丘陵半干旱区小流域雨水集蓄与高效利用

探索基于小流域土壤侵蚀治理基础上的雨水集蓄利用模式和技术，是解决丘陵半干旱区水资源短缺，实现生态环境良性循环和农业可持续发展的重要途径，也是雨水集蓄利用研究的热点。本文运用水土保持、径流叠加与异地利用理论和方法，在小流域入渗产流特征及雨水资源潜力分析基础上，开展了小流域坡耕地集流梯田工程和沟壑荒地窖棚工程雨水集蓄利用试验，对小流域雨水集蓄利用工程设计、集流蓄水与高效利用效果进行了系统研究。利用Philip入渗理论和逐步回归分析方法对人工降雨和自然降雨结果处理分析，建立了小流域坡耕地、林地和荒地土壤的入渗产流及其相关因子数学模型。雨水潜力分析表明，该地区典型小流域水资源供需态势基本上都处于用水高度紧张状态，而且生态需水比重最高，占总需水量的69．29％。研究建立了小流域坡耕地—集流梯田雨水集蓄叠加利用模式和技术，确定了集流梯田工程的平坡比、田面宽度和田坎高度等断面参数。集流梯田和坡耕地相比土壤含水量提高16.61％-25.87％，增加产值70.98％-114.30％；该区坡耕地适宜修建1: 1平坡比的集流梯田，集流坡面种植矮秆作物和林果。研究建立了小流域沟壑荒地—窖棚雨水集蓄异地利用模式和技术，确定了坡面窖群集蓄型、沟道坝窖结合型和山泉窖池长蓄短用型等雨水集蓄工程及其断面参数。窖棚模式渗灌比畦灌节水50.0％以上，灌溉效率提高19.01kg·m-3·hm-2，单位水产值增加 107.1％-143.2％，而且较好地改善了大棚内的环境条件。