關(guān)鍵詞： 棄土場；水分運(yùn)動特征；染色示蹤試驗；染色面積比；濕潤鋒

中圖法分類號： TD12 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1000-2324（2024）02-0279-09

降雨入滲效果是影響斜坡失穩(wěn)的重要因素之一，水分入滲導(dǎo)致土壤含水率增大，非飽和區(qū)土壤基質(zhì)吸力下降，抗剪強(qiáng)度降低，對斜坡穩(wěn)定性造成嚴(yán)重威脅，研究雨水在棄土斜坡土體中滲流的運(yùn)移模式和路徑對斜坡失穩(wěn)、生態(tài)恢復(fù)和復(fù)耕具有重要的現(xiàn)實意義。雨水入滲存在多種形式，Wanjun Zhang 等［1］認(rèn)為基質(zhì)流是水和溶質(zhì)以相對緩慢和均勻的入滲流動方式通過土壤孔隙。而雨水入滲受降雨強(qiáng)度、持續(xù)時間、土體初始含水率和壓實度等特性的共同影響，降雨時間越長、強(qiáng)度越大，斜坡穩(wěn)定系數(shù)越低［2-3］，壓實度對土壤水分特征曲線和斜坡穩(wěn)定具有重要的影響［4］。蘇洪健等［5］研究降雨入滲隨土壤深度的變化規(guī)律，對揭示土壤水分運(yùn)動的破壞機(jī)制極為重要。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，地下雷達(dá)、聲波探測和電阻率層析成像等現(xiàn)代技術(shù)也運(yùn)用到水分滲流的研究工作中。由于染色示蹤技術(shù)操作簡單、經(jīng)濟(jì)、現(xiàn)象明顯，在探究土壤水分運(yùn)動特征方面得到廣泛應(yīng)用。趙思齊等［6］利用亮藍(lán)示蹤方法研究異質(zhì)土壤的水文連通過程。但考慮到染料示蹤劑分子尺寸大且容易吸附到土壤基質(zhì)中，而離子示蹤劑比染料示蹤劑更適合追蹤水分的滲流路徑。因此，將碘和溴化物［7］作為研究土壤水運(yùn)動特征的理想示蹤劑。大量研究表明斜坡表層雨水滲流以垂向運(yùn)動為主，少量優(yōu)先流動由大孔隙引發(fā)［8］，入滲過程中，濕潤鋒的水平與垂直運(yùn)移隨時間的推移而改變，其深度與裂隙帶深度呈正相關(guān)關(guān)系［9-11］。隨著水分入滲深度增大，較高的初始含水量可能導(dǎo)致垂向入滲速率逐漸降低［12-13］，且較粗質(zhì)地的土壤會導(dǎo)致水流的非均勻程度降低［14］。但是，對原位與棄土斜坡土體水分入滲流動這一過程的特征和影響因素的研究較少，而降雨入滲是斜坡失穩(wěn)破壞的重要誘因［15］，本文以芒市某棄土場為研究對象，通過染色示蹤方法研究不同斜坡土壤的水分運(yùn)動特征，用不同斜坡濕潤帶發(fā)育狀況、根系分布及優(yōu)先流狀況、垂直方向上土壤剖面染色面積比變化以及水分滲流前后的含水率變化來定量地表述不同斜坡水分運(yùn)移模式和路徑的差異，以研究不同斜坡的水分運(yùn)動特征，研究結(jié)果可為棄土場生態(tài)恢復(fù)和復(fù)耕提供一定的科學(xué)依據(jù)。

1 試驗點概況及方法

1.1 試驗點概況

試驗點位于芒市某棄土場，地形起伏大，地貌呈“V”形河谷發(fā)育。氣候?qū)儆跓釒?亞熱帶季風(fēng)氣候，年平均氣溫19.5 ℃ ，年平均降雨量1 651.7～1 959.8 mm，蒸發(fā)量1 682 mm。溝谷狹窄，地表水流量大，常夾雜大量泥沙和礫石。原位斜坡植被發(fā)育良好，主要為草本及灌木，經(jīng)測定其植被覆蓋度在40%左右，原始狀態(tài)保持完整，植被資源豐富；棄土斜坡無明顯植被分布，存在禾本科草本獨(dú)株綠植，場地開闊、平整度高，整體條件便于染色示蹤試驗的開展和結(jié)果觀測。

