农村雨水渗蓄利用参考.docx

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农村雨水渗蓄利用参考

1绪论

1.1课题研究的背景及意义

我国是世界上使用化肥、农药数量最大的国家，雨水冲刷所产生的农业面源污染是水环境污染、湖泊水库富营养化的主要因素。

2005年，有关部门对全国部分村庄进行实地调查显示：

96％的村庄没有排水沟渠和污水处理系统；89％的村庄将垃圾堆放在房前屋后、坑边路旁甚至水源地、泄洪道、村内外池塘，无人负责垃圾收集与处理。

这就造成了下雨时，雨水与污水混流，使宝贵的雨水资源白白流走。

而且，降雨会带着村庄的脏土、粪便、垃圾等，从非特定的地点进入受纳水体从而导致径流污染的发生。

水土流失会使耕地减少、土地退化、泥沙淤积、洪涝灾害加剧，从而影响了水资源有效利用。

水土流失还加剧了干旱发展，使生态恶化。

目前，全国90%以上的农村人口生活在水土流失严重地区，因此，加强水土保持、改善生态环境将大大提高农业综合生产能力，促进农业增产增收[1]。

我国是一个水资源短缺的国家，尤其是农村地区，不光素来干旱的西北、华北地区缺水，连年降雨量超出西北近10倍的西南、华南、华东也因为水土流失或水污染等原因而缺水。

随着水资源供需矛盾的加剧，从80年代开始，雨水集蓄利用技术越来越受到广大专家、学者的关注，该技术在我国很多农村地区都已经大范围地的应用，在解决农村饮水困难、发展农业补充灌溉及生态用水等方面收到了明显的成效[2-3]。

现代意义上的雨水利用不仅涉及到雨水集蓄利用，还与水资源的保护与利用、排水系统等基础设施的建设、生态环境规划、建筑与景观设计、雨水的调蓄排放和洪涝控制、水土保持及雨水的径流污染控制和净化处理等有着密切的关系[4。

建设社会主义新农村是党中央提出的统筹城乡发展的重大战略决策。

随着新农村建设的推进，对村庄环境的改善和对水的需求势必会相应提高，水的供需矛盾也会随之加重。

因此，面对新农村的建设，仅考虑雨水集蓄利用是不够的，需要对农村现有技术和问题进行分析，借鉴现代城市暴雨管理的科学体系，结合新农村的特点，以充分开发利用雨水资源、缓解农村水资源紧缺状况、减轻农村地区的洪涝危害、控制径流污染和改善水生态环境为目的，研究适合社会主义新农村雨洪控制与利用技术。

不同的村庄有不同的特点，所采用的技术就应该有所不同。

面对一个具体的项目，必须从实际出发，综合分析各方面的因素，然后确定适合该村庄的雨洪控制与利用技术。

本课题就是响应新农村建设的政策，从科学化、系统化的角度出发，研究、构建新农村雨洪控制与利用的适用技术体系，并且以北京浅山区生态村为例，确定其雨洪控制与利用模式。

通过本课题的研究，对新农村的雨洪控制与利用技术体系的建立和工程的决策过程具有很好的参考与指导意义。

1.2国内外研究现状

1.2.1国外研究现状

对于农村地区的雨水集蓄利用，规模最大的是泰国，泰国70%以上的人口居住在农村，其雨水收集利用已有4000多年的历史。

在20世纪80年代，泰国面临比较大的饮水问题，尤其是在东北部农村地区，普遍利用传统的400-600l的陶瓷罐来收集雨水[5-6]。

澳大利亚在农村及城市郊区的房屋旁，普遍建造了用波纹钢板制作的圆形水仓，收集来自屋顶的雨水。

据南澳大利亚的一项抽样问卷调查表明，使用雨水的居民比用城镇集中供水系统的要多。

美国得克萨斯州人一般用小水池蓄存径流用于农业灌溉，成本每英亩约为60美元，而总收可达100美元，说明集流农业技术所花的代价比一般工程要低[7]。

对印度ANDHRAPRADESH地区8.9hm2的小流域的研究表明，修建6处由1hm2集流面、300m3蓄水池组成的系统，即可为该流域农田提供充足的补水灌溉用水[8]。

