水源收集是指在大的積水面收集水源，但卻在小的目標地點使用。不同的國家和地區(qū)，在水源收集、地表水存儲和地下水交換方面，有著不同的技術和傳統(tǒng)。水源收集在干旱和半干旱地區(qū)尤為重要，即使在特別干旱的時期，大范圍的水源收集措施，也能緩解水資源緊張局面。本文介紹南亞在水源收集方面的成功舉措，其經(jīng)驗表明，在干旱地區(qū)進行的大范圍的水源收集和保護措施是可以作為緩解干旱缺水的策略性工具，但其成功實施，還需要制定和理順好不同級別適用的制度和投資，例如用戶級、流域級、社區(qū)級、城市國家級等。
1、介紹
干旱是一個種重復性發(fā)生的自然事件，主要是由于缺少降水造成的，歷時可短到一季，也可長到數(shù)年。干旱被認為是最復雜和最不為人類所理解自然災害，其破壞比任何其它影響人類的災害都要廣泛。干旱是氣候的自然特征，其發(fā)生不可避免。在所有地球區(qū)域都有可能發(fā)生，但在干旱和半干旱地區(qū)的影響卻更加明顯。干旱對農(nóng)村生活和農(nóng)業(yè)經(jīng)濟影響嚴重。2000年中國的干旱，使農(nóng)產(chǎn)品減產(chǎn)5000萬噸。發(fā)生于伊朗的1999-2000年的春旱造成該國35億美元的經(jīng)濟損失。在印度，嚴重的干旱控制著該國40%的土地，并且1918年以后，發(fā)生了六次嚴重的干旱，干旱造成該國減產(chǎn)25%，僅在亞洲的西南地區(qū)，超過一億人被嚴重的干旱所困擾。發(fā)展中國家的政府和社區(qū)，以及相關國際機構，應對干旱的能力受限于可靠數(shù)據(jù)的獲得、工具、信息網(wǎng)絡、以及專業(yè)和機構能力。最重要的是，很多地方的干旱管理策略需要改變。水源收集和保護措施應該作為一種風險控制措施來管理干旱。
2、將水源收集和保護作為策略性工具
應對干旱的措施包括早期預警、干旱監(jiān)測、農(nóng)作物干旱防護、一體化流域管理、革新的農(nóng)藝實踐、草料資源保護，以及其它社會經(jīng)濟等方面。這些是減少干旱影響所必須考慮的要素，但最重要的減少干旱的策略性措施就是設法增加當?shù)氐乃?。這可以通過將受干旱影響小的地區(qū)的水源轉移到干旱地區(qū)來實現(xiàn)，但更加符合可持續(xù)發(fā)展觀點的做法，是通過干旱地區(qū)的水源收
集和保護來實現(xiàn)的。 水源收集并非新有的觀點，但卻是在最近由各國政府、國際非政府組織，以及很多革新社區(qū)的努力下，作為干旱情況下的水資源管理出現(xiàn)的。在缺水國家，例如印度、巴基斯坦、伊朗、中國和其它一些國家的成功實踐表明，該措施有許多優(yōu)點。這種當?shù)禺a(chǎn)生的水源能夠滿足家庭和農(nóng)畜使用，提供更多的灌溉用水，增加地下水的交換，減少暴雨洪水危害，有利于城市防洪和防止海濱地區(qū)咸水入浸地下等。降雨是水的基本來源，可以增加土壤的濕度、增加地下水和地表水。干旱地區(qū)的農(nóng)業(yè)和很多經(jīng)濟活動依靠降雨。年平均雨量在300毫米以下的地區(qū)被視為嚴重干旱的地區(qū)，但一些年平均降雨超過1000毫米的赤道地區(qū)也常經(jīng)歷頻繁的干旱。在很多水源缺乏的地區(qū)，并不是由于降雨少而導致的干旱，而是由于缺少水資源持續(xù)管理的能力，和有效使用可獲得水源的能力。人們面臨的最大挑戰(zhàn)是如何處理短歷時的很多水，例如洪水，或者長歷時的很少的水，例如干旱。據(jù)估計，在最為半干旱的赤道地區(qū)，實際降雨的歷時為每年約100小時，然而，即使在這樣的干旱地區(qū)，雨季也時常出現(xiàn)較為豐沛的降雨。
3、水源收集的潛力
水源收集就是從大的流域范圍收集降雨或者徑流，而用于一個較小的目標地區(qū)的過程。常發(fā)生于降雨在時間方面是季節(jié)性分布，但是不足以平衡農(nóng)作物的蒸散發(fā)。該過程可以是自然過程，也可以是人為過程。被收集的水量可以直接用于附近農(nóng)田的灌溉，或者存儲于某種設施之中，供家庭使用，或者灌溉莊稼。水源收集只有在那些冬季降雨不少于100毫米和夏季降雨不少于250毫米的地區(qū)才適合進行。水源收集和一體化水土管理并非新理念，人們早就知道“哪里降雨就在哪里收集”的道理，但這個古老的智慧經(jīng)過適當?shù)男薷木统蔀橐环N現(xiàn)代淡水獲得理念，那就離不開利用科學和革新的技術來填充新的內(nèi)容。由于全球性的氣候變化，干旱的頻率和程度也會越來越嚴重，人中的增加勢必加重旱情的受災程度。各種可能的抗旱措施越發(fā)顯得重要。主要包括水源收集、水源保護和有效的水資源利用。2002年發(fā)生于印度Rajasthan地區(qū)的干旱，使政府動用了27001個水箱、102009個水車向10530個村莊、74個鄉(xiāng)鎮(zhèn)運送飲用水。該年發(fā)生于的嚴重干旱表明，印度的“水恐慌”勝過了“糧食恐慌”。水資源的過度開發(fā)給河流水和地下水的安全帶來了危機，重要的一點是忽略了雨水和洪水的利用。很多研究表明，重新分配流域面積的1~5%用以進行水量收集就能保證地區(qū)缺水地區(qū)的水需求。
