不同降雨模式下坡顶裂隙对水分动态与沟壁稳定性的影响机制研究

本研究结合野外监测与GeoStudio数值模拟，系统分析了红壤丘陵区崩岗沟壁在有无裂隙（CS/NCS）及不同降雨模式（短时暴雨与长时小雨）下的水分运移（Seep/w模块）与稳定性演化（Slope/w模块）。结果揭示裂隙显著降低年均土壤湿度（17.2%），但加速降雨期间水分累积与增长速率，尤其长时小雨下安全系数（Fs）降幅达39.0%，表明裂隙通过优先流路径削弱土体抗剪强度，加剧崩岗失稳风险。

　　

Highlight

研究区域概况

研究区域位于福建省安溪县龙门镇洋坑村小流域（东经118°03′，北纬24°57′）。该地区属亚热带季风气候，夏季高温多雨，5月至9月降水尤为集中，年平均降水量达1800毫米，年均气温19℃。区域内土壤母岩以中粗粒花岗岩为主。受高温多雨气候影响，风化壳深厚，崩岗侵蚀发育典型，为研究提供了理想场地。

试验期间降雨特征分析

研究区降雨主要集中于夏季，多以长历时、高强度暴雨事件为主，是驱动崩岗沟壁侵蚀发育的关键外力。降雨数据通过北京师范大学开发的 Rainfall Record 软件（版本1.06）进行分析，并参照中国国家气象局的降水等级标准进行归类。

裂隙对崩岗沟壁水文过程的影响

崩岗沟壁土壤水分分布与土壤性质及裂隙分布密切相关。野外湿度监测期间，含裂隙崩岗（CS）的土壤湿度表现为砂土层 > 过渡层II > 过渡层I > 红土层；而无裂隙崩岗（NCS）则表现为过渡层II > 砂土层 > 红土层 > 过渡层I。

Conclusion

本研究通过野外监测与 GeoStudio 数值模拟相结合，系统研究了不同降雨模式和裂隙条件下崩岗沟壁土壤的非饱和渗流过程与边坡稳定性演化。结果表明，CS 的年均土壤湿度较 NCS 低 17.2%，且各土层湿度变异系数（CV）均显著更高，其中红土层差异最为明显。