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中国农村雨水集蓄利用系统及其发展

1 中国概况
1.1 自然地理条件
中国国土面积为960万平方公里。全国耕地面积13004万公顷，草地面积40000万公顷，森林面积15984万公顷，内陆水域总面积1747万公顷。
1.2 人口及行政区划
中国是一个多民族的国家，共有56个民族。现有人口12.92亿人，其中农业人口占70.8%。
中国有省级行政单位34个，包括23个省、5个民族自治区、4个直辖市和2个特别行政区。全国共有615个市，44067个乡镇，740917个村。
1.3 农业经济
2003年，中国国内生产总值（GDP）为14084亿美元，其中农业占12.7林业占1%，牧业占8.2%，渔业占2.7%；全国人均GDP为1093美元。
1.4 农业灌溉
2002年，全国灌溉面积6075.3万公顷，其中农田灌溉面积占92%，果林灌溉面积占5%，天然草场及人工饲草料地灌溉面积占2%，其它占1%。
2003年，全国用水总量为5412亿立方米，其中灌溉用水量为3600亿立方米，占全国用水总量的66.52%。

降雨量、蒸发量及灌溉分区表
降水带
年平均
降水量(mm)
年平均
蒸发量(mm)
干旱指数
灌溉区
占国土面积
(%)
湿润
>800
<800
<0.5
补充灌溉区
32
半湿润
400～800
800～1200
1.0～3.0
不稳定灌溉区
15
半干旱
200～400
1200～1400
3.0～7.0
常年灌溉区
22
干旱
<200
>1400
>7.0
31

1.5 自然条件特征
l 幅员辽阔
l 地形复杂
l 降雨时空分布不均
400
800
1600
400
800
1600
我国降水量空间分布

l 水土资源分布不均长江以南
黄淮海
西北及东北
水资源
耕地面积

0
20
40
60
80
100
%
80%
20%
38%
62%
我国水土资源分布

10

2 雨水集蓄利用系统
雨水集蓄利用是在水资源贫乏，且受地形、地质、水文等条件限制，很难修建骨干水利工程的地区，采取一定的工程措施收集、储存和调节利用雨水的小型水利工程。就农村水利而言，雨水集蓄利用主要用于缓解水资源紧缺、解决农村生活用水问题，实施补充灌溉，提高农作物产量，改善生活生产条件，促进农村经济发展。其系统组成和工程模式如下：

路面荒坡
屋面场院
沟 壕
混凝土面
混 合 土
塑料薄膜
其 他
坐 水 种
注 射 灌
膜 下 灌
滴 喷 灌
吊 桶
手 压 泵
电 泵
自 流
雨水集蓄利用工程系统
集流工程
生活供水
生产供水
净化工程
蓄水工程
输水工程
供水工程
天然集雨场
人工集雨场
水 窖
水 窑
水 柜
水 池

