喷灌工程的干、支管埋深不宜小于50cm，寒冷地区管道应埋设在冻结线以下。,工程主要设计规定,东北与内蒙古地区玉米坐水种增产效果,一、我国水资源的基本情况 二、雨水集蓄利用的发展概况 三、农村雨水集蓄利用工程规划与设计 四、农村雨水集蓄利用工程施工与管理 五、应用案例,四、农村雨水集蓄利用工程施工与管理, 工程施工与设备安装 工程验收 工程管理,建筑材料、土石方、混凝土及砂浆、固化土施工要
33、求详见雨水集蓄利用工程技术规范7.1.1-7.1.4,四、农村雨水集蓄利用工程施工与管理,工程施工与设备安装,7.1 集流与蓄水工程施工,混凝土配合比技术参数表,水泥砂浆抹面水窖主要技术指标及工程量表,混凝土盖碗水窖主要技术指标及工程量表,混凝土砖拱顶盖水窖主要技术指标及工程量表,圆柱形水窖主要技术指标及工程量表,混凝土球形水窖主要技术指标及工程量表,图5-1 悬吊施工（2人操作）法示意图,图5-4 换土夯实窖盖施工法示意图,窖体工程量及主要材料表,窖体工程量及主要材料表 续表,7.1.5 伸缩缝的形式、位置、尺寸及填缝材料均应符合设计规定。施工缝内杂物应清除干净，填充应饱满、密实。 7.1.
34、6 浆砌块(片)石应采用座浆砌筑，不得先干砌再灌缝。砌筑应做到石料安砌平整、稳当、上下层砌石应错缝，砌缝应用砂浆填充密实。石料砌筑前 应先湿润表面。,四、农村雨水集蓄利用工程施工与管理,工程施工与设备安装,7.1.7 塑膜铺设应符合下列要求： （1） 塑膜铺设接缝可采用焊接和搭接两种，焊接时两幅膜重叠宽度不宜小于10cm。搭接可采取折叠方式，重叠宽度不得小于30cm。 （2） 埋藏式塑膜的覆盖层应厚度均匀、密实平整。塑膜铺设宜避开高温及寒冷天气。,四、农村雨水集蓄利用工程施工与管理,工程施工与设备安装,7.1.8 原土翻夯应分层夯实，每层铺松土厚度应不大于20cm。夯实深度和密实度应达到设计要
35、求。夯实后表面应整平。回填土含水率宜按表7.1.8的规定取值。,表7.1.8 回填土料适宜含水率范围(质量%),四、农村雨水集蓄利用工程施工与管理,工程施工与设备安装,四、农村雨水集蓄利用工程施工与管理,工程施工与设备安装,7.1.9 硬化土集流面的土基应进行翻夯处理，深度应按设计规定或不少于30cm，翻夯应符合本规范6.1.4.条6款的规定。塑膜集流面的土基应铲除杂草，清除杂物、整平表面并拍实或夯实。 7.1.10 施工中应按有关安全规程、规范执行，避免事故发生。,四、农村雨水集蓄利用工程施工与管理,工程施工与设备安装,7.2.1 滴灌、微喷灌和小型移动式喷灌机的施工安装应符合SL103和G
36、BJ50085要求。,7.2 节水灌溉工程施工与设备安装,雨水集流灌溉系统,雨水利用温室滴灌系统示意图,8.0.1 雨水集蓄利用工程的验收应根据有关规范、规程、规划设计文件及地方性规定进行。验收应包括工程布置、集流工程、蓄水工程、供水设施和集雨节水灌溉设施。 8.0.2 工程布置验收应检查各组成部分是否齐全、配套，布置是否合理。验收可采用综合评判法，上述各项均合格者评定为合格，否则评定为不合格。,四、农村雨水集蓄利用工程施工与管理,工程验收,8.0.3 集流工程验收应符合下列要求 （1） 集流面面积和质量的检查，两项同时符合设计要求，评定为合格，否则为不合格。 （2） 集流面面积验收应采用量测
