抗旱截蓄雨水技术

时间：2022-11-15 百科知识版权反馈

【摘要】：目前，新一代人工增雨监测和作用技术系统在世界各地迅速推广，该系统包括气象卫星资料收集系统、多功能气象雷达、地基或机载遥感测量系统、装有先进微物理测量系统的飞机和高效催化技术系统。人工增雨技术已成为国内外抗御局地干旱的重要技术手段。对降水的蓄积除水库外，在干旱区，如宁夏、甘肃、内蒙古，近年来修建了许多水泥蓄水窖，用微灌技术灌溉农田，在农业抗旱中发挥了重要作用。

第六节　抗旱截蓄雨水技术

一、耕云播雨，缓解旱情

耕云播雨，是根据自然降水形成的原理，用人工的方法使云产生降雨。这是战胜或缓和局部地区干旱的重要方法。目前很多地方的耕云播雨就是在适宜的天气条件下，把适量的催化剂，用一定的运载工具撒播在云层中，促使降水或增大自然降水的强度。

人工降雨，要根据不同性质的云，采用不同的催化剂，才能收到显著效果。如不冷云，要根据冰、水转化原理，使云中具有足够的冰晶，造成冰、水共存而形成降雨。其方法是借助火箭、炮弹、飞机、气球等运载工具，将干冰、磺化银、磺化铅、硫化铜、甲醛等人工晶核撒到云中促使过冷却水的冻结或使水汽凝华成冰晶，造成冰、水共存，形成降雨。若是暖云，根据起伏冲并原理，造成大小水滴共存形成降水。撒播氯化钠、氯化钾、硝酸钾、尿素等粉末，这些吸湿性很强的微粒，遇水汽后能迅速长大成大水滴，并在起伏冲并下形成降水。

实践证明，人工催化深厚的层状云系，可增加降水量10%～20%；催化发展旺盛的浓积云，可增加降水1～2倍。因此在一定条件下，只要方法得当，时机适宜，耕云播雨能增大降水，在缓和局部干旱方面能起到一定作用。

从20世纪40年代末奠定了人工影响云增加水的微物理科学基础以来，通过国内外大量的试验研究和人工增雨实践，特别是近十年来，相关科学技术取得了显著进步，进一步充实和改善了人工增雨的科学概念，改进了对人工增雨条件的认识，提高了人工增雨作业的针对性和科学性，技术装备条件也有明显改善，提高了人工增雨条件的实时监测能力，也提高了作业功效。目前，新一代人工增雨监测和作用技术系统在世界各地迅速推广，该系统包括气象卫星资料收集系统、多功能气象雷达、地基或机载遥感测量系统、装有先进微物理测量系统的飞机和高效催化技术系统。美国、俄罗斯、以色列等国家应用先进的监测和作业装备，获得了比较明确的人工增雨要领模型，通过有科学设计的长期稳定试验，取得了科学界认可的人工增雨效果为6%～30%。人工增雨技术已成为国内外抗御局地干旱的重要技术手段。

在中国，人工增雨从1958年起就开始进行，到现在已有20个省（区）开展了人工增雨作业，在抗旱和防御森林火灾方面起到了一定的作用，对人工增雨效果的统计检验设计积累了一些成功经验。目前中国人工增雨水平与国外先进国家相比仍有较大差距，还需要对各类云人工增雨条件的判断数据和实时监测识别技术，对各类云在不同条件下的最佳催化部位、时机、剂量以及人工增雨效果的评估等方面还需进行深入研究，以减少人工增雨作业的盲目性。

二、咸水资源的利用

在北方大部分贫困山区淡水资源缺乏，但地下有一定量的微咸水和咸水资源，可应用含盐地下水作为灌溉的补充水源。根据美国在世界各地调查的结果提出，凡是电导度为8ds／m的咸水都可用于灌溉。在我国也有不少地区利用微咸水进行灌溉。在小麦拔节期以后采用微咸水灌溉，既不引起土壤盐碱化，还取得小麦较好收成。在宁夏回族自治区同心县、海原县用含盐量4克／升左右的水源灌溉大麦、小麦，产量普遍比旱地高。用咸水灌溉应注意有相应的技术和作物种植方式，需微咸水和咸水交替灌溉，作物处于非耐盐阶段应用微咸水，在耐盐生长阶段采用咸水。微咸水、咸水灌溉时间和灌溉量随土壤含盐量、种植方式、气候条件和灌溉系统的形成而定。由于咸水仅有限地用于部分作物的特定生长阶段，再加上其他生长阶段微咸水的淋洗作用，故一般不会引起土壤过度盐碱化。在轮作制上，要考虑高耐盐作物与次耐盐作物搭配，即在种植了几年耐盐作物小麦后再种几年苜蓿。