2.1 系统组成
雨水集蓄利用工程一般可分为集流工程、蓄水工程和供水工程三个部分。
2.1.1 集流工程
集流工程由集流面、汇流沟、输水渠和沉沙池组成。集流面应尽量利用自然坡面，如屋顶、庭院、公路和各种道路、碾场。主要有混凝土集流面，塑料薄膜集流面，原土夯实集流面等形式。
2.1.2 蓄水工程
蓄水工程有水窖、水窑、水柜、水罐、水池和塘坝等多种形式。其作用是通过蓄存雨水解决作物用水供需错位的矛盾，做到秋雨春用、蓄余补欠。
2.1.3 供水工程
根据雨水集蓄工程的用途，供水工程分为生活供水和生产供水两类。生活供水一般采用吊桶、手压泵、微型电泵或自流取水。生产供水采用滴灌、喷灌、点灌和坐水种等节水灌溉方式。
2.2 主要工程模式
目前雨水集蓄利用工程应用较多的几种模式：
l 屋顶、庭院集流+水窖+手压泵（微型电泵、吊桶）；
l 自然坡面、路面集流+水窖（水窑）+坐水种（滴灌）；
l 自然坡面、路面集流+水池、水塘、小水坝+点灌（坐水种）；
l 自然坡面集流+水池+喷灌（点灌、坐水种）。
3 雨水集蓄利用工程规划
3.1 区域性规划内容与步骤
（1）对本地区缺水状况，建设该工程的必要性和可行性进行论证，并与其他方案进行技术经济比较。
（2）对规划期内该工程解决本地区饮用水的人口，饮水定额，节灌面积，作物类型，灌水定额，发展养殖业和农村加工业的规模，用水量等指标进行分析，据此确定工程规模。
（3）根据气候，地形，地质等自然条件和社会经济特点进行分区，确定不同类型地区的工程型式和布局。
（4）在规划中提出不同类型分区的工程典型设计，并据此计算出全地区的工程量和投资。
（5）进行该工程对生态系统，水环境和对人健康影响的分析与评价。
（6）编制分期实施计划，并提出组织实施，技术支持，资金来源，劳力安排等措施。
3.2 基本资料
（1）收集雨水集蓄利用工程所在地区年降雨量和多年平均年蒸发量资料。
（2）集流面，蓄水设施及灌溉土地之间的相对位置高差资料，以及拟建工程位置的土质或岩性。
（3）拟作为集流面的屋顶，庭院，公路，天然坡面，碾场面积进行丈量的数据资料。
（4）工程实施范围内已建集流面的材料，集流效率，蓄水设施的种类，结构和面积，提水设备，节水灌溉设施，节水灌溉制度和运行管理情况等。
（5）工程实施范围内的人口，牲畜数，计划利用雨水进行灌溉的作物种类，面积，需水量，单位产量以及土壤质地等。
（6）对当地水泥，钢筋，石灰，防渗膜料，以及砂石砖土等建材的储产地，储产量，质量，单价，运距等资料。
4 全国雨水集蓄利用概况
4.1 发展现状
雨水利用是一项十分古老的技术。我国的农民在长期的抗旱实践中，积累了丰富的利用雨水的经验，创造了水窖、水窑、水池等小型和微型蓄水工程形式，用于解决生活饮水问题。20世纪80年代末，在我国西北、华北、西南有关省区的缺水山区以及沿海岛屿兴建的雨水集蓄工程，就是应用现代技术对这些传统的蓄水方式进行的改造。把雨水集蓄工程的应用范围从单纯解决饮水问题扩大到了农业灌溉上，大大提高了雨水利用效率。雨水集蓄利用工作从试点示范到规模发展，大致经历了以下四个阶段：
（1）试验研究阶段：80年代，通过对相关技术的试验研究，论证了雨水集蓄利用工程的可行性和可持续性，提出了雨水集蓄利用的理论与方法，取得了《干旱半干旱地区雨水集蓄利用》、《集雨农业的理论与实践》、《半干旱丘陵山区集雨节水灌溉工程试验》等一批实用成果，为雨水集蓄利用工作的开展奠定了理论和技术基础。
（2）试点示范阶段：90年代，甘肃、宁夏、陕西、山西、内蒙、河南、四川等省区在试验研究的基础上，进一步开展试点示范工作，使雨水集蓄利用从单项技术发展为农业综合集成技术;从单一的利用模式走向高效综合利用;从理论探讨、技术攻关走向实用阶段，找出了一条干旱山区农业和社会经济发展的新路子。
（3）推广应用阶段：1997-1998年，财政部、水利部联合组织的雨水集蓄利用试点工作带动了西北、西南、华北地区雨水集蓄利用工作的迅速发展，工程建设开始从零散型向集中连片型发展，“人均半亩到一亩基本农田”,“一园一窖”成为广大群众奋斗的目标。
（4）蓬勃发展阶段：2000年，水利部编制了《全国雨水集蓄利用“十五”计划及2010年发展规划》。2001年2月，水利部颁布了《雨水集蓄利用工程技术规范》，出版了《农村集雨工程简明读本》。水利部灌溉排水发展中心开展了全国性雨水集蓄利用工程技术培训工作。同时，国家财政部设立了小型农村水利公益设施补助费，用于支持雨水集蓄利用工程建设。2001年7月，中国水利学会雨水专业委员会成立大会，暨雨水利用国际学术交流会在兰州市隆重召开。2003年3月，第三届世界水论坛在日本东京举行。在论坛展览会上，甘肃省《雨水集蓄利用行动》荣获“水行动大奖赛”特等奖。之后，国家商务部和水利部将甘肃省作为国际雨水集蓄利用培训基地，开展了对外培训工作。
4.2 雨水集蓄利用工作成效
4.2.1 解决了饮水和部分生产用水。
截止2004年6月，全国共建成水窖等小微型工程600万处、蓄水容积20亿m3，发展抗旱补水灌溉面积3970万亩，年增产粮食22亿公斤，年增加产值28亿元，解决了3600万人的饮水问题，使1500万人解决了温饱问题。
4.2.2 促进了农业结构调整。
雨水集蓄利用的实施，使许多缺水地区农民有条件种植高效经济作物，发展池园经济，农民生活、生产条件有了大的改善。四川省干旱地区通过兴建雨水集蓄利用工程后，不少农户开始种植蔬菜、瓜果，有些农户还办起了养猪场、养鸡场及生产酱油、醋的作坊，取得了良好的经济效益。
4.2.3 改善了生态环境。
雨水集蓄利用工程使农民由广种薄收逐步走向精耕细作，合理开发利用水土资源，有利于在水土流失区实施退耕还林还草，遏制对生态环境的破坏。广西凤山县弄雷屯建成54处地头水柜后，改田44亩，粮食年总产量增加1.8万公斤。同时，种竹子240亩，封山育林2400亩，池边种葡萄25O株，改善了周围的生态环境。