37、法，不小于设计面积为合格。 （3） 集流面质量验收可采用直观检查法。集流面符合设计要求，汇流沟、截水沟、边垄设置合理，硬化集流面无裂缝，塑膜集流面无破损为合格。新建混凝土集流面应进行厚度测定、伸缩缝及表面质量检查。厚度不得小于设计尺寸，伸缩缝应符合设计要求，表面应光滑密实。,四、农村雨水集蓄利用工程施工与管理,工程验收,8.0.4 蓄水工程验收应符合下列要求： （1） 容积、质量和配套设施同时符合设计要求为合格，否则为不合格。 （2） 容积检查宜采用量测法，不小于设计值为合格。 （3） 蓄水工程防渗措施的防渗效果好为合格。 （4） 沉沙、泄水等配套设施齐全，质量符合设计要求为合格。,四、农村雨
38、水集蓄利用工程施工与管理,工程验收,8.0.5 灌溉设施验收应符合下列要求： （1） 灌溉面积和灌溉系统同时符合设计要求为合格，否则为不合格。 （2） 灌溉面积验收采用量测法，不少于设计面积的95%为合格。 （3） 灌溉系统验收采用试运行法，运行正常、满足设计要求的为合格。,四、农村雨水集蓄利用工程施工与管理,工程验收,四、农村雨水集蓄利用工程施工与管理,工程管理,9.1 一般规定 9.1.1 雨水集蓄利用工程应按照“谁投资、谁受益、谁所有”的原则，明确工程所有权，落实管护责任主体，使工程持续发挥效益。 9.1.2 农户自用为主的工程产权应明晰到户。对集体所有的工程，应由受益农户共同商定管理办
39、法，实行计量用水、有偿供水。,四、农村雨水集蓄利用工程施工与管理,工程管理,9.2 工程管理 9.2.1 雨水集蓄利用工程应按照有关规定，划定管护范围并设置标示。禁止在管护范围内从事破坏工程结构、影响工程安全、污染水源的一切活动。 9.2.2 应经常检查集流面是否完好和清除杂物。发现集流面有损坏时，应及时处理。,四、农村雨水集蓄利用工程施工与管理,工程管理,9.2 工程管理 9.2.3 应注意蓄水工程内水位有无异常下降，查明原因，及时进行处理。 9.2.4 应及时疏通引水渠、沉沙池及进出水管(沟)，清除拦污栅杂物，保持畅通。雨季应定期观测工程蓄水位，蓄水达到设计水位后，应及时关闭进水口。蓄水工
40、程应及时清淤。,四、农村雨水集蓄利用工程施工与管理,工程管理,9.2 工程管理 9.2.5 水窖(窑、池)宜保留深度不少于20cm的底水，防止干裂。寒冷地区的水窖(窑)冬季最高水位应低于冰冻线，开敞式水池应采取防冻措施。 9.2.6 水窖(窑)进人孔、水池取水梯入口处应加盖(门)锁牢，并随时检查其是否完好。 9.2.7 各类灌溉设施必须按照操作规程使用和管护，喷灌机组、微灌设备应有专人管理。,四、农村雨水集蓄利用工程施工与管理,工程管理,9.3 水质管理 9.3.1 集蓄的雨水在饮用前，应采取净化措施达到生活饮用水卫生标准GB5749的要求。 9.3.2 应采取措施，使降雨开始35min的雨水
