集水区和存储水坝
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
在天然雨水收集区，如山谷修建水坝可以提供用水。把水储存在由水坝形成的水库中，或引流到其他水库里。规划水坝时重要的参数有：年降水量和蒸发模式；集水区目前的使用和径流系数（如岩石裸露流域具有较高的径流系数，约0.9左右）；水需求量；集水区和建筑区的地质和地理状况。
水坝结构包括压实堤岸（通常以不透水的黏土作芯，岩石作围，并有泄洪道排出多余径流）、露天岩石水库集水区和砖石或混凝土（加强或不加强）。
露天集水区前部的保持结构的存储容量范围可在20到4000立方米之间。或者，可直接从集水区域取水，储存到有盖的蓄水箱中。
在水坝后储存的水进入分流系统之前通常要进行预处理。
Contents
适宜条件
水库要选在底部不透水的地点（如无缝岩石或者黏土），以达到节省成本、防止内层的形成的目的。或者，裂缝可以用砂浆或混凝土填上。岩石集水水坝通常建在其他水资源很稀少的多山地区。这种水坝应是裸露的，不长草木、不覆泥土。当为岩石集水水坝选址时，要最大限度地利用自然地形，将水坝建在现有的岩石水池的下方以获得最佳水量。
1米或几米的矮坝很适用于小型社区。然而，宽度可以从几米到几百米。如果需要更大的水坝，应寻求专业工程人员的帮助。
考虑到参与建造和维护方面，小型的私有的水坝更有可能成功。
| 优势 | 不足 |
|---|---|
| - 径流系数良好，即使在小雨中集水的效果也很好 - 岩石集水区露天存储渗漏可降至最小 |
- 因为附近土地使用以及动物造成的水污染 - 容易传播水传疾病 |
对环境变化的适应性
干旱
干旱的影响：容易很快干涸，特别是在没有处理水库内壁和有动物来饮水的情况下。
造成这些影响的潜在原因：降雨量小；蒸发率高；河塘地基和水坝的渗透率高；存储不足，无法满足需求 — 由于泥沙沉积量大和池塘建造时的施工复杂，造成池塘淤积。
加强WASH系统的适应性：减少蒸发和渗漏； 采取正确的施工方法；减少池塘淤积以获得更多容量；推广池塘私有制，从而使清淤更容易；发放更多低成本长期贷款，使农民可以实现技术复制；采用分期建设，直到容量足以满足人们对水的需求。
关于应对干旱的更多信息请查看：Resilient WASH systems in drought-prone areas。
洪水
由于气候变化，一些地区出现更多强降雨状况。相对于一个大型水坝来说，修建（多个）小型水坝，在强降雨中受到的破坏更小，修复也会更便宜。若洪水造成某个系统崩溃，多元化水源可以确保当地居民在系统修复期间仍然可以有备用水源。有的河流比较容易改道，所以要把坝址选在沿河最稳定的地方，确定坝高时也要考虑以往的河岸洪水线。
建造、操作和维护
建造水坝
关于水泥的建议：造成建筑（如：蓄水箱、水坝、水道、水井）及其内壁裂缝的常见原因是，错误地混合和使用水泥。首先，混合水泥只能使用纯净的材料，比如干净的水和沙石。各种原料必须充分混合。其次，混合时要尽量减少用水量：水泥或混凝土只需能混合即可，宁可干点，也不要成为液体。再次，在固化过程中，水泥或混凝土一定要保持湿润至少一个星期。期间可用塑料、大叶子或者其他材料覆盖，要经常洒水保持湿润度。
具体建议：
水库大小和水坝高度可以根据用水需求、蒸发损失、关键期长短和平均降雨量来决定。有关决定水坝大小的完整信息，请浏览荷兰CARE组织的：Desk study Resilient WASH systems in drought prone areas (page 62)。
坝体应以15度倾斜建在岩石上，水坝的宽度必须是其高度的3/5，水坝顶部宽度应为30厘米。特别要注意的是，以岩石面为基础可能会出现渗漏，所以上游面的坝体还需要涂抹30毫米的灰浆。修建坝体的材料应不易渗水，并含有高比例的黏土（最低55%）。避免黏土里出现杂质。修建坝体要按照一定准则。
当在修建峡谷水坝时，尤其是在季节性河道时，经验就是不要在大于400公顷（1000 英亩）的集水区修建小型的水库（小于10000m3）。
可以用水槽将水从集水区引入水库。水槽可以用集水区附近的石头砌成。有大致轮廓即可，但至少需要倾斜3%。水槽必须保证一定的高度来引水。若径流速度很快，应在水槽外加筑墙壁结构来降低流速。
取水和水处理
如果是作为居民的日用水，牲畜和人群全年都应远离集水区和水库。可以安排看守人员定期巡逻，并用围栏将此水源区围起来。可以将鱼放养在水中，鱼既可以吃掉蚊子的幼虫，又可以为人提供营养补给。水应该先经过处理，再输送到有公用蓄水塔的供水点，或接入千家万户。对于开放式集水区，比如岩石表面水库或土坝后的水库，直接（用水泵或管道）取水即可。取水方式应尽量减少对沉积水的扰动，从而降低之后的处理要求。