1.2 染色示蹤試驗方法

考慮到后期對棄土場進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)及復(fù)耕，因此選取原位與棄土斜坡共4 個試驗點，分別設(shè)置100 cm×100 cm 的區(qū)域，原位斜坡記為A1，自然坡度35～45° ；棄土斜坡記為B1、B2、B3，坡度25～40°，保留坡面原始形態(tài)、清除表面雜物、不擾動原地表，重復(fù)開展染色示蹤試驗。A1 斜坡植被發(fā)育；B1、B2 斜坡施工機(jī)械碾壓嚴(yán)重；B3 斜坡有部分植株生長。統(tǒng)計芒市站點近三年的最大日降雨量為55.8 mm， 2001 年的最大日降雨量為158.3 mm，結(jié)合《GB/T28592-2012 降水量等級》，考慮極端天氣的影響，設(shè)定大雨、暴雨、大暴雨三種工況開展試驗。采用碘化鉀溶液追蹤雨水的滲流路徑，亞甲基藍(lán)溶液示蹤雨水的優(yōu)先流動。使用電子噴頭模擬天然降雨，先噴灑碘化鉀溶液，再噴灑亞甲基藍(lán)溶液。本次分析大暴雨工況條件下的原位與棄土斜坡水分運(yùn)動特征，大暴雨工況設(shè)計如表1所示。

確定試驗位置后分別開挖4×100 cm 的凹槽，將100 cm×100 cm×20 cm矩形木框放置于凹槽中回填擊實，沿順坡向一定距離開挖50 cm×100 cm×100 cm深坑，便于圖像采集。并使用容量為200 cm3的環(huán)刀，距土壤表層10 cm、32 cm、54 cm、76 cm 和98 cm 的深度依次每層取樣，測定土壤初始含水率。降雨停止一定時間后，沿順坡向一側(cè)距離木板20 cm、50 cm和80 cm逐次開挖三個截面，如圖1（b）所示，并取樣測定土壤各深度含水率。利用鏟子將剖面切平整后，使用壓力噴壺噴灑淀粉硝酸鐵溶液使其充分發(fā)生顯色反應(yīng)，一定時間后，剖面碘化鉀入滲區(qū)域呈現(xiàn)明顯的藍(lán)紫色，當(dāng)存在生物通道、裂縫等大孔隙時，亞甲基藍(lán)溶液會迅速而集中地到達(dá)土體深層，將大孔隙染成鮮艷的藍(lán)色，試驗示意圖如圖1（a）所示。

1.3 染色剖面圖像處理

應(yīng)用Photoshop 2020 對染色后的圖像依次進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換、曝光閾值調(diào)整和濾鏡降噪處理，將處理的灰度圖像導(dǎo)入MATLAB R2016a 進(jìn)行數(shù)值化處理［16］，導(dǎo)出由0 和1 組成的位圖數(shù)值矩陣數(shù)據(jù)。通過計算各行染色像素點總個數(shù)占該行總像素點個數(shù)的比值，計算公式見式（1），得到剖面染色面積比隨深度的變化規(guī)律，圖像處理過程如圖2 所示，分別為A1 與B1 斜坡各第三剖面的彩色圖像、類型轉(zhuǎn)換圖像、閾值調(diào)整圖像、濾鏡降噪圖像。

式中，Dar 為染色面積比；Da為剖面各行染色像素點個數(shù)；S為剖面各行像素點個數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 根系分布及優(yōu)先流特征分析

根系分布與生物存在明顯的共生關(guān)系，根系分泌物和腐根等有機(jī)質(zhì)為打洞生物提供重要的食物來源；同時，細(xì)小的根系會捕捉周圍的土體顆粒形成團(tuán)聚體，有利于雨水的優(yōu)先流動。A1 斜坡根系分布密實、無超大主根系、側(cè)根發(fā)育充分、長度較短。分布在土體0～60 cm深度范圍內(nèi)，隨著深度增大，根系量急劇減少。0～20 cm 范圍內(nèi)根系主要以細(xì)根為主，20～40 cm 范圍內(nèi)根系主要以較粗的主根（直徑lt;3 mm）為主，40～60 cm 范圍內(nèi)根系主要以須根為主，隨著深度增加，下層土壤未見植物根系分布，如圖3（a）所示。在A1 斜坡研究區(qū)域0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm 深度范圍內(nèi)，分別各層隨機(jī)選取3 個10×10 cm 的小土方，計算各層選取的土方中小于1 mm的根系的總質(zhì)量同各層土方中所有根系的總質(zhì)量之比，稱為有效含根比［17］。如圖3（b）所示，0～20 cm 和40～60 cm 土體內(nèi)有效含根比較大，表明小于1 mm的根系較多，20～40 cm 范圍內(nèi)根系有含根比較小，說明20～40 cm 范圍內(nèi)小于1 mm 的根系較少，以較粗的主根系為主。根系分布會影響雨水的優(yōu)先流動［18］，同時對水分的滲流具有很好的導(dǎo)流作用。A1 斜坡10～50 cm 深度范圍內(nèi)剖面染色特征明顯，染色面積比達(dá)0.9 左右，表明主根系的存在，會改變土體的孔隙發(fā)育程度，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，有利于水分垂直入滲流動。而B3 斜坡植株由隨棄土而來的根土體萌發(fā)，如圖3（c）所示，其主根粗壯、生長深度淺、側(cè)根系發(fā)展不充分、數(shù)量少。