国外经验证明，雨水集蓄利用技术在解决生活和农业生产用水上都有广泛的应用，特别在干旱、半干旱地区是解决水资源短缺问题，发展农业生产、改善生态环境的有效措施[9]。

近年来，一些分散式的技术在国外农村地区也得到了广泛的应用，其主要目的是减少径流量，间接利用雨洪资源。

如德国的乡村铺设一般采用透水路面，如人行道、步行街、自行车道、郊区道路等受压不大的地方，采用透水性地砖，砖与砖之间还采用了透水性填充材料拼接。

在房舍周围、校园和公园的步行道上，由于往来行人较多，他们大多采用细碎石或细鹅卵石铺路，不仅地面透水性好，而且还不长杂草。

还有，各种雨水入渗设施也在日本迅速发展，包括渗井、渗沟、渗池等，而美国的雨洪利用也多以天然入渗为主，以防洪排涝为重点，将雨水利用作为土地利用规划的一部分。

国外在控制与利用山洪资源上，经常采用一些渗透、滞蓄措施[10~12]，在道路边沟内放一些石块，既可以延缓流速，强化雨水的渗透和蒸发，也可以使一些沉淀物沉淀，见图1.1；利用洼地或者用石块筑一小型障碍使雨水暂时滞留，创造一沉淀、渗透区域，以便减少下游沉淀物及冲蚀，见图1.2；利用一混凝土渗透装置来收集、渗透路边集中管渠的雨水，而后慢慢渗入周围土壤，有时还会用一些大石块来固定装置，见图1.3。

对于屋面雨水，利用渗透系统使雨水入渗补充地下水，见图1.4。

图1.1道路边沟图1.2滞留措施

图1.3混凝土渗透装置

图1.4屋面雨水渗透

国外生态村的建设也充分考虑了雨洪控制与利用技术。

英国南部某生态村充分利用其降雨充分的特点，村内设计了大的贮水池集蓄雨水，集蓄的雨水主要用于冲洗厕所。

冲洗过马桶的水立即进行净化处理，并在芦苇湿地中进行生物回收。

另外，有些住宅的屋顶上种植了草皮，既增加了美观程度又利用了雨水[13]。

又如伦敦贝丁顿生态村的用水主要来自于雨水。

雨水经过自动净化过滤器过滤后进入储水池储存，需要时用泵将水抽出，即可用于清洗卫生间、灌溉树木等[14。

德国的生态村几乎所有住宅的屋檐下都装有半圆形的檐沟和雨落管，认真地收集雨水，收集的雨水用途广范，有些用作冲洗厕所，有些用来浇灌绿地，也有些通过渗水池渗入地下补充地下水。

