黄土高填方边坡浅层土壤水分运移与演化的坡度效应研究及其工程稳定性意义

针对黄土高原高填方边坡因水分运移引发的浅层灾害问题，研究人员通过长期原位监测，揭示了坡度效应对土壤水分动态（CRMC、SWPG）的影响规律，发现坡面微地形显著改变水分入渗深度和侧向流特征，为优化边坡防护提供了理论依据。

　　

黄土高原作为中国生态脆弱区，大规模治沟造地工程催生了大量高填方边坡，这些人工堆积体因结构松散、渗透性异质性强，在降雨条件下极易诱发浅层滑坡和土壤侵蚀。传统研究多关注自然边坡水文过程，而人工填方边坡的土壤水分运移机制受坡度效应和微地形影响更为复杂，现有理论难以解释其灾害链成因。为此，长安大学等单位的研究团队通过长期原位监测，揭示了坡度对水分动态的调控机制，相关成果发表于《CATENA》。

研究采用高频监测网络，对延安地区一处2015年建成的填方边坡（填土厚度40 m）进行多深度（10-200 cm）、多位置（坡面、坡阶）土壤水分监测，结合12场降雨事件数据（2019年累计732.4 mm），分析水分增量Δθ、变化率峰值CRMC等参数，并引入土壤水势梯度SWPG量化驱动力演变。

研究结果

1. 微地形对水分动态的影响
   坡阶处降雨入渗深度比坡面增加20-40 cm，但侧向流持续时间缩短35%。强降雨事件中，坡面CRMC峰值达0.8%/h，而坡阶仅0.5%/h，表明微地形分流效应显著。

2. 排水阶段的坡度效应
   坡度使排水效率提升50%，坡阶排水范围延伸至150 cm深度。SWPG幅值降低60%，削弱了水分垂向运移驱动力。

3. 影响因素交互作用
   根系发育使坡面入渗率提高15%，但浅层地下水（<3 m）会抑制坡度效应。初始含水率>22%时，坡面优先形成饱和带。

结论与意义
该研究首次系统阐明黄土高填方边坡中坡度效应与微地形的协同作用机制：坡阶通过增强排水能力降低滑坡风险，而坡面因侧向流聚集成为灾害敏感区。成果为差异化设计坡面防护（如坡阶增设排水盲沟）提供了量化依据，对保障"治沟造地"工程安全具有重要实践价值。