在我国半干旱地区，地表水和地下水缺乏，降水是生产和生活的主要水源，但时空分布不均，利用效率低。雨水集流是解决半干旱区水资源短缺的有效途径之一。 本论文通过对半干旱区降水特性的系统分析，估算半干旱区集雨潜力。通过供需水量平衡分析，提取反映集雨系统缺水状况的风险因子，构建雨水集流风险指数模型。在此基础上，以半干旱区雨水集流典型区域-甘肃省定西县和内蒙古准格尔旗为例，从经济、社会、生态三个层面剖析雨水集流效益，建立综合效益评价指标体系和评价模型，为雨水集流效益的量化提供参考。主要结论如下： 1、半干旱区降水时空变率较大，以小雨事件为主，但降水总量主要取决于大于10mm的降水。小于10mm降水占总降水事件的85％，占总降水量的39.8％；其中，小于5mm的降雨总量年际变化较小，在61-99.4mm之间。大于10mm降水多年平均次数介于6.8-17.4，占总降水量的60.2％，呈东南至西北逐渐减少趋势。连续无降水事件主要发生于9月至次年5月间，最长连续无降水天数介于15-64.2，半干旱区东北与西南边缘为15-30天。 2、针对半干旱区混凝土人工庭院和自然黄土坡面两种集雨类型，利用日降雨量-累积年雨量曲线模型估算其集雨潜力。结果表明，混凝土人工庭院集雨类型比自然黄土坡面集雨类型集雨潜力高60％。在平水年、干旱年和极端干旱年，庭院集雨类型集雨潜力的平均值分别为369mm、290mm、261mm:黄土坡面集雨类型的集雨潜力分别为245mm、175mm、161mm。总体上，集雨潜力具有由东南向西北逐渐减少的空间分布特征。 3、针对半干旱区现有的“人畜饮水”和“人畜饮水+集雨补灌”两种用水模式进行缺水风险综合分析。结果表明，“人畜饮水+集雨补灌”模式下，半干旱区各地均存在缺水风险，且风险概率超过0.5的区域占半干旱区的40％。“人畜饮水”模式下，缺水风险性较小，缺水风险区域仅占半干旱区的62.5％，且风险概率均小于0.5。雨水集流高风险区位于半干旱区西北部；低风险区位于半干旱区东南边缘；内蒙古中东部，河北、山西、陕西、青海北部为高低风险过渡地带。根据经济效益最大化原则，雨水集流高风险区应以发展“人畜饮水”模式为主，中风险区适宜发展“人畜饮水+集雨养殖”模式。 4、以黄土高原半干旱区甘肃省定西县和鄂尔多斯高原半干旱区内蒙古准格尔旗为例，进行集雨效益综合评价。结果表明，雨水集流能够显著提高社会、经济和生态效益，体现在能够提高作物水分利用效率，保障粮食安全，增加农民收入，促进产业结构调整，改变消费结构，提高人口素质，拦蓄降雨径流，减轻土壤冲刷侵蚀，改善区域生态环境等方面。通过雨水集流，黄土高原半干旱区、内蒙古鄂尔多斯高原半干旱区的综合效益指数分别由0.147、0.204提高至0.614、0.843，综合效益均提高三倍。