水源收集是指在大的積水面收集水源，但卻在小的目標(biāo)地點(diǎn)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(shù)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(yàn)表明，在干旱地區(qū)進(jìn)行的大范圍的水源收集和保護(hù)措施是可以作為緩解干旱缺水的策略性工具，但其成功實(shí)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(fù)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(rèn)為是最復(fù)雜和最不為人類所理解自然災(zāi)害，其破壞比任何其它影響人類的災(zāi)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(jì)影響嚴(yán)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(jì)損失。在印度，嚴(yán)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(yán)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(yán)重的干旱所困擾。發(fā)展中國家的政府和社區(qū)，以及相關(guān)國際機(jī)構(gòu)，應(yīng)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(luò)、以及專業(yè)和機(jī)構(gòu)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(hù)措施應(yīng)該作為一種風(fēng)險控制措施來管理干旱。
2、將水源收集和保護(hù)作為策略性工具
應(yīng)對干旱的措施包括早期預(yù)警、干旱監(jiān)測、農(nóng)作物干旱防護(hù)、一體化流域管理、革新的農(nóng)藝實(shí)踐、草料資源保護(hù)，以及其它社會經(jīng)濟(jì)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(shè)法增加當(dāng)?shù)氐乃?yīng)。這可以通過將受干旱影響小的地區(qū)的水源轉(zhuǎn)移到干旱地區(qū)來實(shí)現(xiàn)，但更加符合可持續(xù)發(fā)展觀點(diǎn)的做法，是通過干旱地區(qū)的水源收
集和保護(hù)來實(shí)現(xiàn)的。 水源收集并非新有的觀點(diǎn)，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(shí)踐表明，該措施有許多優(yōu)點(diǎn)。這種當(dāng)?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(jì)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(yán)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(dǎo)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(shí)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(biāo)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(shè)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(jìn)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(dāng)?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(xué)和革新的技術(shù)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(yán)重，人中的增加勢必加重旱情的受災(zāi)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(hù)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(yùn)送飲用水。該年發(fā)生于的嚴(yán)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(jī)，重要的一點(diǎn)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(jìn)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(shù)
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(shù)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(dāng)?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(shù)的最佳地點(diǎn)；vi)量化技術(shù)實(shí)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(jìn)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(jì)80年代用植物帶代替濕土持水技術(shù)在很多國家進(jìn)行了試驗(yàn)，結(jié)果不一。在一個坡度為45度的山坡溝渠組成的微型流域?qū)嶒?yàn)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(jié)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(shù)，通常用來收集和存儲地表徑流。幾乎每個家庭、學(xué)校和宗教地點(diǎn)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(cè)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(qiáng)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(jìn)行補(bǔ)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(jìn)入地下。當(dāng)然，這些水塘并沒有經(jīng)過科學(xué)嚴(yán)格的設(shè)計和建造，所以水量的下滲和蒸發(fā)損失嚴(yán)重。在巴基斯坦的Cholistan地區(qū)約建設(shè)了1500個大小不一的水塘，當(dāng)?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(jié)構(gòu)，以保證河流在干旱的時候總有一部分水存在于河槽，以進(jìn)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(bǔ)充水塔中的水，水塔中的水全部用來進(jìn)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(qiáng)的水土保持能力，因?yàn)樗难a(bǔ)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(diǎn)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剑叵滤畨瓮ㄟ^壤中自然的水文過程將土壤中的水流導(dǎo)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(jié)構(gòu)作地基，根據(jù)具體情況也可修建地上導(dǎo)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(dǎo)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(jìn)行地下水交換，即將這些水源補(bǔ)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(dāng)房頂面積達(dá)到一定程度時必須進(jìn)行雨水收集設(shè)計。印度新德里的一個雨水收集點(diǎn)，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(jié)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(jié)構(gòu)、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(shù)革新。很多基于農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展的水源收集成功地減少了旱災(zāi)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(yán)重的旱災(zāi)時也能減少旱災(zāi)所帶來的風(fēng)險損失，然而，水源收集要作為減少旱災(zāi)的策略性工具，仍需要制定不同級別的政策、機(jī)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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