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自然条件下，连续的阴雨天气会使耕作层土壤处于浸泡状态，即使是坡耕地土壤也会由于犁底层或弱透水岩层的存在使耕层出现近地表水流(壤中流)，使土壤含水量处于田间持水量与饱和含水量之间的近饱和状态。处于近饱和状态的土壤由于侵蚀敏感性的增强会导致更强烈的侵蚀危害，值得进一步研究。细沟侵蚀作为土壤坡面侵蚀的主要形式之一，是侵蚀泥沙输送的关键途径，国内外学者对其进行了深入的研究与探讨，但对其形成近饱和坡面后侵蚀过程的研究较少关注，更没有系统的理论体系与完善的研究方法。鉴于此，本研究采用室内水流模拟冲刷试验的方法，通过构建土槽供水装置模拟土壤持续处于近饱和状态，系统地研究了近饱和土壤细沟剥蚀过程、输沙过程、侵蚀过程特征，进一步建立了相关过程模型并对比了其与非饱和状态土壤(土壤含水量处于田间持水量以下，土壤颗粒在毛管力或水合作用下处于吸持状态)之间的差异，在此基础上通过WEPP模型中土壤侵蚀产沙数学模型理论，揭示了近饱和与非饱和土壤侵蚀过程中径流与土体之间相互作用的力学机理，明确了近饱和土壤颗粒受力机理及其侵蚀过程中泥沙分布分选、搬运机制。
本研究主要得出以下几点结果：
(1)近饱和土壤细沟剥蚀率随水流含沙量和细沟沟长的增大分别呈线性和指数函数减小的趋势，且其剥蚀过程较非饱和土壤更为强烈。
近饱和土壤细沟剥蚀率随水流含沙量的增加呈线性减小的趋势，随细沟沟长呈指数减小的趋势，且近饱和土壤细沟剥蚀率随水流含沙量和细沟沟长的减小幅度均随着坡度和流量的增加而增长。近饱和土壤剥蚀过程较非饱和土壤更为强烈。坡度为5°、10°、15°和20°时，近饱和土壤细沟剥蚀率分别比非饱和土壤细沟剥蚀率大1.77、1.77、2.36和2.38倍。在相同的水力工况条件下近饱和土壤最大剥蚀能力是非饱和土壤的近两倍，且近饱和土壤细沟剥蚀率随水流含沙量增大而减小的速度比非饱和土壤快13%，近饱和土壤较非饱和土壤能在更短距离内达到其剥蚀量的最大值。
(2)近饱和土壤水流输沙能力与坡度、流量之间呈正相关关系，且近地表水流的存在显著增大了近饱和土壤细沟侵蚀的输沙能力。
不同工况条件下近饱和土壤细沟侵蚀水流输沙能力的范围在0.04-1.56kgs-1m?1之间，且随坡度、流量的增加呈不断增长的趋势，三者之间的关系可以很好地用非线性多变量方程表示。采用对数方程模型Tc?I(ne?fω)能够更加准确地描述近饱和土壤水流输沙能力与水流功率之间的关系。近地表水流的存在显著增大了近饱和土壤细沟侵蚀的输沙能力。在坡度为5°、10°、15°和20°时，流量分别为2、4和8Lmin-1时，近饱和土壤输沙能力是非饱和土壤的1.08、1.32和1.50倍；1.20、1.29和1.59倍；1.86、2.06和1.74倍；2.35、2.28和1.85倍。随着坡度与流量的增加，近饱和与非饱和土壤输沙能力之间的差异逐渐增大。
(3)近饱和土壤细沟侵蚀水流含沙量沿程分布很好地用指数函数表达，且其与细沟剥蚀率、水流输沙能力之间相互作用、相互影响。
