济南修文外国语学校 山东济南 250100
济南以“泉水”闻名中外；而泉水的源头就是号称济南“绿肺”的济南南部山区；同时，南部山区也号称 “济南的后花园”。济南南部山区做为济南市区重要的生态屏障和水源涵养区，植被恢复和保护就是济南环境建设和发展的重中之重。因此，做好济南南部山区的生态绿化是济南建设“魅力泉城”的关键。
但是，由于历史的原因，在济南的大开发大建设中，由于工程建设的需要，在南部山区大量开山采石以及烧制石灰水泥等，造成南部山区大面积山体破坏，形成大面积的山体断壁以及大小和深浅不一的采石坑，不仅破坏了生态环境和山区景观，也严重威胁了济南泉水水源的涵养；加之近些年来气候干燥，济南区域降雨减少，济南大批泉水枯竭；号称“天下第一泉”的趵突泉也随时都有停喷的危险。“泉水”是济南的“魂”，泉水消失，济南将彻底失去城市的魅力，这将严重威胁到济南的“文脉”，也会制约济南的经济发展。
修复破碎山体，大量植树造林，恢复南部山区的生态环境，重构泉水源头的水脉涵养区是济南可持续发展的重要一环。
通过工程措施进行山体护坡回填种植土，然后植树造林，这些工作在当前的施工技术条件下，非常容易解决；但是，通过近几年的实施，虽然效果显著，但是，也暴露出了很多问题——突出表现在苗木成活率低。为了苗木保活，人工浇水养护投资巨大。投入与产出不成比例，效率低下。
究其原因，“水”是制约工程效率的关键一环。济南属于中国北方典型的温带大陆性季风气候，春、秋、冬三季干旱，全年降雨集中在每年夏季的7、8月份，同时夏季高温，降雨时间短促而集中；加上山区特殊的地理环境，运输车辆上下困难，通过水车运水再采用人工浇水的措施保活树苗，人工投入成本巨大，同时山区土层瘠薄，加之高温干旱，蒸发量大，渗漏严重，土壤很难长时间保持湿度，苗木缺水死亡率很高。因此，就形成了如下局面：春秋植树季节没有水，浇水困难，投资大成活率低；夏季雨水多但短时间集中降雨并快速流失，无法充分利用降水的尴尬局面。
如何利用夏季降水多的自然条件，通过雨水收集然后加以充分利用，这是提高山区植树造林成活率，提高工程投资效益的关键。
笔者长期在南部山区农场锻炼实习，对当地情况比较熟悉，结合所学知识，研究了一套“山区雨水收集+自流灌溉+节水滴灌”系统。该系统可有效解决山区雨水收集利用，辅以节水灌溉系统，大幅度提高苗木成活率问题，大大节约了人工成本，使工程投资效益显著提升。
笔者的方案简单易行，投资小见效快，具体如下。
一、建造雨水收集池。南部山区地形复杂多样，可以结合场地情况灵活处理。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆雨水收集池的建设本着节约造价实用的原则，可以利用原有的采石坑或者山体的低洼面，也可以直接对小型沟渠或泄水道进行拦截，随坡就势，适当开挖整理，形状灵活多样，可方可圆，以减少土石方减少造价为原则；但要做好四周防渗以及水池下部的杂质沉积。对汇水面的下方要进行加高加固，以利于尽可能多的增加水池容量同时防止坍塌。雨水池的修建，可以将就近的多个点的采石坑或者低洼处进行联通，预留出沉淀容积后用管道进行连接，在每个水池的管道前端做过滤系统，防止泥土或者其他杂物堵塞管道。管道不宜太粗，保证能长时间持续供水。选取各个收集池中最低处的一个做为最终连接灌溉系统的供水端，该水池内的水经过其他水池的过滤，相对杂质含量低。同时，其他水池也是能持续供水的保障。为保证水质，供水池要做好底部沉淀并利于沉淀物的清理。
