由于高强度人类活动和极端降雨的影响, 黄土塬沟道侵蚀剧烈, 水土流失严重, 塬面萎缩呈逐年加剧的趋势, 对当地的生产生活和经济社会发展产生了严重影响。近几十年来, 以固沟保塬为目标的水土保持工作取得一些重要进展, 但对固沟保塬工程的基础研究相对薄弱, 尤其是对水动力与人类活动双重作用下黄土塬沟道侵蚀扩张机理、不合理固沟保塬措施的水土灾变过程和控制因素缺乏深刻认识, 塬区溯源侵蚀及塬面破碎化问题依然严重。

基于这一现状, 中国科学院地球环境研究所金钊研究员联合长安大学彭建兵院士团队，以黄土高原最大的塬面——董志塬为例, 开展了黄土塬沟道侵蚀扩张机理与固沟保塬工程科学性研究, 取得系列创新性认识。

地下水抬升导致填方边坡失稳过程和机制。

团队阐明了黄土节理的形成演化过程及其对塬边侵蚀的控制作用，发现垂直节理的普遍发育是黄土各向异性、强水敏和易侵蚀的根本原因，而黄土结构孔隙中存在的孔隙集中带和垂直管状通道，是原生垂直节理形成的微细观结构基础。研究揭示了地质历史时期和现代黄土塬沟道侵蚀演变过程及机理，查明了地表水的不合理疏导和地下水位的上升是影响董志塬固沟保塬工程稳定性的两个最主要问题，提出了以控水为核心的固沟保塬 “拦-蓄-排-固”科学模式。

以控水为核心的固沟保塬 “拦-蓄-排-固”科学模式和系统治理思路。（图片均由中国科学院地球环境研究所提供）

上述研究成果以总结性文章发表在《中国科学：地球科学》，该研究得到国家自然科学基金重大项目和中国科学院战略性先导科技专项资助的联合资助。

相关论文信息：https://doi.org/10.1360/SSTe-2022-0059