根系是控制斜坡大孔隙形成、規(guī)模和穩(wěn)定性的決定性因素［19］。根系和生物通道作為主要的優(yōu)先通道，在重力作用的驅(qū)動下使水分和溶質(zhì)沿著根孔和生物洞穴等路徑迅速而集中的到達(dá)土體下部。如圖4 所示，A1 斜坡土體剖面開挖過程中，存在亞甲基藍(lán)溶液將生物通道染成藍(lán)色的情況，顏色鮮明，深度20 cm 左右。該生物通道是由螞蟻種群打洞產(chǎn)生，由于螞蟻種群生活在土壤表層較淺的區(qū)域，且種群單一，生物量有限，加上原位斜坡裂縫、腐根等孔隙較少，以及枯枝落葉層的吸附作用，導(dǎo)致亞甲基藍(lán)溶液隨生物通道的入滲量較少，無大規(guī)模亞甲基藍(lán)溶液優(yōu)先入滲情況，優(yōu)先流程度低。B1、B2 斜坡未見明顯根系、裂縫等大孔隙分布，且土壤壓實程度高，無亞甲基藍(lán)溶液入滲，無優(yōu)先流動現(xiàn)象。B3 斜坡同樣存在亞甲基藍(lán)溶液隨植株根系優(yōu)先入滲的狀況，但優(yōu)先流程度較低，隨植物粗根莖優(yōu)先下滲。由A1、B1、B2和B3 四斜坡的根系分布及亞甲基藍(lán)溶液入滲情況表明，植物根系、生物通道等大孔隙的存在會引起水分的優(yōu)先入滲，使水分迅速達(dá)到土體下部。

2.2 濕潤帶發(fā)育特征及垂直含水率分析

試驗后土體剖面藍(lán)紫色區(qū)域為濕潤帶發(fā)展區(qū)，濕潤帶的前緣稱為濕潤鋒，圖像處理后以黑色表示濕潤帶，黑白界限表示濕潤鋒。潤濕帶與潛在滑動面的發(fā)育與有著密切的關(guān)系［20］，斜坡水分入滲后，濕潤鋒的形成很可能會導(dǎo)致土壤的基質(zhì)吸力降低、抗剪強(qiáng)度減弱，從而引起斜坡的破壞。分別于模擬降雨停止18 h、21 h、24 h 后進(jìn)行斜坡土體剖面開挖并噴灑淀粉溶液進(jìn)行顯色反應(yīng)和圖像采集。

圖5 中A1-1、A1-2、A1-3 分別為A1 斜坡各剖面的濕潤帶發(fā)展?fàn)顩r及濕潤鋒形狀，整體濕潤帶發(fā)育程度高、濕潤鋒深度深，形狀復(fù)雜，差異性大。在2～50 cm深度范圍內(nèi)三個截面染色均勻，染色面積占比大，水分垂直向下均勻入滲比較活躍。B1-1、B1-2、B1-3 和B2-1、B2-2、B2-3 分別為B1 和B2 斜坡各剖面的濕潤帶發(fā)展和濕潤鋒形狀，整體濕潤帶的發(fā)育程度低，濕潤鋒深度淺、差異性小。在2～15 cm 深度范圍內(nèi)各截面染色均勻，染色面積占比大，水分垂直向下均勻入滲活躍。30 cm～100 cm 深度土體各截面染色特征不明顯。B3-1、B3-2、B3-3 分別為B3 斜坡各剖面的濕潤帶發(fā)展和濕潤鋒形狀，整體濕潤帶的發(fā)育程度較B1 和B2 斜坡高，濕潤鋒深度深、差異性小。在0～60 cm深度范圍內(nèi)三個截面染色均勻，染色面積占比大，水分垂直向下均勻入滲活躍。65 cm～100 cm 深度土體各截面染色分布程度低，水分滲流不明顯。

