赵路佳 万小琼

摘要：设计了雪窖作为一种针对雪水资源的贮存系统，主要应用于我国北方地区。通过对农田地下空间加以利用，于冬季对雪水资源进行收集、贮存，于春季耕种期将雪水资源拿来利用，以实现对雪水资源的跨时空充分利用，在一定程度上缓解地区水资源短缺的情况。

关键词：雪窖;雪水资源;农田;贮存系统

中图分类号：TS205 文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2019）18-0179-02

1引言

我国北方大部分地区四季分明。冬季温度较低，降水以降雪的方式为主。根据相关资料，我国西北地区的北部、东北地区的北部和东部以及青藏高原地区东北部降雪量较大，平均年降雪量超过30mm;东北及内蒙地区东部、新疆地区北部、青藏高原地区东部和南部边缘、山东半岛地区北部、秦岭地区存在常年多雪带;青藏高原地区中西部、西北地区东部、南疆地区大部、华北地区大部、秦岭一淮河地区存在常年降雪带;阿拉善地区、塔里木盆地地区大部、黄河下游地区、南方山地丘陵地区存在偶尔降雪带。

北方森林地區由于树枝遮挡、阳光直射较少，在气温回升阶段雪水融化较慢，植被以针叶林为主，四季常青、生长旺盛，融化的雪水可以被充分利用;农田等平原地区由于缺少遮蔽物减缓阳光的直射。当气温升高时，雪水迅速融化，但此时农田并未开始耕作，田中无农作物等植被吸收、利用这部分雪水资源。

上述大部分存在雪带的地区拥有大量农业产业。其中，以东北地区为例，东北地区是我国重要的粮食产区，但该地区春季播种期常存在水资源匮乏的现象，导致其春季农业用水资金投入较高，另一方面，其冬季降雪量较大，但由于冬季温度并不适宜耕作，导致这部分雪水资源无法得到充分利用;以内蒙等草原地区为例。其冬季降雪量较大且部分存在雪带，但该地区春季严重缺水，对当地畜牧养殖、种植业等影响较大。因此设法将类似冬季存在大量降雪但春季干旱地区的冬季雪水资源进行贮存，并将其贮存水资源应用于春季耕种是十分必要的。

2雪窖贮存系统设计

2.1雪窖设计

考虑到我国水资源总量短缺、人口总量大、农业产业分布广等特点，结合工程学、水文学、气象学等原理，雪窖贮存系统旨在利用地下空间，将农田区域无法及时利用的雪水资源进行贮存，作为春耕等干旱时期的水资源储备，完成雪水资源的跨时空利用，以缓解小区域的缺水状况。

雪窖贮存系统由雪水储存单元、贮存取用通道、连通管道、控制闸门等部分构成（图1）。雪水储存单元与贮存取用通道为本系统主体，作用为雪水资源储存的直接作用对象，是实现雪水资源跨时空利用的关键组成部分;连通管道与控制闸门为辅助装置，其中连通管道作用于各个资源储存单元间，旨在增加雪水资源的流通性，控制阀门作用于地表蓄水单元（池塘、小型水库等传统蓄水装置）及地下雪窖贮存系统间，实现人为宏观调控。

田埂作为农田的重要组成部分，连续且均匀地分布在农田间。将雪窖沿田埂修筑于其下方，可便捷贮存与取用雪水资源，同时借助田埂的连续性、广泛分布性，构成农田小区域地下水资源贮存网络。雪窖的具体分布及数量需根据区域地形地貌、种植模式及农业工作者分布的特点进行调整。

2.2雪水资源贮存与取用的工作模式

雪窖贮存系统的主要工作过程可分为贮存和取用两部分。

降雪之后，在气候适宜的情况下雪资源会在一段时间内，以固体状态存在于地表，其保持固态的时间在不同自然环境背景下存在差异。固态雪资源的流动性较差，无法像雨水等液态水一样形成地表径流，因此在雪资源贮存的阶段需要人为干预，如人工和机械设备推运、倾倒等，将雪资源存入地下雪窖。

在春季播种等需要大量用水且干旱的时期，对雪窖中的雪水资源进行提取，用于农业播种、果树灌溉、畜牧饮用等，对于干旱情况较为严重的地区，还可配套加入净化系统，将其作为人类生活用水，实现对雪水资源的跨时空充分利用，从而缓解小区域内水资源短缺的情况。

3应用前景

除对冬季雪水资源进行贮存外，雪窖贮存系统还可对夏季过剩雨水进行收集贮存，防止洪涝灾害，蓄积雨水资源。

雨水可以通过两种方式进入雪窖贮存系统：一是通过雪窖贮存取用通道汇人雪水储存单元;二是传统雨水收集方式，通过地表径流汇集至地表储水单元，再通过控制闸门，经连通管道，汇入储存单元。

雪窖贮存系统主要应用于我国冬季降雪量较大的北方地区，也可推广至具有相似气候、社会特征的其他地区。现阶段，我国北方地区存在较为严重的水资源短缺现象，同时，由于气候条件、地区农耕习惯等原因，雪资源这一重要的固态水资源长期难以得到充分利用，导致大量冬季雪水资源浪费，造成地区水资源时空分布不均匀的现象。雪窖贮存系统的应用不仅可以使雪水资源得到跨时空充分利用，还可以节约更多的社会经济资源，缓解因水资源短缺造成的经济生产压力，促进地区农业的发展，同时解决自然与社会问题，促进社会、经济、自然的共同发展。