三、截蓄雨水

据有关专家估计，全世界每年降到陆地的水量足够满足5～10倍于目前全球人口的需用，但可惜的是在这些降水中有三分之二被迅速流失，剩下的三分之一又分布不均，且往往不易得到利用。如果使这些降水少流失一些，通过有关措施截留蓄存起来用于抗旱灌溉农田，这是最简单最便宜的用水途径。中国多年平均降水量为6.19万亿立方米，形成河川径流2.71亿立方米，地下水资源0.83万亿立方米，两者重复0.73万亿立方米，降水形成水资源量仅占40%，60%未形成水资源浪费掉。对降水的蓄积除水库外，在干旱区，如宁夏、甘肃、内蒙古，近年来修建了许多水泥蓄水窖，用微灌技术灌溉农田，在农业抗旱中发挥了重要作用。除了地面拦截贮积雨水外，还可利用汛期雨水回补地下水。

1.旱地农业集水系统

即改变地表形状或经过处理收集自然降水，使径流最大，并从特定地点流入农田。

农业集水系统一般适合在年降水量为50～300毫米的干旱和半干旱地区使用。当平均降水量≤100毫米时，雨量分布是关键。在降水量大于300毫米的地区，集水技术可用于控制和管理地表径流，以防止土壤侵蚀。

使径流最大的集水系统一般包括以下要素：集水区域、输送设施、蓄存设施和农田。这些要素具有收集和蓄存径流的作用，但要求高水平的资源管理和资金投入。集水区的选择设计需要广泛收集降水量和蒸发资料，以估计概率对设计区的径流进行评价。

2.集水方式有多种多样

一种是在栽培地以外设集水区，当径流最大时，集水区的水分配给栽培地区。另一种是在栽培区土壤表面挖沟或起垄，使表面水流入沟内。

最简单的集水形式是某种地形的改变，即在集水区清除灌木林和石头，在坡上挖小沟使径流顺利流入农田。应用地形的集水技术特点是投入少，但产流量小，并且要注意土壤类型和地形特征相匹配。不适宜于表面集水的土壤是松散的沙土和沙砾土。

在选定的微集水区内通常将土壤变为不毛之地，减少植物生长。为了减少入渗，在土壤中通过喷洒沥青、防水化学制剂或石蜡，或者在上层5～6厘米土层中混合使用。当农田不能直接修建集水系统时，可通过挖沟、塑料管道等方式使径流直接进入栽培农田。

牧区草原地面突起或凹下，也可增加地表蓄水潜力。在牧区把降水收集好，使径流最小，有利于饲草生产。这种零径流概念意味着降雨入渗前保存在土壤表面。在某些集水设计中，栽培的土壤就是水分贮存器，即直接径流农业。在其他一些干旱地区建造等高梯田收集径流，这种系统一般用于大片土地或有机械设施平整土地的地方。

3.蓄水设施

旱地农业集水要求的蓄水设施是土壤、微集水区、蓄水池或者拦水坝。要根据当地的地形、土质、集流方式及用途进行规模布置。

用于大田灌溉的蓄水设施要根据地形条件确定位置，一般应选择在比灌溉地块高10米左右的地方，以便实行自压灌溉。用于解决庭院经济和生活用水相结合的蓄水设施，一般应选择在庭院内地形较低的地方，以取水方便。为安全起见，所有的蓄水设施位置必须避开易塌方或易滑坡的地段，设施的外壁距崖坎或根系发达的树木的距离不小于5米，两个蓄水设施的距离应不少于10米。公路两旁的蓄水设施应符合公路部门的排水、绿化、养护等有关规定。蓄水设施的主要附属设施如沉沙池、输水渠（管）等，应统一规划考虑。

现列举宁夏常见的一些地形地貌条件下如何合理布局蓄降雨水窖群。

（1）梁峁地形布窖。地形特点为梁峁起伏，地处水土侵蚀源头，地面较平整，植被较好，鞍部地形处常是乡村道路交会点。梁峁多修成水平梯田或为天然草地，冲沟较少，适宜窖点。沿梁顶多为交通道路，路面是收集雨水的理想场地。窖点应根据地形和农田在道路两侧合理布局。宁夏海原县冯川村利用梁顶公路（沥青路面）鞍部处的集水沟收集路面径流，在半山坡打窖蓄水，自流灌溉坡脚下的农田（图3-1）。

图3-1　冯川村公路集流（沥青路）窖灌示意图

（2）山前壕掌地带。地形特点为后山是山丘地形，坡面冲沟较多，多为荒坡草地，坡面大，为扇形汇流；在沟口汇流后又随地形扩散，形成山前台地（或为壕掌地），汇流低洼处多为田间路或牧羊道，路壕两侧为农田。窖群布局。该地形径流条件好，沟壕汇流量大，一般含沙量较大。窖群应沿路壕两侧布置，分段建引洪渠收集径流入窖（图3-2），同时建好引水入窖前的沉沙设施，水窖蓄满后及时封堵进水口。宁夏固原县七营乡倪壕村节水灌溉示范点就是利用山前沟壕集水，实行窖水节灌。