4.3 雨水集蓄利用的基本经验
总结各地雨水集蓄利用的经验和做法，主要有以下几方面:一是认真组织。很多地方都成立了由主要领导挂帅的专门组织机构，负责项目组织实施，保证工作的正常开展。二是政策扶持。如改革体制，明晰产权，实行多干多补，少干少补，先贷后补，先干后补的政策。三是多方筹资。将扶贫和农业综合开发、水利、水土保持等多项资金统筹安排，向雨水集蓄利用工程倾斜;向农民提供“小额信贷”;鼓励私营企业主或个人通过投资兴建雨水集蓄利用工程进行水土治理等。四是严格管理。各省(区)制定了相应的规范、规程和管理办法，对雨水集蓄利用工程的发展起到了良好的保障作用。
目前存在的主要问题：一是由于资金限制，目前每年能发展的雨水集蓄利用面积不足300万亩,与发展要求不相适应。二是雨水集蓄利用工程的规划、设计与建设不规范部分雨水集蓄利用工程的规划布局不尽合理，出现蓄不上或蓄不满水的现象。三是名称不统一。如:雨水利用工程、雨水集流工程、集雨节灌工程、集雨工程、雨洪利用工程等。《技术规范》统称为雨水集蓄利用工程。
5 工程布局
5.1 基本原则
5.1.1 因地制宜、分类指导
根据当地实际情况，采取不同形式雨水集蓄利用技术，能蓄则蓄，能拦则拦，以小、微型水利工程为主，充分利用当地的雨水资源。
5.1.2 先生活、后生产
在优先解决农村饮水困难的基础上，依靠节水灌溉和补充灌溉措施积极发展农牧业生产，促进产业结构调整，增加农民收入，改善生活、生产条件和生态环境。
5.1.3 提高水的利用效率
雨水集蓄利用工程要与节水灌溉、水土保持及生态环境建设相结合，提倡一水多用，促进水资源的高效利用，使有限的水资源尽可能发挥最大的作用。
5.1.4 把提高经济效益放到重要位置
以建设水窖、水池、水柜等小微型水利工程为契机，开展雨水资源的高效利用，加快发展以林、果、菜等种植业和小型养殖业为主的“高产、优质、高效”产业。
5.2 重点布局
建设重点分为黄土高原沟壑区、青海干旱山区、川陕山丘盆地区、云贵高原区、岩溶山区、华北北部干旱山区、中部山丘区七个区。
5.2.1 黄土高原沟壑区
黄土高原丘陵沟壑区包括甘肃、宁夏及陕西、内蒙古、山西的一部分。该区多年平均降雨量偏低，地表水资源缺乏，地下水埋藏较深，长期受干旱威胁，多年来当地群众就有修窖集雨解决饮水问题的传统。目前“人均一窖”、“一园一窖”，“人均半亩基本农田”已成为当地农民群众的奋斗目标。由于这一地区降雨量少，土壤渗透性强，需要人工修建集雨面，而且水资源紧缺，必须实施节水灌溉。因此重点是集雨场的选择和修建、适宜节水灌溉措施的配套。
5.2.2 青海干旱山区
青海干旱山区位于青海省东部，自然条件恶劣，山大沟深，水源短缺，降雨是当地群众赖以生存、生产和生活的唯一水源。该区降雨量在320-480mm之间，降水常以暴雨方式出现，水土流失严重。该区发展的重点是利用小、微型雨水集蓄工程，以公路沿线进行带状开发，结合小流域雨水集蓄利用，充分利用休闲土地、各地场院、村庄道路、荒山坡面、封山育林区和支毛沟治理措施，合理布设引水渠，因地制宜配套调蓄设施，充分收集和利用天然降水。
5.2.3 川陕山丘盆地区
该区包括四川盆地周边地区和陕西省的南部地区。年均降雨量1000mm左右，水资源相对充沛，但由于水低地高，加上降水年内分布不均，干旱仍是制约农业发展的主要因素。该区发展的重点是充分利用地形修塘筑坝，集蓄降水，利用山区优势资源，调整农业产业结构，发展林、果业。把雨水集蓄利用与发展山区特色经济有机结合起来，因地制宜地发展“产品质量优、品种特色强、市场前景广、经济效益高”的特色农业。
5.2.4 云贵高原区
云贵高原区包括云南、贵州、广西等省的干旱山区。区域内多为旱山区，汛期雨水充沛，但季节性干旱缺水严重，耕地资源也十分紧缺。该区一般不需修建人工集雨面，只需在天然坡面下游或石山周边出水口修池建窖，一年之内可以多次蓄水，反复利用。宜发展融小型家庭种植、养殖业、庭院建设和农村社区环境建设为一体的“池园经济”。即池中养鱼、池面养鸭、池边种植果树、家中养鸡养猪，实施一水多用，综合发展。工作的重点是蓄水工程的建设。
5.2.5 岩溶地区
主要包括广西、云南、贵州、广东等省的部分区域。山岭连绵，山体岩石裸露，岩溶地貌，岩层陡倾，河谷深切，多呈“V”型峡谷，地下水埋深较大，土地零星分散，群众生活较为贫困是全国有名的“老、少、边、穷”地区。但该区降水充足，发展的重点是修建地头水柜、小塘坝。
5.2.6 华北北部半干旱山丘区
华北北部半干旱山丘区包括河北省以及内蒙、山西、北京的一部分。雨水资源短缺，但比西北丰富，而且土地资源开发潜力大。因此发展方向在于更大规模的高效农业种植和生态环境建设。这些山区一直以梯田建设、荒山治理、旱作农业发展方向为主。一般农业灌溉以路面集流为主；牧区以坡面集流为主。
5.2.7 中部山丘区
中部山丘区主要包括皖北、皖南、赣南、鲁中南、豫西北、鄂西北、湘西的山丘区，年降雨量在600-1200mm左右，年内分配极为不均，水土流失和干旱都较严重。地形起伏不平，沟谷较深兴建大、中型水利工程难度大、投资高；适宜发展果树等经济作物。重点发展技术含量较高的集雨、蓄水、节灌一体化的雨水集蓄利用工程。
6 目标与措施
6.1 目标与任务
通过建设雨水集蓄利用工程，使上述贫困地区达到人均半亩旱涝保收基本农田，抗御自然灾害的能力明显增强，农民生活水平有较大提高，农业生产条件有较大改善，促进地方经济发展和生态环境改善。
6.2 发展计划
到2010年，重点发展雨水集蓄利用区的农业经济，包括雨水集蓄利用与农村种植业、养殖业的结构调整。计划发展集雨场面积20亿m2，蓄水容积13亿m3，发展补灌面积1712万亩，节灌面积410万亩，解决287万人的饮水困难。

