土壤侵蚀是我国自然环境、经济发展重要制约因素,坡面侵蚀过程是土壤侵蚀研究的重要组成,其中矿区坡面土壤侵蚀情况尤为严重。目前矿区边坡治理方式单一,仍较多采用一面坡式治理,致使矿区水土流失情况严重,容易引发泥石流、滑坡等灾害。地形重塑和土壤重构是土地复垦与生态重建的基础工程,地貌形态的改变直接影响地面物质流动和能量转化,决定复垦后边坡利用的稳定性和后续植被恢复立地条件的优劣。基于此,参考农业生产中常见的坡耕地耕作方式,分别设计直坡-土窝微地貌、直坡-连续土槽微地貌、直坡-土面微地貌(对照组),进行野外人工降雨试验,选取持水性指标、稳定性指标分析坡面复合微地貌抗蚀性效果。运用ABAQUS有限元软件构建流固耦合模型,根据前期坡面土壤物理性质设置相关参数,模拟分析坡面复合微地貌表层流侵蚀和边坡渗流侵蚀过程,明晰凹状地貌布设后抗蚀性作用机理。根据持水性试验数据分析可知,与直坡-土面微地貌组(对照组)相比,另外两组凹状复合微地貌的布设有效降低了坡面产流产沙量,直坡--土窝微地貌、直坡-连续土槽微地貌洼地蓄积量、土壤入渗率情况均优于直坡-土面微地貌;长期来看,降雨后坡体土壤长期含水率上、中、下、底部变化不一,直坡-连续土槽微地貌、直坡-土窝微地貌土壤平均含水率均大于直坡-土面微地貌组,其中直坡-连续土槽微地貌均值最高。凹状复合微地貌的布设一定程度提升了坡面土壤持水性,起到一定的蓄水保土效果。根据降雨前后获取的三维激光微地貌扫描图,提取稳定性试验数据分析可知,选取的10个地形因子之间相关性显著,基本全面表达坡面微地形信息。与直坡-土面微地貌组(对照组)相比,直坡-土窝微地貌组、直坡-连续土槽微地貌组降雨后坡面各方位光热资源较为均衡,坡面扭曲程度较低,侵蚀程度也明显低于对照组,凹状地貌的布设显著提升了坡体稳定性。根据软件模拟分析可知,ABAQUS有限元分析软件模拟结果与野外试验结果规律一致,三组复合微地貌坡体表层流最先发生在坡体中部,凹状地貌组缩小了表层流侵蚀范围,直坡-土窝微地貌组、直坡-连续土槽微地貌组坡体饱和度数值略高于直坡-土面微地貌组,改善了坡体渗流中孔压、位移、饱和度情况;提升坡体蓄水持水能力,与直坡-土面微地貌组相比,直坡-连续土槽微地貌、直坡-土窝微地貌组布设效果显著,减缓了坡面侵蚀进程和水土流失程度。