分析A1、B1、B2 和B3 四斜坡的濕潤帶發(fā)育特征發(fā)現(xiàn)，原位斜坡濕潤帶發(fā)育程度較棄土斜坡高，隨著土體深度的增加，原位斜坡發(fā)生垂直側(cè)向非均勻滲流程度高，水分垂直入滲量大，染色路徑多；由于B3 斜坡存在植物根系分布，根系改變了土體的孔隙結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致有植物棄土斜坡濕潤帶發(fā)育程度較無植物棄土斜坡高，隨著土體深度增大，有植被棄土斜坡的水分入滲更明顯，水分垂直入滲越活躍。

A1 斜坡剖面染色趨勢在60 cm 以下范圍側(cè)向發(fā)展，不均勻程度較大，通過分析A1 斜坡不同剖面的左右容重變化對水分入滲的影響，如圖6 所示，18 h 剖面圖對應(yīng)的左側(cè)容重小于右側(cè)容重，該剖面染色特征隨著深度增大向左側(cè)發(fā)展明顯；21 h 剖面圖對應(yīng)的左側(cè)和右側(cè)容重大致相等，染色特征較均勻，在76 cm 以下深度，左側(cè)容重小于右側(cè)，染色趨勢發(fā)生較小的左側(cè)偏移；24 h 剖面圖，在76cm 處，右側(cè)容重明顯小于左側(cè)，導(dǎo)致染色趨勢向右側(cè)發(fā)展，說明，A1 斜坡在0～50 cm 深度，水分垂直入滲程度均勻，隨著深度增大，水分向土壤容重較小的一側(cè)發(fā)生偏移，導(dǎo)致水分垂直側(cè)向流動，與染色剖面結(jié)果一致。

對比分析原位與棄土斜坡在降雨入滲前后含水率的變化情況表明，如圖7初始含水率所示，由A1、B1、B2 初始可知，無植物棄土斜坡的初始含水率均比原位斜坡低，含水率均呈現(xiàn)隨深度增大而增加的關(guān)系；而由B3 初始可知，有植被斜坡0-25 cm土體初始含水率比原位斜坡高，可能B3斜坡處植株的表層保水能力和吸水能力較強(qiáng)，導(dǎo)致B3 斜坡初始含水率與深度呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，降雨入滲后同樣保持此規(guī)律。受降雨影響后，土壤體積含水率隨深度的增大并不是簡單的單調(diào)遞減的趨勢［21］，但水分入滲后的含水率均比初始含水率高。B1、B2 斜坡，水分入滲對0～54 cm 深度土壤的影響較大；而A1、B3 斜坡，水分入滲后含水率隨深度增大呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，表明植物根系發(fā)育有利于增強(qiáng)土壤對水分的吸附能力，使土壤表層含水率增大，較高的初始含水量可能導(dǎo)致垂向入滲速率逐漸降低［12-13］，減少水分向更深層次入滲，利于斜坡穩(wěn)定。

由圖7 初始容重變化可知，通過測量初始土壤容重可知，其大小順序基本保持為：A1壤初始重均比原位斜坡A1 大，加上B1、B2 斜坡無根系分布以及機(jī)械對土體的碾壓嚴(yán)重，導(dǎo)致B1、B2 斜坡土體壓實度高、板結(jié)現(xiàn)象嚴(yán)重、孔隙度低，其抑制了水分的垂直入滲，沿表層土體邊緣水平擴(kuò)散流動活躍，亞甲基藍(lán)和碘化鉀溶液難以大規(guī)模垂直入滲，深度淺，染色現(xiàn)象不明顯；B3 斜坡存在禾本科草本獨(dú)株植物生長，其根系發(fā)育改變了土壤的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，亞甲基藍(lán)及碘化鉀溶液隨根系入滲明顯。

