喀斯特地貌区土壤浅薄、岩石渗漏性强，地表水体（如溪流水和塘库）少。在表层岩溶泉水分布密度低、流量小的偏远村落，集蓄硬质路面雨水成为居民解决生产生活用水的普遍做法。

然而，由于对喀斯特山区道路及其路堑边坡系统径流路径及产流机制认识不清，该区针对道路的雨水集蓄工程选址及设计缺乏理论依据，收水效率普遍偏低。

为此，中国科学院亚热带农业生态研究所的研究团队基于长时序山坡浅表层多界面水文水化学监测及同位素技术（2019年5月至2022年5月共计156次降雨事件），深入揭示了喀斯特山区道路边坡系统的主要产流路径和多界面径流触发机制，系统评估了利用喀斯特山区道路系统集蓄雨洪径流的潜力，明确了影响道路边坡系统地上-地下径流分配比例的主控因素。

喀斯特山区道路及其路堑边坡系统多界面水文监测平台。受访者 供图

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研究发现，喀斯特区土壤-表层岩溶带剖面岩溶风化程度随深度增加逐渐降低，水分垂向入渗性能由表层岩溶带顶部的每小时40毫米逐渐降低到表层岩溶带底部的每小时8毫米。喀斯特自然山坡地表径流系数为2.2%，修建道路过程中形成的路堑边坡，促使原本在浅表层运移的表层岩溶带横向伏流从工程创面出露（占降雨量的16.0%），使得山坡整体雨水资源利用率提高至18.2%。

监测期间年均降雨量为1468毫米。研究发现，1米长的道路径流集蓄系统可实现每年雨洪径流收集量达34吨。道路边坡侧向径流量是道路上方地表径流及道路本身地表径流两者之和的3倍，使其成为喀斯特山区道路系统的主要径流组分（占总径流量的76%）。

研究还发现，道路边坡系统98%的径流量发生在雨季，土壤-表层岩溶带侧向流表现为蓄满产流机制，降雨量和前期土壤含水量是影响道路边坡系统产流过程的主要气象因子。据介绍，该研究为研发山区道路系统地表径流-表层岩溶带侧向流联合集蓄技术提供了重要理论支撑。

目前，西南喀斯特区95%的居民点实现了道路村村通，累计建成公路网总里程达43万公里。科研人员表示，有必要将道路系统中土壤-表层岩溶带横向径流的发生潜力，作为喀斯特山区雨水集蓄系统设计和优化布局的重要依据。

12月16日，相关研究成果以发表在Journal of Environmental Management上，前述研究所研究员陈洪松为通讯作者，副研究员付智勇为第一作者。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2024.123730