农村雨水集蓄利用理论技术与实践
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第三章 农村雨水集蓄利用工程系统组成及其规划

第一节 雨水集蓄利用技术体系

一、雨水集蓄利用技术

(一)雨水集蓄利用技术构成

雨水集蓄利用是指在某一区域或范围内,通过采取一定的雨水收集、储存和利用等工程手段和技术措施,部分或全部改变天然降水的产流、汇流和径流过程,继而实现对天然降水的有效收集、合理储存、水质净化处理和高效利用。进一步分析雨水集蓄利用的全过程,可以认为“雨水集蓄”(“收集”与“储存”)属于雨水资源化的范畴,而“雨水利用”则属于水资源利用的范畴,从而也使得雨水集蓄利用技术从理论层面上包含了雨水资源化技术、雨水利用技术和雨水利用管理技术。

如前所述,农村雨水集蓄利用工程系统包括集水子系统、引水子系统、水质预处理子系统、蓄水子系统、生活用水子系统、农业灌溉子系统和生态用水子系统等。在长期的理论研究和工程实践中,每一个子系统都形成了相对系统、科学、完备的工程技术及其与之相应的技术体系,对确保雨水集蓄利用工程健康、稳定、协调与可持续发展,保障区域水资源有效供给发挥了重要作用。由此可见,与雨水集蓄利用工程各子系统相对应的雨水集蓄利用技术主要包括雨水收集技术、引水技术、水质处理技术、储存技术、生活用水技术、农业灌溉技术和生态用水技术等。

(二)雨水集蓄利用技术本质

众所周知,雨水——天然降水是一切水资源的源泉,无论是地表水,还是地下水,都离不开天然降水的补给。因此,从广义的角度来说,雨水集蓄利用仍然属于水资源利用的范畴。但是,人类对地表水、地下水的利用是在水资源自身的资源化基础上进行的,这个过程完全遵循水资源内在循环转化规律,也就说,地表水、地下水的利用不仅不包括“水”本身的资源化过程,而且还必须遵循天然状态下水资源内在固有的循环转化规律;而雨水集蓄利用过程则包括了对雨水的有效收集、合理储存、水质净化处理等资源化过程,是基于一系列工程技术、设施设备等条件的新型水资源开发、利用的全过程。从这个层面上讲,一方面,雨水集蓄利用基于水资源内在转化规律,但同时又对水资源循环与转化条件实施了重大改变与优化;另一方面,雨水集蓄利用基于水资源利用,但同时又是对水资源利用技术的丰富、完善和发展,尤其是雨水资源化技术,进一步充实了水资源开发技术,使得水资源的内涵与外延均发生了重大变化,拓展了水资源评价的新内容,开辟了水资源利用的新途径,由此形成了系统、科学、完备的雨水集蓄利用工程技术及其综合技术体系,为雨水集蓄利用技术的可持续发展奠定了坚实的理论基础。

当然,从雨水集蓄利用本身的定义来看,实质是依托集流面、引水渠槽、蓄水设施以及输水与供水等工程技术措施,关键是形成了雨水集蓄利用综合技术体系,核心是实现了对雨水在时间尺度和空间尺度上的双重调控以及在生活用水、农业灌溉和生态建设等方面的高效利用。也正因为如此,一方面,与雨水时间调控、空间调控相对应的雨水就地利用技术、雨水异地利用技术和雨水叠加利用技术应运而生;另一方面,彰显了不同时段、不同区域水资源利用的效益差别,从而也使得水资源利用的时间价值和空间价值研究有可能成为未来水资源领域研究的热点、难点和重点,并成为雨水集蓄利用综合技术体系的重要组成部分。

二、雨水集蓄利用技术体系

如前所述,雨水集蓄利用技术包括雨水收集技术、引水技术、储存技术、水质处理技术和生活用水技术、农业灌溉技术、生态用水技术等。而雨水集蓄利用技术体系是指在各单项雨水集蓄利用技术基础上,与雨水集蓄利用工程系统构成相对应的、用于保障雨水集蓄利用工程系统各环节有机配套、有序协调、有效运转的系列化、成套化、标准化技术的总称,是对包括集水技术、引水技术、储水技术、水质处理技术和生活用水技术、农业灌溉技术、生态用水技术等在内的雨水集蓄利用技术的高度集成、系统配套和完善创新。

从雨水集蓄利用技术发展到雨水集蓄利用技术体系形成来看,建立在各单项技术之上的雨水集蓄利用技术体系,最大限度地涵盖了雨水集蓄利用各单项技术的方方面面,继承了雨水集蓄利用技术的精髓和特点,同时,又极大地丰富、发展、完善和创新了单项雨水集蓄利用技术,使得雨水集蓄利用技术在理论和实践层面上得到了理论支撑和实践佐证,由此也奠定了雨水集蓄利用的理论基础,涵盖了包括系统水资源学、水资源评价、水资源配置、节水灌溉与水资源管理在内的水资源开发、利用与保护等学科。

农村雨水集蓄利用技术体系构成见图3-1。

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图3-1 农村雨水集蓄利用技术体系构成图