黄土高原丘陵沟壑区不同水土保持措施下地下水潜在补给特征及对年降雨量的响应

Potential groundwater recharge characteristics and response to annual precipitation under different soil and water conservation measures in Loess Plateau hilly-gully region

摘要

目的 解析不同水土保持措施对黄土高原丘陵沟壑区潜在地下水补给的影响，为水土保持措施对水文循环的影响提供依据。 方法 以陕西省吴起县为研究区，通过两年的人工溴离子示踪试验，探究了梯田、林草地和坝地3种水土保持措施对地下水潜在补给的影响。 结果 （1） 在降雨量为278.3 mm的干旱年，梯田和林草地因砂粒含量较高促进降雨垂向入渗（补给量Rr为2.26~8.86 mm/a），而坝地因黏粒含量较高表现为负潜在补给（Rr为-47.21 mm/a）；（2） 在降雨量为602.9 mm的湿润年，坝地的潜在补给量最高达162.82 mm/a，梯田次之（109.08 mm/a），林草地最少（32.21 mm/a）；（3） 综合两年平均结果来看，梯田的平均潜在补给量为45.34 mm/a，平均补给系数为10.29%，林草地的平均潜在补给量为11.15 mm/a，平均补给系数为2.53%，坝地的平均潜在补给量为25.66 mm/a，平均补给系数为8.74%。 结论 坝地干旱年的潜在补给量最小，而湿润年将降雨转化为地下水的潜力远超梯田和林草地。退耕还林（草）虽减少水土流失，但因蒸散发的增加而降低潜在补给量导致林草地的地下水潜在补给量最小。

Abstract

Objective This study aims to analyze the impact of different soil and water conservation measures on potential groundwater recharge in the Loess Plateau hilly-gully region， providing a basis for understanding the effects of such measures on the hydrological cycle. Methods Taking Wuqi County， Shaanxi Province， as the study area， this research explored the effects of three soil and water conservation measures—terraced fields， forest-grassland， and check-dam land—on potential groundwater recharge through two years of artificial bromide tracer experiments. Results （1） In a dry year with annual precipitation of 278.3 mm， terraced fields and forest-grassland， characterized by higher sand content， promoted vertical infiltration of rainfall， resulting in potential recharge （Rr） ranging from 2.26 mm/a to 8.86 mm/a； in contrast， check-dam land， with higher clay content， exhibited negative potential recharge （Rr=-47.21 mm/a）. （2） In a wet year with annual precipitation of 602.9 mm， check-dam land had the highest potential recharge （up to 162.82 mm/a）， followed by terraced fields （109.08 mm/a） and forest-grassland （32.21 mm/a）. （3） Averaged over the two years， the average potential recharge was 45.34 mm/a （recharge coefficient： 10.29%） for terraced fields， 11.15 mm/a （2.53%） for forest-grassland， and 25.66 mm/a （8.74%） for check-dam land. Conclusion Check-dam land has the smallest potential recharge in dry years but demonstrate far greater potential to convert rainfall into groundwater than terraced fields and forest-grassland in wet years. Although returning farmland to forest （grassland） reduces soil erosion， increased evapotranspiration lowers potential recharge， leading to the smallest groundwater potential recharge in forest-grassland.

Graphical abstract

关键词

黄土高原 / 水土保持 / 梯田 / 坝地 / 活塞流 / 潜在补给

Key words

Loess Plateau / soil and water conservation / terraces / check-dam land / piston flow / potential recharge

地下水是黄土高原地区的重要水源，对维持当地生态环境和支持社会经济发展和保障城乡居民生活具有十分重要的意义。地下水补给是地下水系统的基本组成部分，其中，活塞流（piston flow）被认为是黄土高原包气带水分下渗的主导机制^［1-2］。黄土高原丘陵沟壑区面积占比超过60%，大规模水土保持工程措施的深入实施深刻改变了下垫面景观格局，对地下水文循环过程产生了显著影响。多年来，诸多研究者致力于黄土高原地下水补给机制这一重大科学问题的研究，特别是近年来稳定同位素技术及水化学示踪技术的应用，极大促进和丰富了黄土高原地下水补给的认识^［3-4］。通过多点位大量的降水—深层土壤水和浅层地下水取样及示踪元素质量平衡计算，基本实现了黄土塬区地下水补给的量化^［5-6］。但在大规模实施水土保持措施的丘陵沟壑区，尚不清楚当前退耕还林（草）、梯田、坝地等水土保持措施作用下的地下水潜在补给时空分异规律和影响因素。

