黄土丘陵区正在进行的大规模生态建设必将影响本区匮乏的水资源量的重新配置。因此,研究生态治理对流域水资源影响机制及水资源可持续利用模式等意义重大。本研究以延安燕沟流域的不同尺度治理小流域为对象,以水平衡与水循环理论为指导,以实验生态水文学的研究方法对治理小流域的降水-土壤水-径流(地表、地下)水循环分量转化速度及其之间响应关系进行系统的实验监测;并结合流域土壤水分大断面连续定位监测,探索生态治理措施配置与土壤水资源的响应关系;采用欧洲mike-she model 模拟流域降雨-径流水文过程,结合流域对比分析方法,评价小流域高度治理后引起的总体产流水平,降水-土壤水-地下径流转化能力、机制、关联关系等变化响应。为黄土丘陵区生态建设中的流域水文管理提供实验样板,促进流域生态水文学学科的实验研究。成果可提升大规模生态治理的科学性,治理成效的可持续性。
本研究以延安燕沟康家沟头治理样板小流域为对象,以水平衡与水循环理论为指导,以实验生态水文学的研究方法对治理小流域的降水-土壤水-径流(地表、地下)水循环分量转化速度及其之间响应关系进行了系统的实验监测;结合3年来流域土壤水分大断面连续定位监测结果,研究了生态建设措施的土壤水资源响应关系,分析了流域降雨-入渗-径流水文过程及其影响因素。着重分析了农林草植被及其水土保持措施对流域土壤入渗、土壤水分动态、泉水流量、地表径流过程、地下水位变化的影响机理与作用强度,结合小流域高度治理后引起的流域总体产流水平,深化流域降水-土壤水-地下径流转化能力之间的响应机制的变化,得出流域植被恢复与梯田建设对流域土壤水资源储量具有一定影响,作用强度约为土壤储水量的7%,土壤入渗能力变化与林草植被的作用密不可分,目前黄土高原地下水对降雨的响应滞后大约1-2周,最快可表现为2-5天等结论。同时明确了降雨与地下水联系是通过优先流和面入渗(非饱和)两种途径实现的,治理流域对一定强度范围降雨有显著拦截作用,使得流域产流次数、产流总量减少。研究结果对深化黄土高原综合治理有理论指导意义。