4、水源收集和保持技術
水源收集所獲得的水量能夠滿足人們的基本生活用水，也能增加糧食生產(chǎn)和城鄉(xiāng)居民生活的安全。水源收集技術的評估方法包括：i)水文地形和水文地質(zhì)數(shù)據(jù)的收集；ii)分析長歷時干旱數(shù)據(jù)，并根據(jù)頻率推求干旱重現(xiàn)期；iii)評估當?shù)厮Y源狀況和用水需求；iv)確定最佳水源收集方法；v)綜合分析水文地理圖形、人口圖形和降雨數(shù)據(jù)以確定技術的最佳地點；vi)量化技術實現(xiàn)后可能增加的水源。以下是干旱地區(qū)或者水缺乏地區(qū)水源收集的范例：
源頭水量收集
研究者對世界范圍的源頭水量收集進行了研究，包括田間收集、壤中水收集、山坡收集、溝渠收集水、等高槽水源收集等。20世紀80年代用植物帶代替濕土持水技術在很多國家進行了試驗，結果不一。在一個坡度為45度的山坡溝渠組成的微型流域實驗中，研究平坦植物帶的種植與溝渠種植和微型流域型種植的不同，結果表明，溝渠系統(tǒng)種植的農(nóng)作物的產(chǎn)出是平坦種植的210%，而微型流域是平坦種植的120%。
地下水窖
地下水窖是印度、巴基斯坦、斯里蘭卡、中國和其它很多國家干旱地區(qū)最經(jīng)常采用的雨水收集技術，通常用來收集和存儲地表徑流。幾乎每個家庭、學校和宗教地點都可以建造地下水窖，以滿足飲用水的需要。一般水窖通過挖掘直徑3~5米的柱形水沌來完成，底面和側壁可用水泥層阻水。
鄉(xiāng)村水塘
鄉(xiāng)村中小型水塘能收集微弱降雨形成的徑流，可以滿足人們的生活用水和家畜用水等。水塘可持續(xù)供水的時間從兩個月到一年不等，主要取決于積水面的特征和降雨強度。這些水塘的水也可以通過滲透井滲透到地下，對地下水進行補充。在印度的Gujarat地區(qū)，2.25公頃的積水面上建造了一個15000 立方米的水塘，一個雨季能交換10000立方米的水體進入地下。當然，這些水塘并沒有經(jīng)過科學嚴格的設計和建造，所以水量的下滲和蒸發(fā)損失嚴重。在巴基斯坦的Cholistan地區(qū)約建設了1500個大小不一的水塘，當?shù)厝朔Q之為“tobas”，以滿足村民生活用水和家畜飲水。
自然河流上的擋水物
這是河流中一系列的擋水結構，以保證河流在干旱的時候總有一部分水存在于河槽，以進行地下水交換，河流中的地表水被鎖定在相鄰的兩個擋水物之間，擋水物形似微小水壩，阻止河中的底水往下流，確保河流與地下水交換的動態(tài)平衡，以緩解旱情。
滲透水塔
滲透水塔通常建于小河流，但有足夠多的徑流來補充水塔中的水，水塔中的水全部用來進行地下水交換，以保證干旱時土地的濕潤。與普通的水塘相比，水塔有更強的水土保持能力，因為水塔的補水和下滲主要發(fā)生于雨季，這時候的蒸發(fā)速率只是普通水塘的一半。如果建筑地點合適，水塔的下滲地下水的速率會提高。研究表明，建筑在巖石上的水塔的下滲速率約為14~52毫米每天，下滲水量約占總的水體損失的65~89%，蒸發(fā)量約占總水體損失的12~35%。
地下?lián)跛畨?
地下?lián)跛畨问侨乐辛髯詈玫氖占问?，地下水壩通過壤中自然的水文過程將土壤中的水流導流到河谷的泥沙中，這樣的地下?lián)跛畨魏芏嗳菀捉ㄔ欤粫缓樗茐模话阋膊淮嬖诤恿鞴芾矸矫娴膯栴}。建造地下?lián)跛畨涡枰?0~60毫米厚度的混凝土結構作地基，根據(jù)具體情況也可修建地上導水部分，由地下?lián)跛畨涡藿ǖ貛У木唧w地形而定。印度Jodhwr地區(qū)在季節(jié)性河流上修建地下水壩，將水流導流到距河300米的水井，解決了500多村民的飲用水問題。
城市地區(qū)的雨水收集
城市地區(qū)的水源收集包括：房頂雨水收集、城市暴雨收集和社區(qū)建筑物之間的出流收集。這些被收集的水源可以用來進行地下水交換，即將這些水源補充到地下，保證干旱時的土地濕潤。有些國家的建筑規(guī)范要求當房頂面積達到一定程度時必須進行雨水收集設計。印度新德里的一個雨水收集點，房頂面積為3110平方米，在2000年雨季收集到3000立方米的水體。
5、結論
人們還不完全明確全球所有地區(qū)的水源收集潛能，以上介紹的溝渠結構、微型流域、儲水壩、水塘、河中擋水物、滲水塔、地下?lián)跛畨魏统鞘杏晁占癁楦珊岛退Y源缺乏地區(qū)提供了技術革新。很多基于農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展的水源收集成功地減少了旱災所造成的損失。研究表明，大范圍的水源收集和保持措施即使在嚴重的旱災時也能減少旱災所帶來的風險損失，然而，水源收集要作為減少旱災的策略性工具，仍需要制定不同級別的政策、機制和體制，包括用戶級、流域級、社區(qū)城市級和國家級等。
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