黄土丘陵区集雨农业技术集成研究——以内蒙古准格尔旗为例

摘要

水资源短缺是中国北方特别是黄土高原北部地区面临的一个严峻问题，在一些山地丘陵区，雨水是仅有的水资源，集雨农业在这些地区占有举足轻重的地位。但目前各地在修建雨水收集利用工程和发展集雨农业过程中普遍存在以下两个问题： 第一，对某一区域究竟有多少雨水可以收集和局部地区到底有多大的径流汇集能力这两个关键问题的评估与计算研究不够，从而使一些地区的雨水收集利用工程做不到科学的规划与设计，往往盲目建设，出现部分蓄水设施蓄水不足甚至无水可蓄和部分蓄水设施经常溢流两种情况。 第二，集雨农业是一项复杂的系统工程，包括收集、蓄存、输送、利用等多个环节，目前各地的雨水收集利用多注重单项技术研究，而没有把它们当作一个整体来进行研究，对这些技术的集成研究很不够，导致许多地方出现收集与蓄存、收集与利用、蓄存与输送、蓄存与利用等相互脱节的现象，使各个环节的雨水转化效率普遍偏低。 本文是国家863农业节水重大专项的“北方半干旱集雨补灌旱作区(内蒙古准格尔旗)节水农业综合技术体系集成与示范”课题的研究内容之一。作者在详细调查了解了研究区域自然环境、雨水资源和农牧业生产现状的基础上，着重就以上两个问题进行了较为系统的研究，主要结论如下： 1、提出了区域可收集雨水资源潜力和局地径流汇集能力两个指数；应用地理信息系统、遥感和全球定位系统技术(合称“3S”技术)对该区域地形地貌和下垫面状况进行了较为精确的刻画与描述，在此基础上计算了该区域在少雨、正常和多雨三种年型下的可收集雨水资源潜力，分别为995.8万m<'3>、1223.5万m<'3>和1573.2万m<'3>；模拟了区域内的降水径流状况，计算了区域内的局地径流汇集能力，并据此编制了区域集雨工程合理布局规划。 2、比较完整系统地提出了集雨农业雨水利用转化效率的概念，将集雨农业的雨水利用转化过程细分为集流过程(降水—径流)、蓄水过程(径流—储水设施)、输水过程(储水设施一田间)，灌溉过程(田间—土壤)、作物水分生理过程(土壤水—作物)和效益产出过程(作物一产量或其价值)，相应地集雨农业的雨水利用转化效率就定义为上述各个过程之间雨水的利用或转化效率之积，即集雨农业的雨水利用转化效率：雨水收集效率×雨水存储效率×蓄水有效利用率×农田水分利用率×作物水分利用效率×作物经济转化效率。并就如何提高各个过程的利用转化效率开展了大量的田间试验研究。 3、研究提出了集雨补灌旱作农业技术集成总体模式，该模式由三个模块组成：第一模块为通过雨水集蓄工程将雨水从自然状态转化为人为可控的存储状态，第二模块为存储的集蓄雨水从自然形态向生物量形态的转化，第三模块为雨水从生物量形态向经济形态的转化。三个模块各有相应的技术支持并构成技术子集，并前后衔接构成完整的体系。针对该区域农牧业生产现状，还分别建立了高效种植型、生态畜牧型和庭院经济型三类农户可在生产实践中推广应用的技术集成子模式，用以指导各类农户的生产。

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论文说明：图表目录

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第一章绪论

1.1本项研究的背景

1.2国内外集雨农业研究进展和现状分析

1.3目前集雨农业研究中存在的主要问题及本项研究的意义

1.4研究目标、研究内容、研究方法和技术路线

第二章区域雨水资源分析和可收集雨水资源潜力计算

2.1区域自然、经济和社会概况

2.2区域雨水资源分析

2.3区域可收集雨水资源潜力和局地径流汇集能力的计算与分析

第三章提高集雨农业雨水利用转化效率的试验研究

3.1当地传统旱作农业的雨水利用率和雨水利用效率分析

3.2提高雨水收集效率的试验研究

3.3提高雨水存储效率的试验研究

3.4提高农田水分利用率(农田、人工草地雨水保存率)的试验研究

3.5提高蓄水有效利用率的试验研究

3.6提高作物、牧草水分利用效率的试验研究

3.7提高作物经济转化效率的试验研究与分析

第四章黄土丘陵区集雨农业技术集成总体模式研制

4.1模式的基本框架

4.2生产应用子模式研究

第五章主要结论与研究展望

5.1主要结论

5.2主要创新点

5.3存在问题

5.4研究展望

参考文献

致谢

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