大量研究表明，不同土地利用类型通过蒸散耗水、土壤结构改造和地表产流调控等途径影响活塞流过程^［7］，进而影响地下水潜在补给。例如，以耕地取代森林或者森林砍伐后撂荒，会逐渐增加非饱和带的总储水量和潜在的地下水补给^［8-9］；Gates等^［10］在探究退耕还林还草工程对地下水潜在补给的影响中表明乔木和灌木人工林显著地减少了土壤水深层渗漏量，进而减少地下水补给；Huang等^［11］评估了土地利用变化（自然草地转变为农地）对地下水补给速率的影响，发现天然荒地转换为冬小麦后，地下水补给量从100 mm/a下降到55 mm/a。Zhang等^［9］利用氯离子质量平衡法试验得到由农田转化为苹果园后地下水潜在补给量由58 mm/a减少到12 mm/a；Schwärzel等^［12］在黄土高原丘陵沟壑区采用零通量面法研究发现，同一研究区林草地的渗漏量为188 mm/a，而刺槐林的渗漏量为63 mm/a，刺槐林会消耗更多的深层土壤水，从而抑制地下水的潜在补给；农田转变为经济林地导致深层土壤水分严重亏缺，随树龄增加亏缺愈发严重，同时蒸发蒸腾量的增加，导致土壤水平衡发生变化，减少了地下水补给量^［13］。可见，当前研究主要聚焦土地利用变化对地下水潜在补给的影响。

当前，单一水土保持措施对地下水潜在补给的研究已得到广泛关注。例如，Gates等^［14］通过氯质量平衡法算出黄土高原中部梯田的补给量为54 mm/a；Huang等^［11］通过氯质量平衡法对六盘山东部的梯田研究，发现固原阶地的地下水补给量为100 mm/a，而100多年前向冬小麦的转变使地下水补给量减少到55 mm/a。金沐^［15］利用水位动态法计算出的黄土地区坝地的地下水补给量为102.5~140.1 mm/a。于璐璐等^［4］利用离子示踪剂研究发现，坝地上层滞水垂向入渗速率为0.13~0.15 mm/a。黄土高原丘陵沟壑区林草地、梯田、坝地等各种水土保持措施广布，不同水土保持工程措施对地下水潜在补给的影响及其对降雨的响应尚未可知，限制了变化环境下黄土高原地下水补给的科学认识，已成为优化黄土高原水资源管理与地下水可持续开发的障碍。

目前，用于非饱和带地下水补给的评估方法，按照方法原理主要分为物理的零通量面法、达西定律法等^［16-17］，化学示踪、人工示踪、环境示踪等^［3，18］，数学的数值模型模拟法等^［19-20］。其中，示踪法被广泛用于计算地下水补给量。示踪法用于地下水潜在补给的研究主要有天然示踪剂、同位素示踪和人工示踪剂。天然示踪剂的特点是稳定性好、可反映长期历史补给过程，同位素示踪剂能识别补给来源，但是不能给出某一时段的高精度评价结果。人工示踪剂的特点是不受蒸发分馏、地形、植被等影响，测试精度高、测试费用低廉等。谭秀翠等^［21］用NaBr作示踪剂对运移深度和降雨灌溉量等影响因素进行分析，指出示踪剂运移深度是能够反映地下水补给的指标。

基于此，本研究以黄土高原典型丘陵沟壑区吴起县为对象，运用人工示踪（溴离子示踪）的试验方法，探究不同水土保持措施下地下水潜在补给特征及对年降雨量的响应，以期为流域水资源管理和地下水可持续开发利用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

如图1所示，研究区位于陕西省延安市吴起县（36°33′—37°12′N，107°38′—108°53′E）。该地区属于典型黄土丘陵沟壑地貌，海拔在1 233~1 809 m。区域气候属半干旱温带大陆性季风气候，春季干旱多风，夏季旱涝相间，秋季温凉湿润，冬季寒冷干燥，年平均气温7.8 ℃，极端最高气温37.1 ℃，极端最低气温-25.1 ℃。年平均降雨量483.4 mm，年平均无霜期146 d。试验期2023年5月—2024年4月年总降水量为278.3 mm，2024年5月—2025年4月年总降水量为602.9 mm，降水多集中在7—9月，流域内土壤类型以黄绵土为主。