- 直接取水方式之一是使用岸上水泵（小型高效的电机泵 或 手压泵），利用漂浮的引水口来减少沉积物的吸入。另一种方式是将出水管和滤网穿过水坝壁到下游一面，但潜在的问题是会损坏水坝壁。此外，穿过岩石时管道必须要固定在外部，因此在固定管道时要格外小心。
- 即便使用预防性的方法来降低浑浊度（淤泥陷阱、萃取法），水依然浑浊且有污染，需要再次进行处理。
- 对于直接取水来说，家庭用水处理值得推广。如何选择家庭用水处理技术应基于去除水中存在的污染物的效率。对于容易发生蓝藻赤潮的开放式水源来说，使用生物沙混凝土过滤器是一个不错的选择，因为它能够去除藻毒素。然而其他技术可能更适合于迁徙的社区（例如，根据浑浊度水平，使用阳光消毒法或陶瓷锅过滤器）。对于靠近城市环境的水库，或径流流域在集约型农业区附近的，应采取多样化的水资源来提供能直饮水。大力加强对使用违禁物质的控制。
操作与维护
在使用堤坝时，最好安排守坝人。他们的工作包括控制水坝闸门，或水库泄水。供水点可供取水负责运水的通常是妇女和儿童。
为了地表水收集系统的正常和可持续使用，用户需要组织起来以便处理各种问题，例如：
- 每个使用者的用水量；
- 防止路人未经许可用水；
- 防止水污染；
- 取水不均；
- 解决上下游冲突（例如：这个系统在什么地方改变了自然的水文地理）；
- 操作和维护以及相关资金问题；
- 在系统的操作与维护上，每户对应做的贡献达成一致（例如：以现金、实物或劳动力形式）
可以指派在附近居住或耕种的人到水库和集水区参加操作与维护的任务。在水库内或水库附近取水的用户也应该对水源分配负责，并参加到监控活动中。这个人的权力应该被用水系统里的各用户明确接受。
水坝维护包括检查阀门、水闸和管道，检查是否有裂缝和结构破损。如果无法立即维修，需要标示出故障位置。必须检查集水区域是否有污染和侵蚀。为了控制侵蚀，可在雨季之前植树种草，并加以养护。
每年必须对水库放水干涸一段时间，以降低血吸虫病（一种由裂体吸血虫引起的人类疾病）的危险。水库、清淤器和水槽等至少每年清理一次。为了控制蚊子繁殖和疟疾的传播，可在水库中放养罗非鱼（如果鱼没有了，每年都要重新放养）。
潜在问题
- 化学药物喷洒、过度放牧、工业及农业、开荒、定居及动物的排泄物等因素都会造成水污染。
- 由水传播疾病 及与水有关的疾病，比如血吸虫病和疟疾。
- 水库淤泥堵塞
- 车辆，动物或者行人的经过都会对土坝造成损坏。
- 破坏因素还包括渗流和啮齿动物等。
- 水坝受损导致毁坏或者坍塌，主要是因为设计失误或者径流量大于预期。
- 当需求量很大且降雨量较低或很少时，就需要更面积集水区和水坝。
- 如果本地土壤和地理环境都不适合时，运输建造水坝的材料会很昂贵（比如运输粘土，沙子，沙砾）
- 并非所有地点或集水区都适合建造水坝和水库，所以如果没有适合的地点，例如土地不适作为水坝的地基，那就无法阻止渗漏。
- 如果距离表面深度过小，水坝或水库的建筑面积就会过大（且昂贵），或者过滤和蒸发损失太多，应对此类问题的办法有：利用地理优势选择水坝的建筑地址，在一定的表面积比例下建筑出容量更大的水库。同时，遮盖住集水区或者修建蓄水箱来直接收集水。
- 建造/维持地表水收集系统的在劳力、资金和其他需求的投入可能会高于社区承受水平。
- 如果水坝选址地点的下游地区人口稠密地或者有重要的基础设施，出于安全考虑应放弃这个地点。
- 饮用水的味道会因为集水区地址而不同，因为用户会很重视味道，这会关系到集水系统是否能够被接受。
费用
与当地具体情况相关。成本可能会很高 — 在肯尼亚有经验显示，建造一个56立方米的水坝（含劳力）须得4000美元（约合每立方米71美元）。但是再另一个13000立方米岩石集水库，只需每立方米1.6美元。在坦桑尼亚修建30000立方米的的土坝，每立方米1.9美元，在马里，每立方仅0.2美元的价格即可建造一个80000立方米的土坝。
实地经验
 | |
 提高雨水收集意识 |
 升级可持续水源供给 |
指南、视频和链接
- 如何建造小水坝 — 小水坝的建造。
- 为降低集水区安全的威胁进行适当的小型水坝管理：国际基准参考与说明性案例研究。 水资源研究。
- 地表引水口和小型水坝。第11章。Nhamo Masanganise编写。
鸣谢
- Brikke，François，Bredero，Maarten。在社区水资源补给与卫生中，将技术选择和操作与维修相结合。项目策划和参与人员的参考文件。世界健康组织和IRC水源与卫生中心。日内瓦，瑞士，2003年
- 荷兰CARE组织，Desk Study: Resilient WASH systems in drought-prone areas。2010年10月。