41、不进入生活供水的蓄水工程。,四、农村雨水集蓄利用工程施工与管理,工程管理,9.3 水质管理 9.3.3 应对人饮蓄水工程水质进行定期抽样监测。监测资料应存档备查。 9.3.4 利用蓄水工程进行养殖时，应防止水体富营养化。,四、农村雨水集蓄利用工程施工与管理,工程管理,9.4 用水管理 9.4.1 雨水集蓄利用工程应提倡节约用水、科学用水。在降雨较少年份，应优先保证生活和牲畜用水，调整或减少其他用水。 9.4.2 多个蓄水工程共用的集流工程应本着公平、合理的原则，分批引蓄，避免水事纠纷。,引用规范名录 雨水集蓄利用工程技术规范引用的其它规范主要包括：SL310村镇供水工程技术规范、CECS82农
42、村给水设计规范、GB50288灌溉与排水工程设计规范、SL72水利建设项目经济评价规范、SL103微灌工程技术规范、GBJ50085喷灌工程技术规范、DL/T5144水工混凝土施工规范、JGJ/T98砌筑砂浆配合比设计规程、CJ/T3073土壤固化剂、GB/T14684建筑用砂等。,一、我国水资源的基本情况 二、雨水集蓄利用的发展概况 三、农村雨水集蓄利用工程规划与设计 四、农村雨水集蓄利用工程施工与管理 五、应用案例,五、应用案例,甘肃“121”雨水集流工程(人饮)内蒙“112”集雨节灌工程(灌溉)广西、贵州集雨特色农业(烟水工程等),甘肃“121”雨水集流工程(人饮),1995年，甘肃省在
43、8个地(州)市27个干旱县(市、区)实施“121”雨水集流工程，即每户利用场院屋面修建l00m2左右的集流场，建2眼水窖，发展一处庭院经济，解决一户饮水困难问题，同时，利用富余的窖水发展庭院经济。一年多内共新建和改造旧窖52万眼，建成集流场3716万m2，解决了最缺水的27个县(市、区)26.73万户131万人、118.8万头牲畜的饮水困难，同时发展庭院经济0.11万hm2，发展养殖业和农副业加工1万多处。目前“121”雨水利用工程已成为甘肃省干旱山区解决农村饮水的主要模式。,甘肃“121”雨水集流工程(灌溉),工程实例 一,甘肃省定西市安定区大坪村设施农业工程实例,(一)设施农业基本情况工程
44、的实施计划在定西市安定区的大坪村进行技术推广，主要进行塑料大棚蔬菜等经济作物的补充灌溉。其推广利用目标是提升旱地集水农业高效用水的水平和农户的收入水平。工程实施期内计划推广塑料大棚蔬菜灌溉面积40亩，平均亩产增加2000kg，预计可增产蔬菜80000kg，实现效益40000元。该区属于降水量大于350mm的半干旱山区，集雨效率大于70%，灌溉水利用率大于90%，蓄水设施复蓄指数大于1.3；在执行期内，塑料大棚蔬菜单方净耗水产值达到50元以上。目前工程已经全部投入运行，据2007年10月统计，所有水窖均已蓄水，其中，为蔬菜大棚灌溉配套的水窖，除2007年8月底建成的水窖外，其他水窖大多数已重复蓄
45、水2次。据统计，全部工程64眼水窖，自建成以后总蓄水量已达到2562m3。,工程实例1 甘肃省定西市安定区大坪村设施农业工程实例,(二)设施农业基本灌溉情况工程主要进行塑料大棚蔬菜等经济作物的补充灌溉。具体实施过程中，严格按照规划进行灌溉作物的选择，主要进行了塑料大棚种植西红柿、黄瓜、油菜、蕃瓜、茄子等蔬菜作物的节水灌溉。在干旱缺水地区，塑料大棚蔬菜种植是与雨水利用技术伴生而来的，是建立在雨水利用技术基础之上的。共建成塑料大棚41座(毛控制面积按1亩计算)，全部配套了滴灌、管灌等高效节水灌溉设施。从灌水情况来看，灌水次数普遍在56次左右，只有少部分达到8次，次灌水量一般在15m3/亩左右，总灌