研究分别选取了吴起县的丈方台、王洼子、铁边城和枣庄沟进行试验，包含了梯田、林草地和坝地3种水土保持措施共12个样地。由于工程建设毁坏等原因，取样时仅取到8个样地的数据，并将其进行编号，梯田：WWZ-T，TBC-T，ZFT-T；林草地：WWZ-C，ZZG-C和坝地TBC-Y，ZZG-Y，ZFT-Y，其基本信息见表1。林草地典型植物为羊草〔Leymus chinensis （Trin.） Tzvel.〕；梯田种植作物为马铃薯（Solanum tuberosum L.）；坝地种植作物为玉米（Zea mays L.）。

1.2 试验原理

在典型区地下一定深度（接近当地最大零通量面以下）人工注入一定量的溴离子溶液（KBr），定期取样确定土壤剖面示踪剂质量浓度峰值的下移速率，计算地下水垂向入渗补给量（强度）（Rr）^［22］：

\mathrm{R}\mathrm{r}=\theta \cdot v=\theta \left(\frac{\mathrm{\Delta }z}{\mathrm{\Delta }t}\right)（1）

式中：Rr为补给量（强度）（mm/a）；v为峰值运移速率（mm/a）；Δt为示踪剂取样的时间间隔（d）；Δz为峰值运移深度（mm）；θ为Δt时段内示踪剂峰值的下移深度Δz上的平均土壤体积含水率（%）。

引入降雨入渗补给系数Rc，定义为入渗补给地下水量与降雨量的比值，其计算公式如下^［23］：

\mathrm{R}\mathrm{c}=\frac{\mathrm{R}\mathrm{r}\cdot \mathrm{\Delta }t}{P}\cdot \mathrm{100}\mathrm{\%}（2）

式中：P为降雨量（mm）。

已有平均次降雨补给系数^［1］，可推算出不同年份的平均降雨补给系数，计算公式：

\mathrm{R}{\mathrm{c}}_{\mathrm{平}}={\displaystyle \sum _{i=\mathrm{1}}^n}\mathrm{R}{\mathrm{r}}_i/{\displaystyle \sum _{i=\mathrm{1}}^n}{P}_i（3）

式中：Rc_平为不同年份平均降雨补给系数；Rr _i 为当年补给量（强度）（mm/a）；P_i 为当年降雨总量（mm）。

1.3 投样和取样方法

黄土高原地区地下水补给主要受降雨影响，2023年4月在样地进行投样并开始示踪试验，除ZFT-Y的示踪剂投放在距地表80 cm处以外，其余7个样地示踪剂均投放在距地表下100 cm处，示踪剂为100 g/L的溴化钾溶液，注入的质量浓度应考虑土壤质地和测试仪器的灵敏度。为确保示踪剂在投放深度上形成一个比较均匀的浓度分布，采用多孔注入方法，在试验样地采用5孔布置方案^［21］，具体布置形式见图2。在图2中的黑色实心位置处用空心杆手动螺旋钻向下钻至100 cm深，共5个孔，各示踪剂注入孔中心间距为20 cm。

根据示踪剂溶液运移范围，以一个完整水文年为周期，1 a后在投样点两示踪剂注入孔中间位置即A₁，A₂，A₃处依次取样，取样直径10 cm，最大取样深度为160 cm，在距地表0—80 cm取样间隔为20 cm，在80 cm以下取样间隔为10 cm；2 a后在图2中B₁，B₂，B₃处依次取样，最大取样深度为200 cm，在距地表0—100 cm取样间隔为20 cm，在100 cm以下取样间隔为10 cm，每次取完土样后应分层回填并夯实。土壤样品采集后一部分装入铝盒，用于测定土壤质量含水量；另一部分装进聚乙烯袋中，用于测定土壤颗粒组成和溴离子浓度。

1.4 室内分析

土壤质量含水量的测定。采集置于铝盒的土样于105 ℃恒温条件下在烘箱中连续烘干至恒重：

\mathrm{S}\mathrm{M}=\frac{a-b}{b}\times \mathrm{100}\mathrm{\%}（4）

式中：SM为土壤质量含水量（%）；a为土壤鲜重（g）；b为土壤干重（g）。

土壤颗粒组成的测定。将采集后置于聚乙烯袋中的土壤在室内晾土，自然风干72 h后用双氧水和稀释后的盐酸溶液进行预处理，土壤颗粒组成由中国科学院水利部水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室激光粒度仪MS2000（马尔文公司，英国，APA2000）进行测量。

