我国东部高潜水位平原区,作为重要的煤-粮复合区和人口聚居地,每年因煤炭开采导致大面积的耕地沉陷,形成大面积的积水区,土地复垦工作难度加大,进而加剧了人多地少的矛盾。煤矸石作为煤炭开采过程中的主要固体废弃物综合利用率仅为15%左右,煤矸石的低利用率不仅导致资源闲置浪费而且占用大量的土地,破坏生态平衡。已有的研究是将煤矸石直接应用到采煤沉陷地复垦中,由于其粒径粗、孔径大保水保肥性差,传统的上土下石结构不能有效地抑制土壤水肥流失。因此,保水保肥利于作物生长且节约用土的土壤剖面重构研究,成为煤矸石充填采煤沉陷地的重要研究内容。本研究基于采煤沉陷地夹层式充填复垦原理与交替多层多次充填土壤重构方法,结合农学、土壤学等相关知识,采用正交试验方法共选取10个剖面构型。通过室内外玉米种植试验对比分析其长势、产量和土壤理化性质,总结出一种既适合玉米生长又节约用土的土壤剖面。为了进一步阐明影响玉米生长的水分因素,根据不同剖面玉米长势,从每组中筛选出玉米长势较好的剖面进行室内水分入渗和持水试验,定量分析不同剖面的累积入渗量、入渗率和水分分布特征,并通过采用Kostiakov入渗模型和Philip方程模型模拟不同剖面水分入渗过程,阐明不同剖面的入渗特征。最后通过排水试验测定并分析不同剖面持水量及在排水过程中的含水量分布特征。通过上述试验研究得出以下结论:（1）通过室内种植试验初步得出不同剖面玉米长势特征。对照组与夹层剖面的玉米长势差异性不显著。通过分析不同剖面不同深度的土壤理化指标得出,夹层式剖面表层土壤的含水量、全氮、全磷、碱解氮、速效钾和有机质的含量及p H值、电导率、全盐量接近于对照组土壤的,差异性不显著,但全钾、速效磷的含量明显地高于对照组的。夹层处土壤速效磷、p H值和全盐量明显地大于同等深度处的均质土壤的,其他理化指标的含量与对照组的差异性不显著。（2）通过田间种植试验最终筛选出了CK2即上土下石剖面是最适合玉米生长且经济可行的剖面。对照组玉米长势及产量明显地高于夹层剖面玉米长势及产量,但夹层剖面之间的玉米长势及产量差异性不显著。CK1和CK2的玉米产量分别为582.61 kg acre-1、549.31 kg acre-1,两者之间差异性不显著。夹层剖面的表层土壤中除了p H值、电导率和全盐量大于对照组土壤的,其他土壤理化指标含量明显小于对照组的。夹层处的土壤理化指标含量与同等深度的均质土壤的理化指标差异性不显著。（3）通过室内水分入渗试验得出,覆土厚度相同时,夹层剖面的累积入渗量略大于上土下石剖面的累积入渗量,差异性不显著。夹层剖面的平均入渗率和稳定入渗率小于均质土和上土下石剖面的。夹层数量越多,平均入渗率和稳定入渗率越小。CK2剖面的平均入渗率和稳定入渗率大于其他剖面的。夹层剖面对表层土壤含水率分布影响并不明显。随着深度的增加夹层剖面含水率与均质土含水率的差值越来越大,尤其是夹层位置的含水率明显地大于同一深度处的均质土壤含水率。采用Philip方程模型和Kostiakov入渗模型模拟累积入渗量的变化趋势得出,Philip模型只能较好地模拟均质剖面,不适用于模拟夹层剖面。而Kostiakov入渗模型可以很好地模拟均质剖面和层状剖面的水分入渗情况,决定系数均在0.99以上,并且得出夹层剖面初始入渗能力较大,但随着入渗的进行,夹层剖面入渗能力的衰减速度大于均质土和上土下石剖面的。（4）通过排水试验得出,不同剖面持水量的变化趋势相近,均呈幂函数变化。同一覆土厚度,夹层剖面的持水量大于上土下石剖面的,夹层数量与持水量呈正相关关系。随着排水时间的延长,夹层数量越多的剖面排水量降低幅度越小。在排水过程中,夹层剖面土壤的含水量高于均质土或上土下石剖面的含水量。煤矸石的失水量大于土壤的失水量,剖面排水主要来自煤矸石层的排水。虽然砂姜黑土夹层可以降低剖面入渗率,提高持水量,但是砂姜黑土质地粘重、通气排水性差、入渗能力弱,而砂姜黑土夹层使得剖面的入渗率能力和排水性能变得更差,入渗历时更长,更不利于剖面入渗、排水,因此当充填材料为砂姜黑土和粒径小于2cm的煤矸石时,不宜选择砂姜黑土作为夹层,夹层材料质地一定要与充填材料质地相异。CK2剖面入渗能力强、排水性好,且玉米长势明显地优于夹层式剖面的玉米长势,因此当充填材料为砂姜黑土和粒径小于2cm的煤矸石时,CK2剖面是最优重构土壤剖面。