第８卷第６期 ２ ０ １ ０年１ ２月 水利与建筑工程学报 ｏｆＷａｔｅｒ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ Ｖ０１．８ Ｎｏ．６ Ｄｅｃ．，２０１０
宁夏彭阳县水窖集雨模式及节灌效益分析
杜玉斌
（宁夏回族自治区彭阳县水务局，宁夏彭阳７５６５００）
摘要：彭阳县干旱少雨，水资源缺乏，当地群众有修建水窖集雨藏水的经验，水窖是这一地区集蓄雨 水的主要设施。从１９９５年开始，彭阳县把水窖、集水场建设作为利用天然降雨，解决农业生产用水的根 本措施来抓，形成了天然坡面集雨水窖蓄水、道路路面集雨水窖蓄水、庭院屋面（人工集水场）集雨水窖 蓄水３种利用模式。通过对彭阳县水窖施工、集雨模式、工程投资、运行管理及经济效益进行分析，水窖 集雨节灌工程虽然单位面积投资较高，但日常管理费用较低，有经济效益显著的特点，是解决干旱地区 分散居住群众生产用水的有效途径之一，蓄积雨水、发展节水农业在干旱地区具有重大的战略和社会经 济意义。 关键词：水窖；节灌；效益 中图分类号：￥２７３．１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２—１ｌ４４（２０１Ｏ）Ｏ６＿＿０１０３—０５
Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ Ｒａｉｎｗａｔｅｒ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｎｇ Ｐａｔｔｅｒｎｓ ｂｙ Ｃｅｆｌａｒ ａｎｄ Ｂｅｎｅｆｉ￣
ｏｆ Ｗａｔｅｒ・ｓａｖｉｎｇ Ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ ｉｎ Ｐｅｎｇｙａｎｇ Ｃｏｕｎｔｙ ｏｆ Ｎｉｎｇｘｉａ
ＤＵ Ｙｕ．ｂｉｎ （Ｐｅｎｇｙａｎｇ Ｃｏｕｎｔｙ Ｗａｔｅｒ Ｃｏｎｓｅｒｖａｔｗｙ Ｂｕｒｅａｕ ｏｆＮｉｎｇｘｉａ Ｈｕｉｚｕ Ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ Ｒｅｇｉｏｎ，Ｐｅｎｇｙａｎｇ，Ｎ／ｎｇｘ／ａ ７５６５００，Ｃｈ／ｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｅｎｇｙａｎｇ Ｃｏｕｎｔｙ ｉｓ ａｒｉｄ，ｈａｓ ａ ｆｅｗ ｏｆ ｒａｉｎ ａｎｄ ｌａｃｋ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ，ｓｏ ｔｈｅ ｌｏｃａｌ ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｓ ｈａｖｅ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ ｔｏ ｂｕｉｌｄ ｗａｔｅｒ ｃｅｌｌａｒｓ ｆｏｒ ｃｏｌｌｅｃｔｉｎｇ ｒａｉｎｗａｔｅｒ．Ｆｒｏｍ １９９５ ｉｎ ＰｅｎｇｙａＪ１ｇ，ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｃｅｌｌａｒｓ ａｎｄ ｗａｔｅｒ ｃａｔｃｈｍｅｎｔ ｆｉｅｌｄｓ ａｒｅ ｕｓｅｄ ａｓ ｔｈｅ ｍａｉｎ Ｉｎｅａｓｕｌ￣ｓｔｏ ｒｅｓｏｌｖｅｔｈｅ ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌｗａｔｅｒ，ｆｏ￣ｎｉｎｇ３ ｋｉｎｄｓ ｏｆｗａｔｅｒ ｃｅｌｌａｒ ｓｔｏｒａｇｅ ｐａｔｔｅｒｎｓ，ｓｕｃｈａｓ ｃｏｌｌｅｃｔｉｎｇｗａｔｅｒｆｒｏｍ
ｔｈｅ ｎａｔｕｒａｌ ｓｌｏｐｅ ｆａｃｅ，ｒｏａｄ ｓｕｒｆａｃｅ ａｎｄ ｇａｒｄｅｎ ｒｏｏｆｉｎｇ（ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ ｃａｔｃｈｍｅｎｔ ｆｉｅｌｄ）．：ｎ，ｒｏｕｇｈ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｃｅｌａｒｓ，