近饱和土壤细沟侵蚀水流含沙量沿程分布可很好地用指数函数进行描述，且随细沟沟长增大呈逐渐增大的趋势，近饱和土壤细沟侵蚀水流含沙量与坡度、流量均呈正相关关系。近饱和与非饱和土壤细沟侵蚀输沙临界坡长范围分别为6.62-12.69m和8.95-16.91m，且近饱和土壤细沟侵蚀临界沟长是同水力工况条件下非饱和土壤的72%，土壤处于近饱和状态下水流含沙量会在更短的沟长内达到输沙能力对应的最大值。在大部分水力工况条件下，近饱和与非饱和土壤单位输沙量与剥蚀率数值上相加与输沙能力的值基本相等。近饱和状态下坡面土壤颗粒承受水流作用的渗透压力导致其与非饱和土壤受力存在差异。细沟水流作用下，土壤颗粒的运动主要是由径流产生的剪切力使土粒之间粘结力破坏发生分离，随后克服土粒与土粒或土粒与地表之间的摩擦力从而在坡面发生起动。而两个过程均与径流的剪切特征、土壤抗剪切应力的特征以及泥沙颗粒粒径的分布具有紧密的联系。
(4)坡面处于近饱和状态下径流剪切力大于土壤临界抗剪切应力的程度高于非饱和状态是近饱和土壤侵蚀程度更为强烈的重要原因。
近饱和土壤径流剪切力随坡度的增大呈增大的趋势，且其之间的关系可以很好地用对数函数模型来表达。细沟最大剥蚀率与径流剪切力之间的关系可以很好地用线性回归方程表达，近饱和与非饱和土壤细沟最大剥蚀率均随径流剪切力的增大呈现增大的趋势，但是增大的幅度不同。在相同的细沟径流剪切力条件下，近饱和土壤细沟最大剥蚀率整体而言较非饱和土壤大，且这种趋势在大坡度条件下更为明显。各水力工况条件下，土壤处于近饱和状态时其可蚀性参数是非饱和土壤的1.33-2.33倍，而土壤临界抗剪切应力则小于非饱和土壤，近饱和土壤的侵蚀敏感程度明显高于非饱和土壤，且其土体抵抗径流剪切破坏的能力也在趋于饱和的过程中明显降低。径流剪切力与土壤临界抗剪切应力之间的对比说明近饱和状态下，径流剪切力大于土壤临界抗剪切应力的程度要高于土壤处于非饱和状态下的程度，这也是近饱和状态下土壤侵蚀程度更为强烈的原因。水流含沙量的不断升高反作用于径流，使径流粘滞性不断增大、能量损耗不断增加、水流紊动强度随之减弱，从而使径流作用在床面泥沙颗粒上的有效作用力减少、流速下降，这是近饱和与非饱和土壤剥蚀率随水流含沙量的增大不断减小、水流含沙量随坡长的增幅不断减小的重要原因。
(5)侵蚀过程中土壤颗粒的团聚状态控制着侵蚀泥沙的分布、分选和搬运特征，近饱和状态下土壤颗粒受力作用的变化导致其侵蚀过程与非饱和土壤之间存在差异。
侵蚀过程中团粒的破碎易导致细颗粒的富集，尤其是粘粒的富集，粘粒在侵蚀过程中絮凝结成团聚体(或凝聚体)从而以团聚体的形式被搬运，但是团聚的程度不高，粉粒在侵蚀过程中大多以单粒的形式被搬运，且在侵蚀泥沙中发生了富集，但富集的程度低于粘粒。粘粒与粉粒的富集特征说明水流在侵蚀过程中优先选择搬运细颗粒泥沙。侵蚀过程中大多细砂粒和粗砂粒是由其他较细颗粒团聚而成且均以团粒的形式被搬运，相比而言细砂粒的团聚性相对差一些，且存在一定量的细砂粒以单粒的形式被搬运，与供试土壤相比，砂粒级颗粒在侵蚀泥沙中含量低，发生了一定的沉积。在不同水力工况条件下近饱和土壤<0.021mm粒级的颗粒的质量分数大于10%，其他粒级的侵蚀泥沙颗粒随着粒径的增大，其所占的质量分数相对逐渐降低，因此在近饱和土壤细沟侵蚀过程中泥沙颗粒优先以小于0.021mm颗粒悬移/跃移的形式呈单峰形式被搬运。近饱和状态下土壤颗粒受力作用的变化导致了其侵蚀及泥沙搬运过程与非饱和土壤之间存在差异。土壤由非饱和状态向近饱和状态趋近的过程中，土壤颗粒间以范德华引力为主导的作用力逐渐转变为颗粒间的静电排斥力，离子水合斥力及分解作用增大，使得颗粒间团聚力减弱，土壤中起粘结作用的胶结物质被水分溶蚀而丧失黏结力，导致胶结强度降低。土壤处于近饱和状态下，处于分散状态的土壤颗粒较多，起动泥沙数量较多，这是近饱和土壤可蚀性比非饱和土壤强的重要原因。
