布基纳法索半干旱区漫溢堰系统对地下水补给的影响机制与生态水文效益研究

本文通过多学科综合方法，系统评估了布基纳法索Wedbila流域漫溢堰（WSWs）对土壤水分动态与含水层补给的水文效应。研究结合地表水位、多层土壤湿度及测压水位监测，揭示WSWs通过延长洪水滞留时间显著提升年入渗量（568mm）与地下水位，为半干旱区低成本管理性含水层补给（MAR）技术提供了关键实证依据，对应对气候变化下水资源短缺具有重要策略价值。

　　

Highlight

漫溢堰对含水层补给的作用

本研究通过土壤水分运移实验阐明了Wedbila流域漫溢堰（Water Spreading Weirs, WSWs）在含水层补给中的角色。漫溢堰显著增强了土壤水分储存，缓解了降雨分布不均对作物生长的影响。漫流区表现出优于无堰区域的入渗能力，印证了此类结构的积极效益。尽管漫溢堰诱导的潜在补给量（占年入渗量的57%）...

监测系统与土壤水动力特性

为评估漫溢堰对地下水补给的影响，研究建立了涵盖地表水位、土壤含水量与测压水位的综合监测系统（图4），监测时段为2020年9月至2024年1月。选取2021-2022水文年进行深度分析，因其具备完整数据集，支持对漫溢堰效应的精细评估。

监测系统包含23个微型测压计用于水位测量...（此处省略具体仪器描述以符合长度要求）。土壤水动力参数通过原位与实验室结合测定，包括饱和导水率（Saturated Hydraulic Conductivity）和土壤水分特征曲线（Soil Water Retention Curve）。

入渗估算

采用土壤水分平衡法量化入渗，该方法包含两个核心模块（Healy, 2010）：一是土壤或根区水分模型，用于估算根区底部或有效土壤剖面排出的水量；二是将排出水量输送至测压面的子模型（图10）。

被视为入渗量I的排水量（Allen et al., 2006; Healy, 2010; Hillel, 2013）通过...（具体公式省略）计算得出。结果表明漫流区年入渗量达568mm，显著高于非漫流区，其中漫流期间累积入渗量占全年总量的57%。

结论

漫溢堰通过延长洪水地表滞留时间，有效促进水分下渗与含水层补给，其效果受漫流持续时间、地形及土壤特性制约。该技术作为低成本管理性含水层补给（Managed Aquifer Recharge, MAR）方案，特别适用于布基纳法索等数据匮乏的半干旱区，通过提升景观对稀缺雨水的截留能力，增强气候应变能力与农业生产力。