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(diǎn)使用。不同的國家和地區，在水源收集、地表水存儲和地下水交換方面，有著(zhù)不同的技術(shù)和傳統。水源收集在干旱和半干旱地區尤為重要，即使在特別干旱的時(shí)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，在干旱地區進(jìn)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(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(hù)級、流域級、社區級、城市國家級等。
1、介紹
干旱是一個(gè)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(shí)可短到一季，也可長(cháng)到數年。干旱被認為是最復雜和最不為人類(lèi)所理解自然災害，其破壞比任何其它影響人類(lèi)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。在所有地球區域都有可能發(fā)生，但在干旱和半干旱地區的影響卻更加明顯。干旱對農村生活和農業(yè)經(jīng)濟影響嚴重。2000年中國的干旱，使農產(chǎn)品減產(chǎn)5000萬(wàn)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(zhù)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，超過(guò)一億人被嚴重的干旱所困擾。發(fā)展中國家的政府和社區，以及相關(guān)國際機構，應對干旱的能力受限于可靠數據的獲得、工具、信息網(wǎng)絡(luò )、以及專(zhuān)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(fēng)險控制措施來(lái)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、干旱監測、農作物干旱防護、一體化流域管理、革新的農藝實(shí)踐、草料資源保護，以及其它社會(huì )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地的水供應。這可以通過(guò)將受干旱影響小的地區的水源轉移到干旱地區來(lái)實(shí)現，但更加符合可持續發(fā)展觀(guān)點(diǎn)的做法，是通過(guò)干旱地區的水源收
集和保護來(lái)實(shí)現的。 水源收集并非新有的觀(guān)點(diǎn)，但卻是在最近由各國政府、國際非政府組織，以及很多革新社區的努力下，作為干旱情況下的水資源管理出現的。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)。這種當地產(chǎn)生的水源能夠滿(mǎn)足家庭和農畜使用，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咸水入浸地下等。降雨是水的基本來(lái)源，可以增加土壤的濕度、增加地下水和地表水。干旱地區的農業(yè)和很多經(jīng)濟活動(dòng)依靠降雨。年平均雨量在300毫米以下的地區被視為嚴重干旱的地區，但一些年平均降雨超過(guò)1000毫米的赤道地區也常經(jīng)歷頻繁的干旱。在很多水源缺乏的地區，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是如何處理短歷時(shí)的很多水，例如洪水，或者長(cháng)歷時(shí)的很少的水，例如干旱。據估計，在最為半干旱的赤道地區，實(shí)際降雨的歷時(shí)為每年約100小時(shí)，然而，即使在這樣的干旱地區，雨季也時(shí)常出現較為豐沛的降雨。
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(gè)較小的目標地區的過(guò)程。常發(fā)生于降雨在時(shí)間方面是季節性分布，但是不足以平衡農作物的蒸散發(fā)。該過(guò)程可以是自然過(guò)程，也可以是人為過(guò)程。被收集的水量可以直接用于附近農田的灌溉，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(gè)古老的智慧經(jīng)過(guò)適當的修改就成為一種現代淡水獲得理念，那就離不開(kāi)利用科學(xué)和革新的技術(shù)來(lái)填充新的內容。由于全球性的氣候變化，干旱的頻率和程度也會(huì )越來(lái)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地區的干旱，使政府動(dòng)用了27001個(gè)水箱、102009個(gè)水車(chē)向10530個(gè)村莊、74個(gè)鄉鎮運送飲用水。該年發(fā)生于的嚴重干旱表明，印度的“水恐慌”勝過(guò)了“糧食恐慌”。水資源的過(guò)度開(kāi)發(fā)給河流水和地下水的安全帶來(lái)了危機，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缺水地區的水需求。
4、水源收集和保持技術(shù)
水源收集所獲得的水量能夠滿(mǎn)足人們的基本生活用水，也能增加糧食生產(chǎn)和城鄉居民生活的安全。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)數據的收集；ii)分析長(cháng)歷時(shí)干旱數據，并根據頻率推求干旱重現期；iii)評估當地水資源狀況和用水需求；iv)確定最佳水源收集方法；v)綜合分析水文地理圖形、人口圖形和降雨數據以確定技術(shù)的最佳地點(diǎn)；vi)量化技術(shù)實(shí)現后可能增加的水源。以下是干旱地區或者水缺乏地區水源收集的范例：
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，結果不一。在一個(gè)坡度為45度的山坡溝渠組成的微型流域實(shí)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，溝渠系統種植的農作物的產(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最經(jīng)常采用的雨水收集技術(shù)，通常用來(lái)收集和存儲地表徑流。幾乎每個(gè)家庭、學(xué)校和宗教地點(diǎn)都可以建造地下水窖，以滿(mǎn)足飲用水的需要。一般水窖通過(guò)挖掘直徑3~5米的柱形水沌來(lái)完成，底面和側壁可用水泥層阻水。
鄉村水塘
鄉村中小型水塘能收集微弱降雨形成的徑流，可以滿(mǎn)足人們的生活用水和家畜用水等。水塘可持續供水的時(shí)間從兩個(gè)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(guò)滲透井滲透到地下，對地下水進(jìn)行補充。在印度的Gujarat地區，2.25公頃的積水面上建造了一個(gè)15000 立方米的水塘，一個(gè)雨季能交換10000立方米的水體進(jìn)入地下。當然，這些水塘并沒(méi)有經(jīng)過(guò)科學(xué)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地區約建設了1500個(gè)大小不一的水塘，當地人稱(chēng)之為“tobas”，以滿(mǎn)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(shí)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(gè)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(dòng)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(lái)補充水塔中的水，水塔中的水全部用來(lái)進(jìn)行地下水交換，以保證干旱時(shí)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(shí)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(huì )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(guò)壤中自然的水文過(guò)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?，不?huì )被洪水破壞，一般也不存在河流管理方面的問(wèn)題。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地區在季節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(wèn)題。
城市地區的雨水收集
城市地區的水源收集包括：房頂雨水收集、城市暴雨收集和社區建筑物之間的出流收集。這些被收集的水源可以用來(lái)進(jìn)行地下水交換，即將這些水源補充到地下，保證干旱時(shí)的土地濕潤。有些國家的建筑規范要求當房頂面積達到一定程度時(shí)必須進(jìn)行雨水收集設計。印度新德里的一個(gè)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、結論
人們還不完全明確全球所有地區的水源收集潛能，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源缺乏地區提供了技術(shù)革新。很多基于農村經(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(shí)也能減少旱災所帶來(lái)的風(fēng)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(hù)級、流域級、社區城市級和國家級等。
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