干旱是一个长期存在的世界性难题，全球有35%的陆地面积处在干旱和半干旱地区，遍及60多个国家和地区。我国是一个农业大国，也是一个水资源严重缺乏的国家，干旱严重制约着我国农业的可持续发展。近年来，随着我国设施农业的快速发展，温室大棚的生产面积越来越大，由于我国的温室大棚普遍没有雨水收集系统，使得温室大棚对雨水的利用率较低。为了有效利用温室大棚的雨水资源，减缓温室大棚农业用水缺乏的矛盾，提高温室大棚生产的经济效益，对温室大棚雨水收集系统的发展与应用研究具有十分重要的意义。
国内外雨水资源利用的发展概况
在国外，雨水资源化和雨水的收集利用已有几十年的历史。在欧洲和一些非洲国家，对雨水进行收集利用使之资源化，可以缓解干旱给农业生产带来的影响和解决工业、生活用水不足的问题。世界各国对雨水资源的研究与利用十分重视，并成立了国际雨水集流协会(IWRA)，以色列、美国、澳大利亚等国成立了干旱研究机构。自20世纪70年代以来，许多国家对雨水收集面进行了大量的研究,如美国利用化学材料处理集水面以增加集水效率，美国、墨西哥等国在集水面上铺设塑料薄膜、沥青纸等对雨水进行收集，德国、日本、加拿大等国家采用铁皮屋顶集流雨水用于庭院花草灌溉和卫生间用水。为了解决我国的干旱问题和保证农业的可持续发展，党和国家十分重视发展节水灌溉技术，把“大力发展雨水集流节水灌溉和旱作节水农业”作为重要内容。相继实施了甘肃的“121”工程、陕西的“甘露工程”、山西的“123”工程、宁夏的“窖窑工程”等雨水集流利用工程。同时，一些缺水城市也纷纷开展节水小区的建设，将雨水收集系统收集的雨水用于小区的绿化建设和解决生活用水不足的问题。
我国温室大棚农业的雨水资源分析
据不完全统计，至1999年，全国温室大棚生产面积达300khm2,主要在华北、东北和黄淮流域地区发展较快,其中山东占36.5%,河北占29%，河南占15%左右，辽宁占12.7%左右，南方一些地区占5%左右，西北地区(主要包括陕西、青海、宁夏、甘肃、新疆和山西等省市自治区)所占比重极小，由此可见,我国温室大棚的生产面积主要分布在北方的缺水地区。
气象资料显示，我国北方地区年降雨量在200-800mm之间。由于温室大棚被塑料或玻璃等材料覆盖，温室大棚内的作物通常用喷灌和滴灌等节水灌溉方式进行灌溉，雨水很少进入温室大棚内，造成我国北方地区温室大棚每年的雨水流失损失量大约是lGm3。雨水的流失不仅使得温室大棚农业的生产成本提高，同时也加大了水土流失量。因此，充分利用温室大棚的结构特点，采用较经济的雨水收集系统来利用雨水资源是十分必要的。
温室大棚雨水收集系统的经济性及应用前景分析
为了减少固定投资成本，温室大棚雨水收集系统利用温室大棚自身的顶面作为雨水收集面，利用温室大棚灌溉系统的储水池储水,因此温室大棚雨水收集系统实际上是在温室大棚的放水天沟和灌溉系统的储液池之间用管道连接即可。由于雨水有极弱的酸性，因此只需用少量的石灰水中和即可，沉淀后可用于温室大棚的灌溉，这一处理费用极低。关于温室大棚雨水收集系统的设计请看我们总结的《温室大棚雨水收集系统设计》一文。
图：山东省农科院的智能温室 安装了雨水收集利用系统
据专家测算，在我国“三北”的调水工程中,每调1m3水，其价格约为12元，按此计算，在我国的西北地区实行温室大棚雨水收集系统集水，每公顷温室大棚每年可节约直接农业生产成本约15000元，从宏观的角度来说，我国北方地区20khm2的温室大棚生产，每年可挽回直接经济损失达3亿元。
在我国的北方干旱地区，由于水资源的缺乏和过度使用地下水，使得一些地区的地下水位日渐下降甚至水源枯竭，给农业生产带来巨大的间接损失。因此在我国北方地区的温室大棚生产中，利用温室大棚雨水收集系统,可减少干旱给温室大棚生产带来的间接经济损失和降低温室大棚生产的成本。
同时，在我国北方地区，40%-60%的降雨量在7-9月份，该时段为农田休闲期，地表裸露，该地区温室大棚生产面积上的雨水量约为1Gm3/年,雨水的冲刷，造成严重的水土流失,不利于生态环境的保护和农业的可持续发展。
因此，在我国北方地区推广使用温室大棚雨水收集系统，具有良好的经济效益、生态环境效益和社会效益,随着对该系统的进一步研究和完善，它具有广阔的发展和应用前景。
（作者：赵纯清）