另外，村庄庭前门后都有一片由住户自己种植管理的绿地，种植各种花卉、草木等，生动且美丽[15]。

德国各地生态村屋顶上如不安装太阳能装置，就进行绿化，大大小小屋面上长满茂盛的绿草，既可控制与利用屋面雨洪，又可成为生态村住宅的一个特殊景观[16]。

德国生态村环境景观中给人印象最深的是长满野草的土水沟和开放着芦花的渗水池，这些水景呈现出的原始和自然的美，成了生态村里一种很有特色的风景[17]。

国外不但重视工程措施，而且制定了相应的法律法规对雨洪控制与利用给予支持。

美国制定了《雨洪管理条例》。

条例规定了新开发区的暴雨洪水洪峰流量不能超过开发前的水平，所有新开发区必须实行强制的“就地滞洪蓄水”，滞洪设施的最低容量要求控制5年一遇的暴雨径流[18]。

除制定雨洪管理条例外，联邦和各州还采取了一系列政策，如利用税收政策，发行义务债券，联邦和州给予补贴、联邦贷款、投资扣分方式鼓励人们采用新的雨洪控制措施。

德国也有严格的法律法规，要求新建和改建开发区，开发后的径流量不得高于开发前的径流量，迫使开发商必须采用雨洪控制措施。

德国生态村根据自己的情况制定“生态评价一览表，如慕尼黑的“生态评价一览表”中要求购房者必须收集使用雨水。

德国汉堡市的生态村，政府对生态型房屋给予了资金支持，房子建好三年经测试合格后可得到8000马克的补助，而用雨水冲厕所的房屋可得到减税的优惠[19]。

东京墨田区为了进一步在民间普及雨水利用设施，1996年10月开始建立“墨田区促进雨水利用补助金制度”，从而有效地推动了全区雨水利用工作的发展。

其中补助金种类和内容见表1.1[20]：

表1.1补助金种类和内容

补助金种类

内容

补助额度

限额

地下储雨装置

有效容量5m3以上

每1m3补助4万日元×储雨装置的有效储水量=补助金额

100万日元

中型储雨装置

0.5m3以上的储雨槽

①玻璃钢、塑料和钢制品，每1m3补助12万日元×槽容量=补助金额；②高密度聚乙烯制品，每1m3补助4.5万日元×槽容量=补助金额

30万日元

小型储雨装置

小于0.5m3的储雨罐

储雨罐的价格×1/2（价格中不包括工程费和消费税）

2.5万日元

1.2.2国内研究现状

在雨水利用方面，我国在距今约4100年夏朝的后稷便开始推行区田法。

战国末期有了高低畦种植法和塘坝，明代出现了水窖。

2500多年前就能拦蓄雨水用于农田灌溉，但由于社会历史等原因，我国农业仍未能摆脱“靠天吃饭”的局面[21，22]。

20世纪50～60年代，创造出鱼鳞坑、隔坡梯田等就地拦蓄利用技术[23]。

西北山区人民有打窖蓄水供家庭用水之需的传统，南方山区也有修建山塘解决缺水困难的实践。

近几年各地纷纷实施雨水集流利用工程,如甘肃的“121”工程,陕西的“甘露工程”,山西的“123”工程,宁夏的“窖窑工程”和内蒙即将启动的“11338”工程。

这些工程有计划的设置集流面、对蓄水工程采取防渗措施等，使雨水利用效率大大提高，并形成了由集流工程、蓄水工程和供水工程三个部分组成的雨水集蓄利用系统[3]。

雨水集蓄利用工程经历了试验研究、试点示范、推广应用和蓬勃发展四个阶段，其应用范围从单纯解决饮水问题扩大到了农业灌溉上，逐步从单一利用向综合利用的方向发展，在解决农村饮水困难、发展农业补充灌溉及生态用水等方面收到了明显的成效[1]。

雨水集蓄利用工程形式灵活多样，可根据当地的自然条件、地形地貌、降雨分布等实际情况确定不同的工程形式和布局。

如西南地区通过兴建水池、水柜等,采取旱地改水田、多季节种植、发展设施农业、发展养殖业、退耕还林还竹等多种农业综合技术措施；西北、华北地区通过小微型蓄水工程，采取点浇、管道输水灌溉、滴灌、渗灌、喷灌及精细灌溉等节水灌溉技术措施，发展经济作物、旱作农业和庭院经济等[7]。

中西部地区农民通过兴建水窖、水池和小塘坝等小微型水利工程，有效地解决了生活用水，同时配合各种节水措施，积极用于粮食、蔬菜、瓜果和牧草的抗旱补充灌溉，发展农业生产，取得了良好的经济、社会和生态效益。

在雨洪控制方面，很多农村地区已经从单纯的防治洪水危害转变为主动调控和利用雨洪资源，通过修建大量的雨洪调控工程，以及对雨洪资源的高效利用，解决水资源缺乏的突出矛盾[2]。

防洪、抗旱、除涝、治污与拦蓄地表水、补充地下水、涵养生态水和改善生态环境统一调度，统筹安排，通过合理的蓄、泄、滞、引、补，尽量减少洪灾损失，实现雨洪资源化[24]。

在非点源污染控制方面，我国农村地区多采用生态技术，如水塘、湿地等措施。

南方农村地区存在的多水塘景观（在农村和农田中人工修建许多面积不大的水塘）在截留农田中氮磷及农药方面具有十分重要的作用。

如巢湖小流域的人工水塘的面积仅占5％，但可以截留该区径流中90％的养分（氮、磷）[47-48]。

我国先后在北京、天津和安徽等地建立了人工湿地系统，以去除农业废水中的营养物质[49]。

对安徽巢湖的湿地研究表明，有90％的N．P在通过湿地过程被截留，大大减少了有机物对地表水的污染[50]。

目前，我国的一些生态村也利用湿地来控制非点源污染。

如浙江省安吉县高坞岭生态村，建立人工湿地系统来控制该地区的非点源径流污染，人工湿地建立后还可以成为农家乐生态休闲游的一个观光景点[25]。

随着新农村建设的进行和雨洪控制研究的深入，在一些生态村的规划中一般将雨洪规划纳入了其总体规划。

如，北京房山十渡镇八渡农业生态示范园规划设计中就包括：

雨洪利用/雨水收集与净化；结合地形的雨水收集道，净化/过滤池，回用管道等。

而中国建筑技术研究院居住建筑与设备研究所对横店小康生态村的规划中就包括屋顶花园、立体绿化，绿篱、花坛代替高墙大院的设计等，既美化环境又能利用雨水[26]。

国内也逐渐开始制定一些政策法规鼓励利用雨洪资源。

如北京市规划委员会、北京市水利局印发的《关于加强建设工程用地内雨水资源利用的暂行规定》中就鼓励并规范开发利用雨水，建设单位在建设区域内开发利用的雨水，不计入本单位的用水指标，且可自由出售。

在规划市区、城镇地区等修建专用的雨水利用储水设施的单位和个人，可以申请减免防洪费