本文以神东煤田大柳塔采矿区为研究对象,通过野外原位监测与室内分析试验,研究采煤塌陷区土壤关键持水特性的变化规律,季节性冻结作用冻土深度、土壤水分含量、分布以及冻-融过程水分运移特征,试图揭示采煤塌陷区冻结滞水变异特征与机理,为干旱、半干旱塌陷风沙区生态恢复水资源合理利用提供技术支撑。所得主要研究结论如下：(1)研究区颗粒组成总体上以粉砂、细砂粒含量为主,0-60cm土层内粉砂、细沙颗粒含量均在85%以上,在土壤垂直剖面上,随着土层深度的增加细颗粒含量增多。塌陷区颗粒表现出粗粒化特征。(2)采煤塌陷使土体遭受外力,结构松散发生变形,导致容重降低,且深层土壤容重降低幅度较大。随着土层深度增加,孔隙度增加趋势明显,80-100层土壤孔隙度由39.02%增加到41.38%。地表塌陷在坡顶、坡中处土壤孔隙扰动最为强烈。霍顿公式对风沙土的水分入渗速率有很好的适用性。(3)裂缝宽度不同,对周边土壤的影响作用强度不同,表现为土壤水分空间变异性不同,随着裂缝宽度增大,土壤含水量空间变异程度增强。土壤水平空间分布变化趋势表现为距离裂缝越远,水分变化越缓和,含水量接近对照,各样点中裂缝处含水量最低。(4)对于季节性冻土,以裂缝为中心,随着距离裂缝水平位移增加,最大冻土深度呈降低趋势,裂缝的存在改变了其周边冻结土壤的空间分布,其影响范围内的土壤冻结不单是垂向(上下)水、热交换,还存在侧向(左右)交换,侧向交换的程度导致冻土深度呈现水平分异。裂缝两侧土壤含水量均高于裂缝处,距离裂缝越远,土壤含水量越高,土壤冻结过程中,水分向冻结锋面的迁移量与冻结速率有很大关系,土壤冻结得越慢,冻结锋面处水分的增加量就越大。裂缝周边附近,随着水平距离的增加,土壤贮水量最大值呈现上移。(5)研究区冻结滞水含水率均表现出倒置富水性,塌陷区土壤冻结滞水的倒置富水带出现在10-20cm土层。融化过程使土壤含水量的垂线分布成为弧线型逆分配,含水率的变化趋势整体呈现先增加后降低的趋势。(6)该区冻结滞水层所处的土层的土壤冻结分为秋冬冻结过程、冬季降温过程和冬春融化过程。塌陷区的裂缝作为土体与外界水、热交换的通道加剧了冻结、融化过程。土层冻结有利于保持水分。解冻后,塌陷裂缝暴露,水分散失加剧,土壤解冻是塌陷风沙区土壤水分逐渐进入亏缺状态的开端。