二、铺设灌溉主管道。根据需要浇灌的面积以及各出水口高差，选择适当粗度的主管道。主管道的走向要兼顾到整个灌溉的作业面，尽量让主管道从作业面中间穿过。山地的巨大高差保证了管道里面的水压；但是，随着地势降低，水压会增大。为防止水管下部压力过大而中上部水量及压力过小的矛盾，主管道要顺着地势依次变细，同时每隔一定距离设置阀门，便于整体协调不同高度的水量和水压，保证各个工作面都能充分灌溉；在降水不足时，也可以分区域分别灌溉。主管道的前端必须做好沉淀和过滤，中部设置检查和疏通的检查井，防止杂物淤塞管道，便于清淤和疏通。
三、铺设支管道。支管道是连接主管道与浇灌末端的过度。支管道铺设时，尽量沿山坡等高线的走向铺设，以便于平衡整个管道压力。同时，每一条支管道可有适当坡降，以平衡该支管道前端和末端压力，保证各个部位的出水口水量和压力平衡。
四、安装滴灌头（滴灌带）。考虑到山区植树造林，环境比较粗放，水质无法保证，泥沙容易堵塞喷头，因此，不宜用微喷头或者滴灌头；末端宜选用粗放的滴灌带代替滴灌头，滴灌带造价低廉，同时，由于滴灌带孔隙多，即使有泥沙堵塞，也不会严重影响滴灌。滴灌管直接放入树穴中，可以围绕树木根茎部一圈，保证给树木根部均匀直接供水。然后用薄膜覆盖树穴，以减少树穴水分蒸发，保持树穴土壤湿度。
滴灌大大节约了用水，延长了树穴湿度，减少了水分流失，保证了苗木根系的持续供水。
该系统建成调试完成后，后期只需要安排工人定期巡视维护即可，大大节约了人工；同时避免了机械输水的巨大投入，提高了苗木成活率，极大提高了工程效益。而且，该系统根据工作场地具体情况，灵活多变，简便易行。投资小，见效快，收益大。
该系统简便、高效，充分合理地利用雨水资源，既环保又生态；同时减少了地下水开采，节约机械和人工，真正做到了资源的有序利用和可持续发展，不仅具有巨大的经济价值，还具有巨大的社会效益。
同时，该系统还具有巨大的示范意义和推广性。在本方案的基础上，可以进行多个方向的升级改造和提升。
升级方案一、解决山区缺水地区农户的农业生产。本方案系统可大可小，根据其原理，结合具体的地理环境，可以建成整个地区的节水灌溉；同时也可以小到山区农民的一家一户；同时，对于西部严重缺水地区，利用本系统，也可以供给农民的养殖牲畜等的饮水，节约生活用水的供给压力。
升级方案二、本方案系统通过加装太阳能做为供电系统；在末端加装土壤湿度测定仪；水泵；电脑系统等子系统，可以完全实现全自动灌溉，不仅节省大量劳动力，还可以根据土壤湿度情况为农作物自动补充水分，精准灌溉，更加充分合理的高效利用水资源，真正实现资源的永续利用；同时，进一步升级，还可以将农作物的施肥和打药结合起来，完全实现农业的自动化，进一步减少劳动力的投入。
拓展方案三、结合该系统原理，可以拓展到大部分的乡村、工厂甚至缺水地区城市公园的雨水综合利用。
中国是个水资源贫瘠的国家，尤其是中国的北方和西北，降水少而且时间集中，水资源矛盾更加突出，严重制约经济的发展。同时，在夏季集中降雨还会造成水土流失以及洪涝灾害。雨水收集利用项目，不但部分解决了生产生活的供水问题，也有利于水土保持和生态环境的改善，减少了地下水的开采，经济而高效，是真正利国利民实现人类社会可持续发展的重要举措。
论文作者:宋天昊
论文发表刊物:《防护工程》2018年第22期
论文发表时间:2018/12/4
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