46、水量在100m3/亩左右，最大的可达到120m3/亩。,工程实例1 甘肃省定西市安定区大坪村设施农业工程实例,大棚蔬菜灌溉情况典型统计资料表,(三)有关资料观测情况工程蓄水情况工程设计采用现有道路、荒山荒坡等，通过采取修建截流引水渠等措施经改造后作为集流面收集雨水，一旦蓄水设施建成，每遇降水天气出现即可进行雨水收集利用。工程蓄水情况采用逐一调查统计的方式进行统计。从调查统计情况来看，2007年34月建成的水窖普遍在当年蓄满了水，用于果树、蔬菜大棚灌溉的水窖基本上重复蓄水2次以上，还采用点浇点灌等方式进行了玉米等作物的抗旱保苗灌溉，发挥了很好的节水和抗旱作用；56月建成的水窖基本蓄满了水，用于果
47、树、蔬菜大棚灌溉的水窖部分重复蓄水2次，大多数只蓄水1次，但普遍用于果树、蔬菜灌溉经调查统计，全部蓄水工程64眼水窖的总容积为1920m3，平均年蓄水量约在3540m3。,工程实例1 甘肃省定西市安定区大坪村设施农业工程实例,(三)有关资料观测情况 作物产量典型统计情况作物产量统计仅按典型统计面积进行分析计算。全区共完成典型统计总面积大棚蔬菜13亩。在塑料大棚蔬菜种植中均为2茬种植。在调查统计的典型示范户中，第一茬种植西红柿、黄瓜，第二茬种植油菜、西红柿(倒茬)。从典型统计结果来看，塑料大棚蔬菜作物平均产量达到4873kg/亩，较粮食作物有显著提高。其中在6亩的统计面积中，总大棚蔬菜的总产量达
48、到32900kg，单产达到5483kg/亩。,工程实例1 甘肃省定西市安定区大坪村设施农业工程实例,(四)技术经济指标完成情况1.技术指标 (1)集雨效率集雨效率是反映区域内雨水收集利用程度和水平的重要指标，以降落在集流面上的雨水被收集、储存并利用的百分数进行表示。据有关研究成果，在降水量300400mm地区，塑料膜面的集雨效率可达到95%以上。根据计算，我们得出，大坪塑料大棚的总集流面积为21344m2，集雨效率计算结果为95%。,工程实例1 甘肃省定西市安定区大坪村设施农业工程实例,(四)技术经济指标完成情况1.技术指标 (2)灌溉水利用率本工程包括大棚蔬菜西红柿、黄瓜、油菜等作物的高效节
49、水灌溉。具体来看，大棚蔬菜作物的灌溉全部采用移动时滴灌系统进行灌溉，灌溉水利用率同样可达到93%以上。按照不同作物的种植比例及不同灌溉方式下的灌溉水利用率进行计算，大坪灌溉水综合利用效率达到90.6%,工程实例1 甘肃省定西市安定区大坪村设施农业工程实例,(四)技术经济指标完成情况1.技术指标 (3)蓄水设施复蓄指数复蓄指数是指蓄水设施在年内重复利用的次数，是评价工程使用效率高低的重要指标。本工程建成蔬菜灌溉水窖64眼，复蓄指数按2.00设计。经计算，实际复蓄指数达到了1.84。,工程实例1 甘肃省定西市安定区大坪村设施农业工程实例,大坪区蔬菜水窖复蓄指数计算结果表,(四)技术经济指标完成情况2.经济指标大棚蔬菜水分生产率在干旱缺水地区进行塑料大棚蔬菜种植，是伴随着雨水利用技术的诞生而发展起来的一项新兴农业技术。目前，该项技术已经成为干旱地区实现农业发展的新的增长点。共建成塑料大棚蔬菜种植面积41亩，典型统计面积12.6亩。在典型统计面积上，灌溉水分生产效率为31.1kg/m3，单方水平均产值50.3元/m3。,工程实例1 甘肃省定西市安定区大坪村设施农业工程实例,
