宁夏南部干旱区农村雨水收集处理情况的研究
宁夏南部干旱区位于我国内陆腹地,地处黄土高原的西北端。尤其在宁夏南部黄土高原干旱区的西吉、海原、固原、彭阳、同心等六个县是中国最贫穷的地区之一,也是联合国确定最不适宜人类生存的地区之一。这里年平均气温3-8℃,极端最高气温39.3℃,极端最低气温-30℃,全年无霜期90-100天,年降雨量200-700毫米之间,大都集中在6-9月,多冰雹,而年蒸发量1000-2400毫米之间,属温带大陆性半干旱—干旱气候,该区多年平均降水量偏低,地表水资源缺乏,地下水埋藏较深,长期受干旱胁迫,水资源极为匮乏,属于重度干旱缺水区。气候条件较差,风沙较多。人们日常生活饮用水大多数只能靠收集雨水来解决问题。但是,雨水中含有大量的泥沙和一些杂质,造成雨水不能及时的饮用。目前部分地区农民主要在进水口装有过滤网拦污,处理效果不够理想。处理后的水仍然不能直接使用,需要很长时间的自然沉淀。还有一些地区,根本就没有雨水处理设施,严重的影响了当地农民的生活质量。因此,本文针对该地区目前存在的问题进行分析研究,对该地区农村雨水资源的今后收集处理提出合理化的建议。
一、研究背景
(一)国外研究
目前,在全世界各个国家,都有利用收集雨水解决农村农民生活和生产用水的成功做法,不同的国家对收集雨水的用途各不相同。但是,在国外很少有国家将收集的雨水处理后作为生活饮用水。国外一些发达国家将收集的雨水进行简单处理后储存,用于灌溉、冲厕、洗衣服、洗车、消防和应急用水等;并且制定相应的法律法规对收集雨水的利用给予支持和保护。美国以提高地面入渗为目的,建立了屋顶蓄水系统和由入渗池、井、草地、透水系统组成的地面回灌系统。同时也减轻了洪水带来的危害。美国还广泛利用收集的雨水未经处理直接灌溉草地和冲厕等。日本利用大型建筑物的地下空间修建蓄洪池储蓄大量的雨水,储存的雨水用作可供观赏的雨水景观,使收集的雨水循环利用。例如,修建雨水浇灌的“空中花园”、喷泉等。不仅节约了大量的地面空间,而且也起到了防洪作用和节约了地下水资源的开采。德国用先进的收集雨水处理技术,采用简单的处理后,达到杂用水水质的标准,用于街道厕所的冲洗、庭院的浇洒、洗衣服、洗车和应急用水等。除此之外,德国还制定了一系列的法律法规。在居民小区均要设计雨水收集利用设施,若无此设施,还要收取一定的罚款。另外,还有一些国家澳大利亚、加拿大、瑞典、印度、以色列和巴西等,进行修建小型的水池、水坝、水仓等工程设施。拦蓄雨水用于灌溉等,都取得了良好的成效。
(二)国内研究
我国的农民在长期的抗旱实践中积累了丰富的经验,修建了各种集雨设施收集处理雨水。例如,修建小型的水库、水窑、水窖等。在距离集雨设施旁修建混凝土浇筑的集雨场、屋檐下架设集雨槽和水窖周围铺设防渗设施等,一方面,使得雨水尽可能全部流进蓄水设施。另一方面,降低雨水的浑浊度和减少污染。结合宁夏南部干旱区的地理环境和气候特征。收集的雨水中含有大量的泥沙和杂质成为制约该地区农民生活用水的瓶颈。由于该地区的部分乡镇农民的文化水平低下和技术水平落后。仅仅在蓄水设施前修建简单的沉沙池和进口采用过滤网拦污,处理效果仍然不够理想。还有部分地区根本就没有任何处理设施,使收集的雨水直接自然沉淀。因此,本文就针对目前该地区农民雨水收集处理存在的问题进行分析和研究,并提出合理化的建议。
二、农村雨水的收集
(一)屋面雨水的收集
目前,屋面雨水的收集方式司空见惯,该地区的农民在屋檐下架设落水管,落水管直接与水窖输水管相连,雨水通过落水管未经任何处理直接流入水窖储存。这种收集方式有利也有弊。有利的一面主要体现在:雨水径流量大,相对地面雨水稍干净一些。但是忽略了屋面自身的材料和表面的杂质(灰尘、鸟类的粪便等)的对水质的影响。导致该地区农民生活饮用水卫生不达标,如果当地人民长期饮用,那么会给农民的健康带来负面影响。
(二)地面雨水的收集
地面雨水的收集方式多种多样,宁夏南部干旱区大多数农民都采用在水窖旁修建混凝土浇筑的集雨场进行收集,尽量让更多的雨水流入水窖,同时也减少了水中的泥沙含量。国家在这方面也给予了大力的支持。为宁夏南部干旱区投资大量的资金修建此设施,使雨水得到高效的收集利用。一些农民为了减少雨水的含沙量,在水窖前修建沉沙池和进水口装有过滤网拦污。这种处理效果虽然不够理想,但也能取得一定的成效。但是该地区农民从未考虑过雨水流经地面时的生活垃圾(人、畜粪便、塑料袋、柴草等)对雨水的污染。导致该地区农民生活饮用水中细菌超标,水质严重受到影响。