集流场的规划设计技术集流场的规划设计技术

一、技术关键、主要技术经济指标，与国内外同类技术的比较和获奖情况

　　1、技术关键：由于水资源短缺，利用雨水资源目前在我国许多地区发展迅速。大规模兴建人工集流场是我国微型集雨工程的一大特色。雨水汇集的方式大致有几种，雨水集蓄工程规模如何确定，设计参数、高效集流材料如何选择，基于不同类型的集流场的适宜贮水方式和蓄水容量如何配置，如何合理地进行集流场的规划、设计、施工等是在实际工作中急需解决的问题。

　　2、主要技术经济指标及与国内外同类技术的比较：就雨水集流工程的规划设计来讲，根据目前所掌握的资料，国内还无系统、配套的技术。在国外，日本于在八十年代末提出了《旱田地区雨洪利用》，其集流场多从天然集流场的角度来考虑，未涉及修建人工高效集流场内容。本指南对上述问题进行了较深入地研究探讨。

　　（1） 提出了五种不同地貌条件下的雨水汇集方式，即坡面集流、辐合倒立圆锥体坡面集流、V形坡面、辐合倒立圆锥体和V形合成坡面及梯级坡面等组合集流方式。提出了简化的产流产沙过程计算模型；

　　（2） 探讨了集流场的设计标准和设计规模，指出：对于雨水集蓄工程的供水保证率在实际应用中常常被视为降雨保证率，但它与降水保证率是不同的。实际中所确定的规划设计保证率、最好要与年最大连续干旱天数发生频率及年有效雨量的保证率相一致。

　　（3） 针对五种雨水汇集方式及地形地质条件提出了秃头峁顶式、山坡梯田式、路边葡萄串式、庭院单点式等四种雨水汇集及贮水配置模式。研究了不同条件下适宜贮水方式和蓄水容量配置。

　　（4） 通过对10余种不同高效集流材料进行室内及野外试验，对其集流效率及其影响因素（集流材料、降雨量、坡度、前期含水量等）进行了研究，给出了不同集流情况下的集流效率。集流效率的影响因素十分复杂，但对于高效集流材料来讲，影响它的主要因素是降雨量。只要有一定的降雨量和集流坡度，就可有较大的集流效率。对于高效集流材料来讲，其年集流效率与年主要集雨期的集流效率差别较小。

　　（5） 根据塑膜覆沙集流存在的效率低问题，早先提出并推广聚乙烯薄膜和混凝土高效集流技术，并在甘肃、山西及陕西等地得到推广应用。通过室内试验，研究了不同高效集流材料的集流特点、适用范围、性能价格比等，提出了两种新型地表处理防渗材料―HEC土、沥青玻璃丝油毡卷材，并对这两种防渗材料作为集流材料的施工、管理、运行及维护技术进行了系统研究。

　　（6） 基于以上研究，提出了雨水汇集工程设计的基本参数。建立了雨水汇集的设计体系，编写了集流场规划设计指南。

二、成果应用情况及取得的经济、社会效益

　　在黄土高原的许多地区、即无地表水，又无地下水资源，缺水严重影响这些地区人民的生存、发展。建场打窖，积蓄雨水，为这些地区的发展提供无限生机。甘肃省定西地区九华沟流域已建成水沟川、董家川、席芨滩、洛家坪四个高标准示范点，带动全流域集雨节灌工程全面发展。四个示范点共建成集雨节灌蓄水窖500眼，容积20000 m3，混凝土硬化集流场5处，面积6000 m2；塑料膜固定及活动集流面20000 m2。

　　截止1999年底，陕西全省共建水窖143667眼，池塘8928处，其它蓄水工程635处，建设集流场面积3513万hm2，新增灌溉面积5.07万h m2，发展节水灌溉面积3.14万m2,解决人饮48.78万人,解决家畜饮水16万头,解决48.85万人的温饱问题。年增加粮食0.84亿公斤,年增产值2.9亿元。大量资料证明，大力发展微型雨水集雨技术，对上述缺水地区来讲、经济、社会、生态效益巨大。

三、成果推广应用前景（包括产业化、可推广规模和其他与成果转化相关的内容等）

　　我国华北、西北许多地区，由于特殊的气候、地质和土壤条件，区域内地表和地下水资源都十分缺乏，又不具备修建骨干水利工程的条件，修建高效集雨场，高效利用天上降雨资源是这些地区经济、社会发展的一个重要途径。据初步规划，2000-2005年，全国将新建雨水集流设施近800万处。如其中100万处用HEC土代替混凝土，按每处需修建集流场150 m2，1m2最少节省3元计算，可节省投资4500万元，效益十分可观。随着西部大开发的实施，大力发展和推广集流场规划设计技术将有着广阔的市场前景。