近日，中國科學院亞熱帶農業(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-硬化路多途徑產流水聯(lián)合集蓄技術”，入選水利部“2023年度水利先進實用技術重點推廣指導目錄”。該成果由陳洪松研究員指導，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。從地球關鍵帶及山坡水文學的視角，系統(tǒng)揭示降雨過程中喀斯特山坡主要水文路徑及其產流機制，是研發(fā)適用于該區(qū)特殊地質背景的水資源高效利用模式、創(chuàng)建高精度水文預測模型的前提。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，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流的關鍵熱區(qū)，降雨產流潛力大（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流的觸發(fā)機制：土-氣界面產流為超滲-蓄滿，土-巖界面產流為填充-溢出機制，建立了喀斯特坡地多界面產流概念模型（Journal of Hydrology 2022; Catena 2023; Journal of Environmental Management, 2023）?；谝陨蠙C理認識，研發(fā)了適合喀斯特關鍵帶不同界面（土-氣界面、巖-氣界面、土-巖界面、表層巖溶帶-基巖界面）的產流水集蓄技術，形成了“喀斯特坡地陡崖-裸巖-土巖界面-硬化路多途徑產流水聯(lián)合集蓄技術”。
該技術在全坡面尺度上，應用多界面產流水高效集蓄技術，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)、無集中供水設施的分散型地塊、畜禽養(yǎng)殖點、居民點。經果林產業(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，受巖溶地質背景制約及極端氣候影響下，無集中供水設施的分散型經果林普遍面臨用水短缺、產量品質不穩(wěn)定的問題。“喀斯特坡地陡崖-裸巖-土巖界面-硬化路多途徑產流水聯(lián)合集蓄技術”在徑流集蓄效率、灌溉用水滿足概率、復雜地形適應性、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)經果林面臨的旱季干旱缺水問題，鞏固產業(yè)扶貧成果，確保產業(yè)可持續(xù)和農民穩(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近平總書記關于保障國家水安全重要講話精神，切實做好涉水重點領域成熟適用水利科技成果推廣運用，依據(jù)《水利先進實用技術重點推廣指導目錄管理辦法》，組織專家嚴格篩選形成以上重點推廣指導目錄。
圖1 喀斯特坡地陡崖-裸巖-土巖界面-硬化路多途徑產流水聯(lián)合集蓄技術原理圖
圖2 喀斯特坡地多途徑產流水聯(lián)合集蓄技術示范點-全貌-廣西環(huán)江縣木連屯