溴离子浓度的测定。风干后的土样取20 g，按1∶5的土与去离子水混合，搅拌振荡后静置12 h得溶液上层清液，溴离子质量浓度采用离子选择电极法测试（仪器型号PXSJ-216T，由上海精密科学仪器有限公司生产）。溴离子选择电极搭配217型参比电极进行测定，在使用前采用3种浓度梯度的标准溶液进行标定核验，测试精度可达99%。

1.5 数据处理

采用SPSS 26进行方差分析；采用Origin 2024进行填充图、点线图等绘制。

2 结果与分析

2.1 不同水土保持措施下土壤颗粒组成特征

由图3可知，不同水土保持措施中均砂粒含量最多，粉粒含量次之，黏粒含量最少，其中，梯田黏粒、粉粒和砂粒的含量变化范围为9%~18%，14%~26%和57%~77%；林草地黏粒、粉粒和砂粒的含量变化范围为9%~14%，14%~22%和65%~77%；坝地黏粒、粉粒和砂粒的含量变化范围为13%~21%，19%~31%和48%~68%。由表2可知，林草地和坝地的黏粒、粉粒和砂粒含量存在显著差异。0—100 cm内，梯田和林草地黏粒含量随深度增加呈减少趋势，表现出上细下粗的格局；坝地黏粒含量逐渐增加，表现出上粗下细的状况。0—160 cm内，黏粒含量从大到小依次为坝地、梯田、林草地。

2.2 不同水土保持措施下的水分剖面分布特征

由表3和图4可知，2024干旱年土壤剖面平均含水率分别为：梯田6.8%，林草地3.4%，坝地11.8%。0—160 cm内8个样地的质量含水量范围由大到小为ZFT-Y（8.6%~23.1%）>ZZG-Y（8.4%~11.9%）>TBC-T（7.2%~11.3%）>ZFT-T（4.9%~9.2%）>TBC-Y（4.8%~9.1%）>ZZG-C（2.8%~7.1%）>WWZ-T（3.1%~6.1%）>WWZ-C（2.3%~3.1%）。2025湿润年土壤剖面平均含水率分别是：梯田9.5%，林草地7.5%，坝地15.4%。0—200 cm内7个样地的质量含水量范围由大到小为ZFT-Y（19.7%~26.5%）>ZZG-Y（8.9%~14.9%）>TBC-T（8.9%~14.3%）>TBC-Y（5.6%~12.1%）>ZZG-C（6.4%~12.0%）>WWZ-T（3.4%~7.5%）>WWZ-C（2.9%~5.3%）。湿润年的3种水土保持措施土壤含水率均大于干旱年，梯田含水率涨幅约3%，林草地和坝地涨幅约4%，干旱或湿润的降雨条件显著影响梯田和林草地的土壤剖面含水（p<0.05）。

图4显示了两个周期不同土地利用类型下土壤质量含水量变化情况。2024干旱年内，不同水土保持措施的土壤剖面含水率随深度增加的变化趋势不同，梯田和林草地的含水率随土层深度的增加呈现先增加后减少的趋势，而坝地则是随深度增加而增加的趋势。其中，梯田：WWZ-T和ZFT-T的转折点在距地表40 cm深处，TBC-T的转折点在80 cm处，达到土壤剖面含水率的最高值6.1%，9.2%，11.3%。林草地：WWZ-C的转折点在60 cm处，含水率为3.1%，ZZG-C的转折点在40 cm处，含水率为7.1%。坝地：TBC-Y的土壤含水率在0—40 cm处增加，40—120 cm处减少，120—160 cm又逐渐增加，在40 cm处为土壤含水率的最高值9.1%；ZZG-Y的土壤含水率在0—100 cm呈现随深度增加而增加的趋势，100—110 cm突然减少，又在110—160 cm随深度增加而增加；ZFT-Y的土壤含水率在0—80 cm随深度增加而增加，80—100 cm突然呈减少趋势，100—160 cm随深度增加而增加。