ｒａｉｎｗａｔｅｒ ｃｏｌｌｅｃｔｉｎｇ ｐａｔｔｅｒｎｓ，ｐｒｏｊｅｃｔ ｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔ，ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｂｅｎｅｆｉｔｓ ｉｎ Ｐｅｎｇ）ｒａｎｇ Ｃｏｕｎｔｙ，ｉｔ ｉｓ ｆｏｕｎｄ ｏｕｔ ｔｈａｔ ａｌｔｈｏｕｇｈ ｔｈｅ ｕｎｉｔ－ａｒｅａ ｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ－ｓａｖｉｎｇ ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ ｐｒｏｊｅａｔ ｏｆ ｃｏｌｌｅｃｔｉｎｇ ｒａｉｎｗａｔｅｒ ｂｙ ｗａｔｅｒ ｃｅｌｌａｒｓ ｉｓ ｈｉｇｈｅｒ， ｉｔｓ ｃｕｒｒｅｎｔ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｅｘｐｅｎｓｅ ｉｓ ｌｏｗｅｒ ａｎｄ ｉｔｓ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｂｅｎｅｆｉｔ ｉｓ ｍｏｒｅ ｒｅｍａｒｋａｂｌｅ，ｗｈｉｃｈ ｃｏｕｌｄ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｉｔ ｉｓ ｏｎｅ Ｏｆ ｔｈｅ ｅｆ－
ｆｅｅｔｉｖｅ ｗａｙｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｗａｔｅｒ ｉｎ ｔｈｅ ａｒｉｄ ｒｅｇｉｏｎｓ，ａｎｄ ｈａｓ ｔｈｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｓｔｒａｔｅｇｉｃ ａｎｄ ｓｏｃｉａｌ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｗａｔｅｒ ｏｅｕａｒ：ｗａｔｅｒ－ｓａｖｉｎｇ ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ；ｂｅｎｅｆｉｔ
随着全球人口持续增长，人类对水资源的需求不断扩
大，世界上许多国家正面临水资源危机。我国水资源人均占
有量不足２ ２００ ｍ３，仅为世界平均水平的１／４，是世界上少有
的贫水国之一。彭阳县位于宁夏南部山区，属温带半干旱气
候区，受自然条件和经济条件的限制，很难修建大型的骨干
水源工程，水资源的贫乏，长期制约着当地农业和社会经济
的发展。水窖因其工程规模小、投资省、实施方便等特点而
成为这一地区调节雨水时空分布不均的主要设施，提高了干
旱山区群众抗御自然灾害的能力，实现了“秋水春用、安苗
补灌”的目标，集雨节灌工程经济效益的发挥已成为人们关 注的焦点…。
１水窖施工
彭阳县已有近千年的修建胶泥防渗水窖的历史，只是限 于当时的技术和材料，没有形成一定的规模，对雨水的利用
仅限于解决人畜饮水，利用效率也很低，因此，并没有产生巨 大的社会效益和经济效益＿２Ｊ。从１９９５年开始，彭阳县把水
窖、集水场建设作为利用天然降雨、解决农业节水灌溉和农
村饮水的根本措施来抓，先后建成水窖５．４８万眼，集水场
１．１５万处，水窖类型有混凝土拱盖碗窖、砖拱盖碗窖、水泥沙
浆薄壁瓶形窖、胶泥球形窖、窑窖。
混凝土拱盖碗窖（图１）和砖拱盖碗窖（图２）具有施工简
便，开挖安全，结构优化，使用耐久，容积大（４０ ｍ３～５Ｏ ｍ３），
能有效净化贮存水质，储水浑浊度低＿３ Ｊ等优点，在当地普遍
推广应用。其施工方法：选择集水条件好，土质密实的地方，
作为沉砂池和水窖地址；根据施工图放线，开挖盖碗形窖冠
土模；采用砖砌筑（或Ｃ１５浇注混凝土）１２ ａｍ厚薄壁窖冠，洒
水养护３ ｄ后，在窖冠上回填土并夯实；按设计图纸开挖窖
体；窖壁砂浆防渗体与窖体结合，施工方法之一：从窖底开
始，每升高１ ｍ开挖１０ ｃｍｘ １０ ｃｍ圈带一道，用混凝土回填；
施工方法之二：从窖底开始，每升高５０ ａｍ打间距５０ ｃｍ、直径
５ ａｍ、深８ ｃｍ的梅花状麻眼，用混凝土回填；在窖壁上分３次
收稿日期：２０１０－１０－１５ 修回日期：２０１０－１１ １８ 作者简介：杜玉斌（１９６９一），男（汉族），宁夏彭阳人，工程师，主要从事干旱地区节水技术应用推广工作。
１０４ 水利与建筑工程学报 第８卷
抹面３ ｅｍ厚水泥砂浆（第１次用１：３．５水泥砂浆抹面１ ｃｍ
厚，第２次用１：３水泥砂浆抹面１ ｃｒｎ厚，第３次用１：２．５水泥
砂浆抹面１ ｅｌｌｌ厚），窖底用红胶泥回填２０ ｅｍ～３０ ｅｍ；最后用
素水泥浆在窖壁刷１～３次，洒水养护７ ｄ后方可蓄水。在水