2.3 染色面積比變化特征分析

為了研究水分入滲對土壤剖面染色面積比變化的影響，對A1、B1、B2、B3 斜坡的土壤染色剖面圖像進(jìn)行圖像處理，分析其染色面積比隨深度的變化，結(jié)果表明，原位斜坡染色面積比隨深度的增大，整體呈下降趨勢，24 h 剖面緩慢均勻下降；受土體含水率和容重的影響，18 h 剖面和21 h 剖面在80 cm 深度左右存在上升波動后下降的情況，如圖8A1 所示。1～5 cm 范圍內(nèi)，由于枯枝落葉層對雨水具有一定的阻擋作用，各剖面染色面積比呈鋸齒狀波動后迅速上升，在2～50 cm 范圍，各截面染色面積比均能達(dá)到0.9 以上。染色面積比隨深度的增大并不是單調(diào)遞減的關(guān)系，局部位置存在波動。在10～50 cm 范圍內(nèi)，各截面的染色面積比基本相等，50 cm 以下，染色面積比隨深度的增大不斷減小，說明水分沿坡向垂直非均勻入滲流動的活躍程度逐漸增大。且同一深度不同截面或不同深度同一截面的染色面積比均存在較大的差異，50 cm 深度以下不同剖面的染色面積比變異波動較大。

對比分析B1、B2、B3 斜坡，發(fā)現(xiàn)無植被發(fā)育棄土斜坡的染色面積比隨深度的變化范圍小，B1 斜坡染色面積比在20cm 以下基本保持為0，無染色特征；B2 斜坡的染色面積比變化除21 h剖面的染色特征較深，達(dá)40 cm 左右，其余剖面和B1 斜坡基本保持一致。由初始容重可知B1和B2 斜坡在32 cm 深度處的土壤容重相近，分別高達(dá)1.84 g·cm-3 和1.82 g·cm-3，導(dǎo)致土壤較密實，水分難以垂直入滲，碘化鉀離子無法順利通過，出現(xiàn)32 cm 以下無染色特征的現(xiàn)象；B3 斜坡根系分布，水分垂直入滲活躍度高，相比B1 和B2 斜坡，其染色特征明顯，在0～60 cm 范圍，18 h、21 h、24 h 剖面染色面積比分別在0.6、0.3、0.8 以上，染色面積比隨深度變化較緩，在60 cm深度以下范圍，染色面積比均隨深度增大呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)關(guān)系。對比A1、B1、B2、B3 的染色面積比隨深度的變化，染色特征A1gt;B3gt;B2≈B1，說明植物根系對水分滲流具有促進(jìn)作用，根系發(fā)展越充分，染色特征越明顯。

為探究植物根系存在對土壤初始含水率與染色特征的影響，將A1 和B1 斜坡的總?cè)旧娣e比與初始含水率進(jìn)行擬合，如圖9 所示，隨著土體深度增大，總?cè)旧娣e比與初始含水率呈較好的正相關(guān)關(guān)系，A1 與B1 斜坡擬合R2 分別為0.8907和0.9774，說明土體的初始含水率對斜坡降雨入滲的影響較大，初始含水率越高，總?cè)旧娣e比越大，染色現(xiàn)象越明顯，水分入滲越活躍。同時，相同初始含水率，B1斜坡總?cè)旧娣e比大于A1 斜坡，說明B1 斜坡土體水分垂直入滲的均勻程度大于A1 斜坡，與試驗染色剖面的現(xiàn)象一致，由于根系分布的影響，導(dǎo)致B1 斜坡水分垂直入滲的流動程度低于A1斜坡。