2025湿润年内，分析不同水土保持措施的土壤剖面含水率，梯田和林草地的变化趋势与2024干旱年相同，均随深度增加呈现先增加后减少的趋势，坝地与2024年有所区别。其中，梯田：WWZ-T和TBC-T转折点都在80 cm处，含水率分别为7.4%和14.3%，ZFT-T转折点在60 cm处，含水率为11.7%。林草地：WWZ-C转折点在100 cm处且含水率达到最高5.3%，ZZG-C转折点在80 cm处且含水率达到最高12.0%。坝地：TBC-Y在0—100 cm土壤含水率随深度增加而大幅增加，在100—200 cm随深度增加逐渐减少；ZZG-Y的含水率在0—40 cm增加，40—160 cm减少，又在160—200 cm增加；ZFT-Y整体呈现随深度增加而增加的趋势。

2.3 不同水土保持措施下溴离子剖面分布特征

由图5可知，投样1 a和2 a后取样均表现出随土层深度增加，3种土地利用类型下的溴离子浓度的变化趋势均表现出抛物线的形式。投样1 a后取样，0—100 cm以内，溴离子浓度表现出增高的趋势；100 cm以下，溴离子浓度表现出降低的趋势；在135 cm以下，溴离子浓度趋于稳定。在梯田、林草地和坝地的8个样地中，WWZ-C，WWZ-T，ZZG-C，ZFT-T的溴离子浓度峰值在深度110 cm处，TBC-Y，TBC-T，ZZG-Y的峰值在深度100 cm处，ZFT-Y的峰值在深度60 cm处。投样2 a后取样，相较于第一年，浓度峰值均有不同程度下行，WWZ-C，WWZ-T的浓度峰值分别下行10 cm和70 cm，TBC-Y，TBC-T的浓度峰值下行60 cm和90 cm，ZZG-Y，ZZG-C的浓度峰值都下行30 cm，ZFT-Y的浓度峰值下行50 cm。

2.4 不同水土保持措施的潜在补给量

表4分别列出了试验样地2024干旱年和2025湿润年的土壤剖面溴离子浓度峰值的下移深度、补给量和补给系数。由表4可知，在降雨量差距明显的干旱年和湿润年，土壤剖面溴离子浓度峰值的运移深度有明显差别；2024年的土壤剖面溴离子浓度峰值下移不明显，甚至在ZFT-Y样地中上移了20 cm，2025年的土壤剖面溴离子浓度下移明显，且梯田、坝地比林草地向下运移更明显。由表5可知，试验样地的补给量与降雨量表现为极显著相关（p=0.004）。从干旱年和湿润年两年的平均补给系数来看，坝地中的ZFT-Y补给效果最好，补给系数为13.12%，林草地中的WWZ-C的补给效果最微弱，补给系数为0.96%。综合两年平均结果来看，梯田的平均潜在补给量为45.34 mm/a，平均补给系数为10.29%，林草地的平均潜在补给量为11.15 mm/a，平均补给系数为2.53%，坝地的平均潜在补给量为25.66 mm/a，平均补给系数为8.74%。

3 讨 论

本研究通过对黄土高原丘陵沟壑区的3种水土保持措施进行溴示踪试验估算潜在补给量可得，地下水的潜在补给与水土保持措施类型显著相关，与降雨条件极显著相关。研究结果表明，在降雨较少的第一周期，只有WWZ-C，WWZ-T，ZZG-C和ZFT-T的土壤剖面溴离子浓度峰值有向下移动，表现出微弱的潜在补给，但是其余样地的浓度峰值没有下移趋势，甚至ZFT-Y的溴离子浓度峰值上移，表现为负补给（Rr值为-47.21 mm/a）。而在降雨丰富的第二周期内，所有试验样地的土壤剖面溴离子浓度峰值均有不同程度的下移，均表现出正向的潜在补给，且ZFT-Y的潜在补给量最大（Rr值为162.82 mm/a）。综合两年的平均补给系数来看，梯田最大（Rc_平为10.29%），坝地次之（Rc_平为8.74%），林草地最小（Rc_平为2.53%）。