窖进水管入口处设沉砂池，池底为矩形，长２ ｍ～３ ｍ，宽１ ｍ
～２ ｒｎ，深１ ｍ～１．５ ｍ。单眼水窖工程量、材料用量见表１。
图１ ４ｏｍ３混凝土拱盖蓄水窑结构图
图２ ５０ｍ３砖拱盖蓄水窑结构图
２集雨模式
根据多年集雨工程建设的实践和经验，结合彭阳县自然 和社会经济特点，有３种集雨利用技术模式比较成熟，集雨
模式示意图见图３。
表１单眼水窖工程量及材料用量表
銮 硼／１１￣魁／ｍ３魁／ｍ３ ／ｍ３ ／ｍ３栅／ｔ 筹麓 名称 ／块
２．１天然坡面集雨、拦沿渠导引、水窖蓄水模式
坡面是天然的集雨面，在坡面中部或坡脚处，修建径流
拦蓄渠道，拦截降雨径流，并将径流输送到水窖集中储存， 发展集雨节灌农业 Ｊ。根据试验观测，在采用“８８５４２”（开挖
深８Ｏ ｃｍ、宽８０ ｃｍ的水平沟，筑高５０ １３１１１、顶宽４０ ｃｍ的外埂，
回填后面宽２ ｍ）隔坡水平沟治理、修建水平沟等高耕作和开
挖鱼鳞坑等综合措施，人工草地坡面集流效率在５％～１０％，
人工林地的坡面集流效率在６％～１０％，坡耕地、退耕草地集
流效率在１０％一２０％，天然草地坡面集流效率在８％～１１％，
天然林地坡面集流效率在６％～１１％。
２．２道路路面集雨节灌利用模式
道路是可以充分利用的人工集水场，建立以道路路面集
雨、拦引渠导引、水窖蓄水模式，通过沿路布设的渠道集中拦
蓄降雨径流，将径流输送到沉砂池，再进入到水窖，发展集
雨节灌农业。道路网络集水已成为集雨节灌的重要技术措
施，在道路一侧，沿道路修建径流导引渠，拦引路面集水，
并在道路两侧布置串式水窖，将导引渠拦截的路面径流输送
至水窖，可规模发展集雨节灌农业。经试验观测，沥青路面
集流效率在７０％左右，土路面集流效率３０％～４ｏ％，沙砾石
路面在２０％～３５％。 ２．３庭院屋面（人工集水场）集雨节灌利用模式
建立以庭院、屋面及人工集水场为主要集雨场，庭院经
济节水灌溉的技术集成模式，蓄水设施主要为水窖，集水场
形式主要有混凝土集水面，碾压土场院集水面，瓦屋面、土
工布、玻璃纤维布、塑膜集水面，固化剂集水场等。 根据对这３种不同模式集雨水窖水质取样分析，庭院屋
面（人工集水场）集雨模式，水质综合评价结果为最好，且水
质各单项指标值均达到或优于地表水环境质量标准；天然坡 面和道路路面在集雨过程中携带了各种面源污染物，水质中
ｓｓ、微生物、有机物等污染物较多【 ＩｏＪ。
３工程投资
３．１水窖建设投资分析
彭阳县境内石料加工厂较少，石子成本和拉运费均较
高，群众建水窖多选择当地机砖，建砖拱盖碗窖，因此，水窖
投资以５０ ｍ３砖拱盖碗窖为例计算，单眼水窖投资１ ５９２．４
元，各项费用计算见表２。
第６期 杜玉斌：宁夏彭阳县水窖集雨模式及节灌效益分析 ｌ０５
ｆａ）天然坡面集雨利用模式示意图 （ｂ）路面集雨利用模式示意图
（ｃ）庭院屋面（集水场）集雨利用模式示意图
图３不同模式集雨节灌示意图
表２ ５０ ｍ３砖拱盖碗窖投资表 工程建设投资分析见表４。
３．２集水场建设投资分析
彭阳县修建的各类水窖容积多为５０ ｍ３，降雨量按４００
ｍｍ计，设计水窖复蓄指数１．５，单眼水窖需要配套不同类 型材料集水场面积、投资见表３。
３．３集雨节灌工程投资分析
集雨节灌工程建设主要包括集雨工程、导引工程、蓄水 工程、提水工程、节灌工程等ｌ７Ｊ。在彭阳县由于地形破碎，集
雨规模较小，集雨工程主要以人工集水场和部分天然坡面集
雨为主，根据集水区域的特点及经济能力，选择不同类型的
人工集水面；建设的导引工程主要有小型拦引渠道、输水渠
道和管道；蓄水工程主要有水窖；提水设备以小型潜水泵、离
心泵、手压泵、柴油泵、汽油泵提水。节灌工程主要有田间灌
溉所需的节灌设备和节灌设施两部分，目前田间节灌主要 以覆膜小管浇灌、坐水种、温棚滴灌、微喷灌等节灌方式为
主。在本次工程投资分析中，集水工程以各类人工集水面为
主，其投资分析见表３；蓄水工程以５０ ｍ３砖拱盖碗窖为主；
路面、坡面集雨工程配套拦引渠道和输水渠道等导引工程，
瓦屋面集雨工程配套输水管道；蓄水工程中有水窖者均配备 小型柴油泵或汽油泵１台， ５ ｎｑｍ塑料软管５０ ｍ，集雨节灌 表３年集水７５ ｍ３需不同类型材料集水场面积及造价
３．４集雨节灌工程运行费分析
工程运行费主要包括管理费用、维修费用、提水灌溉动
力费用、工程折旧费用（水窖、集水场按３０ ａ折旧，小型柴油
泵、汽油泵、输水软管按５ ａ折旧）。水窖储水工程年补灌３
次，每次灌水１５０ ｍ３／ｈｍ２，年灌溉定额４５０ ｍ３
／ｈｍ 。管理费用
