01 摘要
由于人类高强度活动和极端降雨，黄土高原塬区沟壑侵蚀严重，水土流失严重，塬地萎缩速度加快。严重的沟渠侵蚀给当地农业、人类生活和社会经济发展带来了显着的负面影响。近几十年来，以减少水土流失、保护黄土塬为目标的水土保持工作取得了一定进展，但沟壑固结与塬地保护（GCTP）的基础研究还很缺乏，尤其是沟壑侵蚀和扩张的机制。水动力与人类活动相互作用影响下的黄土塬区.此外，对水土灾害的发生机制和不合理GCTP项目的控制因素缺乏深入的认识。目前，地头侵蚀、台地破碎化问题依然严重。基于这一情况，以黄土高原上最大的台地东至塬为例，研究了黄土塬地沟壑侵蚀扩展机制及GCTP工程的科学依据。我们获得了一系列新颖的发现，包括：（1）黄土中垂直节理广泛发育，对台地边缘侵蚀具有控制作用；(2)快速城市化和路网扩张加剧了头顶侵蚀，是东至塬地区严重侵蚀和台地萎缩的主要原因；（3）地表径流不合理排水和地下水位上升是影响GCTP工程稳定性的关键因素。并对这两个因素驱动的工程侵蚀灾害发生的机制和模式进行了解释。GCTP项目提出了滞、蓄、排、固的系统修复思路，其核心是治水，强调水土保持与地质灾害防治措施相结合。黄土塬区GCTP作为一项系统性修复工程，需要涉及生态、水土保持、地质、工程等多学科、多方法、多措施，以确保工程的可行性和可持续性。并对这两个因素驱动的工程侵蚀灾害发生的机理和模式进行了解释。GCTP项目提出了滞、蓄、排、固的系统修复思路，以控水为核心，强调水土保持与地质灾害防治措施相结合。黄土塬区GCTP作为一项系统性修复工程，需要涉及生态、水土保持、地质、工程等多学科、多方法、多措施，以确保工程的可行性和可持续性。并对这两个因素驱动的工程侵蚀灾害发生的机理和模式进行了解释。GCTP项目提出了滞、蓄、排、固的系统修复思路，以控水为核心，强调水土保持与地质灾害防治措施相结合。黄土塬区GCTP作为一项系统性修复工程，需要涉及生态、水土保持、地质、工程等多学科、多方法、多措施，以确保工程的可行性和可持续性。核心是治水，强调水土保持与地质灾害防治措施相结合。黄土塬区GCTP作为一项系统性修复工程，需要涉及生态、水土保持、地质、工程等多学科、多方法、多措施，以确保工程的可行性和可持续性。核心是治水，强调水土保持与地质灾害防治措施相结合。黄土塬区GCTP作为一项系统性修复工程，需要涉及生态、水土保持、地质、工程等多学科、多方法、多措施，以确保工程的可行性和可持续性。
02 黄土垂直节理演化及其对黄土塬边侵蚀的影响
图1 黄土中垂直节理在整个历史沉积过程中的形成、扩展和退化行为模式。据后 Feng et al. （2021a）修改。
图2 黄土台地边缘黄土垂直节理形态特征、发展趋势及其对水土流失和滑坡的影响修改自Feng et al.2021a）。黄土高原不同微地形下黄土垂直节理形态的分布。(a)、(b)地表浅层垂直节理和裂缝网络，(c)、(d)生物活性网络，(e) - (g)多层裂缝和陷坑，(h)、(i)隐伏垂直节理、历史裂缝和水蚀洞，(j) - (n)坡崖、滑坡后壁和主体位置形成的垂直节理、风化节理、崩塌裂缝。
图3 边坡地质构造由10种潜在滑动层和4种控制滑动的构造面组成。
3. 黄土高原沟壑的形成
图4 快速的城市化和道路网络扩张加速了董志塬的侵蚀和退化
图5 黄土塬边沟蚀的发生与发展。
4. 水对侵蚀破坏的影响
图6 水侵前后重塑黄土强度变化
图7 降雨影响下不同护坡处理的回填边坡破坏模式
图8 地下水位上升对回填边坡破坏过程及机理
5 GCTP项目的科学依据和系统整治思路
图9 甘肃省庆阳市一马镇沟头整治及护坡模型
图10 GCTP项目的系统修复思路：截留-贮存-排水-固结，以水控制为中心概念。
