近日，中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所環(huán)江喀斯特生態(tài)系統(tǒng)觀測研究站完成的一項喀斯特關(guān)鍵帶多界面徑流高效利用成果“喀斯特坡地陡崖-裸巖-土巖界面-硬化路多途徑產(chǎn)流水聯(lián)合集蓄技術(shù)”，入選水利部“2023年度水利先進實用技術(shù)重點推廣指導(dǎo)目錄”。該成果由陳洪松研究員指導(dǎo)，環(huán)江站付智勇副研究員等完成。
西南喀斯特區(qū)雖降水豐沛，但土層淺薄、巖石滲漏性強，地表存不住水，地下水深埋，工程性缺水與巖溶干旱問題突出。從地球關(guān)鍵帶及山坡水文學(xué)的視角，系統(tǒng)揭示降雨過程中喀斯特山坡主要水文路徑及其產(chǎn)流機制，是研發(fā)適用于該區(qū)特殊地質(zhì)背景的水資源高效利用模式、創(chuàng)建高精度水文預(yù)測模型的前提。2015年以來，環(huán)江站生態(tài)水文團隊運用模擬降雨、物探、水穩(wěn)定同位素等技術(shù)，證實了陡崖、裸巖、土巖接觸面、表層巖溶帶-基巖界面、硬化路及邊坡等部位是整個喀斯特山坡近地表產(chǎn)流的關(guān)鍵熱區(qū)，降雨產(chǎn)流潛力大（Journal of Hydrology 2020; Plant and Soil 2022）；進而系統(tǒng)揭示了土壤-表層巖溶帶多界面產(chǎn)流的觸發(fā)機制：土-氣界面產(chǎn)流為超滲-蓄滿，土-巖界面產(chǎn)流為填充-溢出機制，建立了喀斯特坡地多界面產(chǎn)流概念模型（Journal of Hydrology 2022; Catena 2023; Journal of Environmental Management, 2023）?；谝陨蠙C理認(rèn)識，研發(fā)了適合喀斯特關(guān)鍵帶不同界面（土-氣界面、巖-氣界面、土-巖界面、表層巖溶帶-基巖界面）的產(chǎn)流水集蓄技術(shù)，形成了“喀斯特坡地陡崖-裸巖-土巖界面-硬化路多途徑產(chǎn)流水聯(lián)合集蓄技術(shù)”。
該技術(shù)在全坡面尺度上，應(yīng)用多界面產(chǎn)流水高效集蓄技術(shù)，顯著增加了雨水蓄集率，破解了喀斯特山坡徑流集蓄效率低的難題，其適用于廣大西南喀斯特山區(qū)巖溶干旱或季節(jié)性干旱頻發(fā)、無集中供水設(shè)施的分散型地塊、畜禽養(yǎng)殖點、居民點。經(jīng)果林產(chǎn)業(yè)是西南喀斯特山區(qū)實現(xiàn)鄉(xiāng)村振興的主攻方向。然而，受巖溶地質(zhì)背景制約及極端氣候影響下，無集中供水設(shè)施的分散型經(jīng)果林普遍面臨用水短缺、產(chǎn)量品質(zhì)不穩(wěn)定的問題?！翱λ固仄碌囟秆?裸巖-土巖界面-硬化路多途徑產(chǎn)流水聯(lián)合集蓄技術(shù)”在徑流集蓄效率、灌溉用水滿足概率、復(fù)雜地形適應(yīng)性、施工及維護成本等方面體現(xiàn)出明顯優(yōu)勢，其為緩解該區(qū)經(jīng)果林面臨的旱季干旱缺水問題，鞏固產(chǎn)業(yè)扶貧成果，確保產(chǎn)業(yè)可持續(xù)和農(nóng)民穩(wěn)步增收，提供了可選方案。
據(jù)悉，水利部為深入貫徹落實習(xí)近平總書記關(guān)于保障國家水安全重要講話精神，切實做好涉水重點領(lǐng)域成熟適用水利科技成果推廣運用，依據(jù)《水利先進實用技術(shù)重點推廣指導(dǎo)目錄管理辦法》，組織專家嚴(yán)格篩選形成以上重點推廣指導(dǎo)目錄。
圖1 喀斯特坡地陡崖-裸巖-土巖界面-硬化路多途徑產(chǎn)流水聯(lián)合集蓄技術(shù)原理圖
圖2 喀斯特坡地多途徑產(chǎn)流水聯(lián)合集蓄技術(shù)示范點-全貌-廣西環(huán)江縣木連屯