综上所述，近饱和土壤细沟剥蚀率、输沙能力及水流含沙量之间相互作用、相互影响，且各个过程都可以很好地用相应的模型方程表达。处于近饱和状态下的土壤细沟剥蚀及输沙过程明显增强，且径流剪切力大于土壤临界抗剪切应力的程度高于非饱和状态是近饱和土壤侵蚀程度更为强烈的重要原因。进一步，近饱和状态下土壤颗粒受力作用的变化是造成其与非饱和土壤侵蚀过程差异的内部原因，且近饱和土壤侵蚀过程中颗粒的团聚状态控制着侵蚀泥沙的分布、分选和搬运特征。研究结果将有助于理解近饱和状态下土壤侵蚀水动力学机理，并为完善土壤侵蚀物理模型提供理论依据。
本研究主要得出以下几点结果：
(1)近饱和土壤细沟剥蚀率随水流含沙量和细沟沟长的增大分别呈线性和指数函数减小的趋势，且其剥蚀过程较非饱和土壤更为强烈。
近饱和土壤细沟剥蚀率随水流含沙量的增加呈线性减小的趋势，随细沟沟长呈指数减小的趋势，且近饱和土壤细沟剥蚀率随水流含沙量和细沟沟长的减小幅度均随着坡度和流量的增加而增长。近饱和土壤剥蚀过程较非饱和土壤更为强烈。坡度为5°、10°、15°和20°时，近饱和土壤细沟剥蚀率分别比非饱和土壤细沟剥蚀率大1.77、1.77、2.36和2.38倍。在相同的水力工况条件下近饱和土壤最大剥蚀能力是非饱和土壤的近两倍，且近饱和土壤细沟剥蚀率随水流含沙量增大而减小的速度比非饱和土壤快13%，近饱和土壤较非饱和土壤能在更短距离内达到其剥蚀量的最大值。
(2)近饱和土壤水流输沙能力与坡度、流量之间呈正相关关系，且近地表水流的存在显著增大了近饱和土壤细沟侵蚀的输沙能力。
不同工况条件下近饱和土壤细沟侵蚀水流输沙能力的范围在0.04-1.56kgs-1m?1之间，且随坡度、流量的增加呈不断增长的趋势，三者之间的关系可以很好地用非线性多变量方程表示。采用对数方程模型Tc?I(ne?fω)能够更加准确地描述近饱和土壤水流输沙能力与水流功率之间的关系。近地表水流的存在显著增大了近饱和土壤细沟侵蚀的输沙能力。在坡度为5°、10°、15°和20°时，流量分别为2、4和8Lmin-1时，近饱和土壤输沙能力是非饱和土壤的1.08、1.32和1.50倍；1.20、1.29和1.59倍；1.86、2.06和1.74倍；2.35、2.28和1.85倍。随着坡度与流量的增加，近饱和与非饱和土壤输沙能力之间的差异逐渐增大。
(3)近饱和土壤细沟侵蚀水流含沙量沿程分布很好地用指数函数表达，且其与细沟剥蚀率、水流输沙能力之间相互作用、相互影响。
近饱和土壤细沟侵蚀水流含沙量沿程分布可很好地用指数函数进行描述，且随细沟沟长增大呈逐渐增大的趋势，近饱和土壤细沟侵蚀水流含沙量与坡度、流量均呈正相关关系。近饱和与非饱和土壤细沟侵蚀输沙临界坡长范围分别为6.62-12.69m和8.95-16.91m，且近饱和土壤细沟侵蚀临界沟长是同水力工况条件下非饱和土壤的72%，土壤处于近饱和状态下水流含沙量会在更短的沟长内达到输沙能力对应的最大值。在大部分水力工况条件下，近饱和与非饱和土壤单位输沙量与剥蚀率数值上相加与输沙能力的值基本相等。近饱和状态下坡面土壤颗粒承受水流作用的渗透压力导致其与非饱和土壤受力存在差异。细沟水流作用下，土壤颗粒的运动主要是由径流产生的剪切力使土粒之间粘结力破坏发生分离，随后克服土粒与土粒或土粒与地表之间的摩擦力从而在坡面发生起动。而两个过程均与径流的剪切特征、土壤抗剪切应力的特征以及泥沙颗粒粒径的分布具有紧密的联系。