6.3 措施
6.3.1 全面规划，分步实施
从全局出发对当地水资源状况及开发利用情况、可建工程的潜力、布局和工程形式，进行更深入地调查，针对不同地区的自然、社会、经济等条件，因地制宜地搞好工程规划布局，选择好工程形式，确定技术标准，分步实施。既要发挥雨水效益；又要量力而行，保证雨水集蓄利用可持续发展。
6.3.2 多渠道筹集资金
到2010年需投入152亿元，国家财政的投资比例应适当增加，尽可能安排专项资金予以扶持。同时现行的扶贫、农业综合开发等项资金可考虑向这方面倾斜。还可以制定一些激励政策，鼓励个人、私营企业和社会各界筹资或募捐兴建雨水集蓄利用工程。
6.3.3 抓好试点及技术培训
在不同类型区，建立雨水集蓄工程示范区，探索不同地区工程型式、发展潜力及政策措施，为大面积推广提供样板和依据。部分省、区已制定适合当地的雨水集蓄利用技术规范。应根据技术规范和当地的实际情况，加强技术指导、人员的培训与技术交流。
6.3.4 确权到户，建立良性运行机制
雨水集蓄利用工程适合以家庭为单元的农业生产，各级政府要深化产权制度改革，对于户建工程，按照“谁建设，谁所有，谁受益”的原则，由政府颁发产权证；对于联户兴建的工程，则由受益户共同制定管理公约，推举责任心强、懂技术、会管理的受益户进行管理。
6.3.5 严格管理，确保工程质量
在工程质量监督与管理上，颁布“雨水集蓄利用工程施工技术规范”、“竣工验收标准”等。强化各级水利部门的督导与技术把关作用。工程设计、施工、验收实行技术责任制和项目责任制，签订责任书和项目合同，统一规范标准，统一组织验收，严格把好工程质量关。