近几十年来,随着工业水平的快速发展,对能源需求量逐渐增大,尤其以煤炭能源为主的能源开采量日益增大,因而造成一系列地质灾害及次生灾害。其中地表径流锐减、大规模地表塌陷和土壤退化等成为威胁矿区生产生活及社会发展的严重问题。优先流作为一种常见的土壤水分运移形式,它能够使水和溶质通过优先路径快速到达深层土壤,对地表径流的产生,水土流失及深层地下水的储量影响较大,对流域水文过程中具有重要作用。石圪台煤矿地处神府-东胜煤田,煤矿塌陷区内裂缝广泛分布,优先流现象普遍存在,因此本文以石圪台采煤塌陷区为研究对象。通过野外染色示踪实验和室内水分穿透实验,利用Photoshop CS6、ArcGIS10.2和SPSS等软件,分别对土壤优先流形态特征及类型特征、大孔隙数量特征和优先流路径等特征进行分析研究,系统揭示了采煤塌陷区土壤优先流特征。研究得出以下结论:(1)采煤塌陷区土壤大孔隙特性:整体上,试验区土壤孔隙范围在0.3-1.3mm之间,土壤孔隙范围主要分布在0.5-1.0mm之间。试验点1土壤孔隙分布范围较广,为0.3mm-1.4mm,试验点2处土壤孔隙范围分布较窄,为0.3-1.1cm。(2)采煤塌陷区土壤优先流形态特征:实验剖面上土壤染色面积随深度的增加而减小,染色区域位置具有一定的连续性,是由于各层孔隙结构及其优先路径位置的分布具有一定的连续性。采煤塌陷区土壤染色面积空间变异系数随着土壤深度的增加呈现出增加趋势。研究区内两个试验点的染色路径均随着深度的增加,宽路径的数量呈减小趋势,细小路径的数量逐渐增多。(3)采煤塌陷区土壤优先流类型特征:优先流发育极不稳定,总体趋势呈现“均质基质流→非均质指流→高相互作用大孔隙流”类型交替,通过对采煤塌陷区土壤优先流类型的分析得出该研究区土壤优先流主要以土壤大孔隙流为主。(4)采煤塌陷区土壤优先流水分特性:研究区土壤水分入渗过程存在非平衡性特性,试验区的土壤水入渗及出流速率,发生优先流的土层入渗及出流的稳定速率均大于发生基质流的土层。不同深度土壤水分特征曲线具有一定的相似性及规律性,渗流量与渗流时间呈现一定的对数关系。