由水土保持措施与颗粒组成的单因素方差分析（表2）可以得出，坝地的黏粒含量明显高于梯田和林草地，尤其坝地和林草地在颗粒组成上有显著差异（p<0.05），这与之前的研究结论相似^［24］。坝地的高黏粒含量（13%~21%）与低砂粒含量（48%~68%）的组成与梯田和林草地的砂粒主导结构（砂粒65%~77%）形成对比，在降雨较少的干旱年，砂粒含量高更容易使少量的降雨入渗，使得梯田和林草地有少量的潜在补给；但对于黏粒含量较高的坝地，降雨入渗缓慢且要对抗蒸发因素，因此无法形成潜在补给甚至呈现负补给，这可能是坝地土壤黏粒含量总体呈现逐渐增大的趋势，表层土壤相对疏松，深层土壤趋于紧实，这一分布导致水分在上下层间滞留进而形成上层滞水^［4，25］，干旱季节该滞留水分在毛管作用下被利用的结果。在降雨较为丰富的湿润年，坝地由于地形优势，降雨水流汇集，水分滞留时间延长，所以其潜在补给量相对较大。

对不同水土保持措施水分差异及不同降雨条件下水分差异进行分析（表3）可以得出，在降雨量较少的干旱年和降雨量较丰富的湿润年，坝地的土壤剖面含水率均显著高于梯田和林草地，且降雨量显著影响梯田和林草地的土壤剖面含水率（p<0.05），与已有的研究结论一致^［26］。第一个周期内在0—40 cm浅层，SM随深度增加而升高，主要由于地表植被覆盖拦截降水并促进浅层入渗，而在40—160 cm，深层SM逐渐降低，可能是降雨量较少无法到达深层土壤，导致深层土壤干燥^［27］。不同的是坝地SM在深层40—160 cm显著高于梯田和林草地，以ZFT-Y表现最为明显，可能是因为黏粒富集效应，坝地土壤黏粒含量高于梯田和林草地，所以渗透性比梯田和林草地弱^［28］；第2个周期内降雨量大幅增加，坝地拦截地表径流，水分入渗时间延长，此外由于坝地的高黏粒含量增强了土壤持水能力，导致水分滞留于中深层使得土壤含水量明显高于其他试验样地，并且土壤剖面溴离子浓度峰值有明显下移，所以潜在补给量大幅增加。这与茹豪^［29］曾表述的0—10 cm土层的土壤含水率对降水的响应极为显著，能够充分体现土壤水分对降水的响应特征；随着土层深度增加，土壤含水率对降水的响应呈现出逐层滞后且逐渐减弱的规律一致。坝地干旱年的潜在补给量最小，而湿润年将降雨转化为地下水的潜力远超梯田和林草地。退耕还林（草）虽缓解水土流失，但在降雨较少情况下易形成深层土壤干燥的可能，从而阻碍了降水向潜水的转化路径，这与Wang等^［30］提出的在干旱区和半干旱区，退耕还林（草）的土地利用变化导致深层土壤水分的显著减少的结论一致。所以退耕还林（草）虽减少水土流失，但可能因蒸散发的增加而降低潜在补给量。两年的试验结果发现林草地的地下水潜在补给量最小也证实了这一点。综合来看，梯田的平均潜在补给量高达45.34 mm/a，相较于林草地和坝地，其在将降雨转化为地下水资源方面有优势。

4 结 论

（1） 不同水土保持措施类型的黏粒含量表现为，坝地最大，梯田次之，林草地最少；湿润年较干旱年土壤剖面含水率有所增加，梯田和林草地涨幅约3%，坝地涨幅4%。

（2） 在降雨量较少的干旱年份，梯田与林草地因砂粒含量较高，能够有效促进雨水垂直下渗（Rr值为2.26~8.86 mm/a）；而坝地由于黏粒含量较高，表现为负潜在补给（Rr值为-47.21 mm/a）；在降雨量充沛的湿润年份，坝地的潜在补给量可达162.82 mm/a，梯田109.08 mm/a，林草地32.21 mm/a。

（3） 综合两年平均结果来看，梯田的平均潜在补给量为45.34 mm/a，平均补给系数为10.29%，林草地的平均潜在补给量为11.15 mm/a，平均补给系数为2.53%，坝地的平均潜在补给量为25.66 mm/a，平均补给系数为8.74%。

（4） 坝地干旱年并未产生补给甚至表现负补给，而湿润年将降雨转化为地下水的潜力远超梯田和林草地。退耕还林（草）虽减少水土流失，但因蒸散发的增加而降低潜在补给量导致林草地的地下水潜在补给量最小。梯田相较于林草地和坝地，其在将降雨转化为地下水资源方面有优势。

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基金资助

国家自然科学基金(42307449)

水土保持与荒漠化整治全国重点实验室开放基金(F2010121002-202320)

三门峡市重大科技专项(2023L01002)

大学生创新创业计划项目(202400860AB)