(4)坡面处于近饱和状态下径流剪切力大于土壤临界抗剪切应力的程度高于非饱和状态是近饱和土壤侵蚀程度更为强烈的重要原因。
近饱和土壤径流剪切力随坡度的增大呈增大的趋势，且其之间的关系可以很好地用对数函数模型来表达。细沟最大剥蚀率与径流剪切力之间的关系可以很好地用线性回归方程表达，近饱和与非饱和土壤细沟最大剥蚀率均随径流剪切力的增大呈现增大的趋势，但是增大的幅度不同。在相同的细沟径流剪切力条件下，近饱和土壤细沟最大剥蚀率整体而言较非饱和土壤大，且这种趋势在大坡度条件下更为明显。各水力工况条件下，土壤处于近饱和状态时其可蚀性参数是非饱和土壤的1.33-2.33倍，而土壤临界抗剪切应力则小于非饱和土壤，近饱和土壤的侵蚀敏感程度明显高于非饱和土壤，且其土体抵抗径流剪切破坏的能力也在趋于饱和的过程中明显降低。径流剪切力与土壤临界抗剪切应力之间的对比说明近饱和状态下，径流剪切力大于土壤临界抗剪切应力的程度要高于土壤处于非饱和状态下的程度，这也是近饱和状态下土壤侵蚀程度更为强烈的原因。水流含沙量的不断升高反作用于径流，使径流粘滞性不断增大、能量损耗不断增加、水流紊动强度随之减弱，从而使径流作用在床面泥沙颗粒上的有效作用力减少、流速下降，这是近饱和与非饱和土壤剥蚀率随水流含沙量的增大不断减小、水流含沙量随坡长的增幅不断减小的重要原因。
(5)侵蚀过程中土壤颗粒的团聚状态控制着侵蚀泥沙的分布、分选和搬运特征，近饱和状态下土壤颗粒受力作用的变化导致其侵蚀过程与非饱和土壤之间存在差异。
侵蚀过程中团粒的破碎易导致细颗粒的富集，尤其是粘粒的富集，粘粒在侵蚀过程中絮凝结成团聚体(或凝聚体)从而以团聚体的形式被搬运，但是团聚的程度不高，粉粒在侵蚀过程中大多以单粒的形式被搬运，且在侵蚀泥沙中发生了富集，但富集的程度低于粘粒。粘粒与粉粒的富集特征说明水流在侵蚀过程中优先选择搬运细颗粒泥沙。侵蚀过程中大多细砂粒和粗砂粒是由其他较细颗粒团聚而成且均以团粒的形式被搬运，相比而言细砂粒的团聚性相对差一些，且存在一定量的细砂粒以单粒的形式被搬运，与供试土壤相比，砂粒级颗粒在侵蚀泥沙中含量低，发生了一定的沉积。在不同水力工况条件下近饱和土壤<0.021mm粒级的颗粒的质量分数大于10%，其他粒级的侵蚀泥沙颗粒随着粒径的增大，其所占的质量分数相对逐渐降低，因此在近饱和土壤细沟侵蚀过程中泥沙颗粒优先以小于0.021mm颗粒悬移/跃移的形式呈单峰形式被搬运。近饱和状态下土壤颗粒受力作用的变化导致了其侵蚀及泥沙搬运过程与非饱和土壤之间存在差异。土壤由非饱和状态向近饱和状态趋近的过程中，土壤颗粒间以范德华引力为主导的作用力逐渐转变为颗粒间的静电排斥力，离子水合斥力及分解作用增大，使得颗粒间团聚力减弱，土壤中起粘结作用的胶结物质被水分溶蚀而丧失黏结力，导致胶结强度降低。土壤处于近饱和状态下，处于分散状态的土壤颗粒较多，起动泥沙数量较多，这是近饱和土壤可蚀性比非饱和土壤强的重要原因。
综上所述，近饱和土壤细沟剥蚀率、输沙能力及水流含沙量之间相互作用、相互影响，且各个过程都可以很好地用相应的模型方程表达。处于近饱和状态下的土壤细沟剥蚀及输沙过程明显增强，且径流剪切力大于土壤临界抗剪切应力的程度高于非饱和状态是近饱和土壤侵蚀程度更为强烈的重要原因。进一步，近饱和状态下土壤颗粒受力作用的变化是造成其与非饱和土壤侵蚀过程差异的内部原因，且近饱和土壤侵蚀过程中颗粒的团聚状态控制着侵蚀泥沙的分布、分选和搬运特征。研究结果将有助于理解近饱和状态下土壤侵蚀水动力学机理，并为完善土壤侵蚀物理模型提供理论依据。