3討論

棄土斜坡是人為重構(gòu)的堆積體，其孔隙發(fā)育程度、壓實度等都會影響降雨入滲流動的路徑和水分運(yùn)移模式。根系是影響土壤優(yōu)先流動的主要原因，水分累計入滲量隨壓實層深度的增大而增大，壓實層的存在會顯著提高上層土壤的含水量［23］。本次試驗，A1 和B3 斜坡存在一定的優(yōu)先流現(xiàn)象，由根系和打洞生物的共生關(guān)系引發(fā)，B1 和B2 斜坡未見根系分布，無優(yōu)先流動現(xiàn)象。造成這一現(xiàn)象的原因可能是：（1）按照《鐵路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（TB10002-2005）土樣粒徑大于2 mm 的顆粒含量不超過全重的50%，粒徑大于0.075 mm的顆粒含量超過全重50%的土將其判定為砂類土，篩分試驗后經(jīng)計算該土樣粒徑大于2 mm的顆粒含量為全重的22.3%，土樣粒徑大于0.075 mm 的顆粒含量為全重的94.3%，將棄土判定為砂類土。棄土斜坡土壤屬于擾動土，根據(jù)現(xiàn)場多次級配篩分試驗后得出其不均勻系數(shù)Cu 均大于5，曲率系數(shù)Cc 均小于1，根據(jù)《GB/T50145-2007 土的工程分類標(biāo)準(zhǔn)》，不同時滿足Cu≥5，3≥Cc≥1，據(jù)此將棄土判定為級配不良砂，質(zhì)地不均勻，且經(jīng)過機(jī)械翻轉(zhuǎn)碾壓，其孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，較原位土壤，相同降雨條件下，其儲水能力降低，水分滲透速率變慢，垂直入滲量減少。（2）有植被發(fā)育斜坡土體更有利于水分的入滲流動。A1 和B3 斜坡植物根系分布，土壤孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，水分在垂直入滲的同時易于橫向入滲的發(fā)展，導(dǎo)致非均勻入滲路徑增加，隨深度增大，可能會增加垂直方向上水分滲流的非均勻程度。（3）B3 斜坡入滲前后的含水率隨深度的增加呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，可能植株的保水及吸水能力較強(qiáng)，導(dǎo)致棄土斜坡表層的水分含量較下層土壤高，表層含水率增大，有利于減少水分的深層滲流，增加斜坡穩(wěn)定性。后續(xù)將對試驗位置再次進(jìn)行調(diào)整，將棄土斜坡土壤的孔隙率、滲透系數(shù)、導(dǎo)水率等考慮在內(nèi)，然后再次進(jìn)行染色示蹤試驗或使用其他技術(shù)手段，綜合的探究棄土斜坡的水分運(yùn)動特征以及穩(wěn)定性分析，為棄土場生態(tài)恢復(fù)和復(fù)墾提供科學(xué)依據(jù)。

4結(jié)論

本文以某棄土場為研究對象重復(fù)開展染色示蹤試驗，對比分析原位與棄土斜坡垂直方向上土壤剖面的染色面積比和滲流前后水分運(yùn)動特征的差異，結(jié)果表明：

（1）根系分布對斜坡水分滲流運(yùn)動的影響差異較大，根系分布與生物的共生關(guān)系會引發(fā)雨水沿生物通道、根莖等大孔隙優(yōu)先滲入。

（2）降雨入滲后，斜坡垂直含水率均比初始含水率高，且水分入滲后含水率均隨著深度的增大呈現(xiàn)波動減小的趨勢；但B3 斜坡受植物的影響，導(dǎo)致初始含水率較高，隨深度增大呈負(fù)相關(guān)。A1 斜坡0～50 cm 深度水分垂直均勻入滲程度高，隨深度增大，不均勻程度增大，表現(xiàn)出沿土壤容重小的一側(cè)流動；B1 和B2 斜坡，水分沿土壤表層邊緣水平擴(kuò)散流動程度大；B3 斜坡水分垂直入滲活躍程度高于B1 和B2 斜坡，植物根系對水分垂直入滲流動具有促進(jìn)作用。

（3）斜坡染色特征受土壤容重、根系分布和含水率等多方面的共同影響。A1斜坡各剖面染色面積比在同一深度不同截面或不同深度同一截面均表現(xiàn)出明顯的差異性，隨著深度的增大具有整體減小的趨勢，50 cm以下，平均染色面積比隨深度的增大呈負(fù)相關(guān)關(guān)系；B1和B2斜坡平均染色面積比在20 cm 深度以下基本保持為0，32cm深度處容重較大土層改變了水分的垂直入滲流動，染色特征不明顯；B3斜坡，植物根系加強(qiáng)了水分入滲，染色特征顯著。

（4）根系分布雖然有利于水分入滲，但也阻止了水分的深層滲流；表層土壤含水率增加，保水特性增強(qiáng)，降低了水分的深層入滲能力；同時，根系分布降低土壤容重，導(dǎo)致土體自重減小，增大土體的抗剪強(qiáng)度，斜坡穩(wěn)定性增強(qiáng)。因此，在該棄土場區(qū)域做好生態(tài)恢復(fù)和復(fù)耕，增加棄土斜坡植被覆蓋率，改變土壤的壓實度和孔隙結(jié)構(gòu)，可以直接或間接的改變土體的固土保水能力和穩(wěn)定性，為后期棄土場生態(tài)恢復(fù)和復(fù)墾及穩(wěn)定性分析提供一定的科學(xué)依據(jù)。