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黄河流域是我国也是世界上土壤侵蚀最严重的地区，每年被冲蚀掉的泥沙多达20多亿t，其中有16亿t被带到下游，导致黄河在华北平原形成地上悬河。严重的土壤侵蚀极大地影响了当地群众的生产、生活、生存条件，制约着社会经济的可持续发展，威胁着下游人民的生命财产安全，成为中华民族的心腹大患。本论文选择黄河流域二级支流泾河张家山水文站以上流域作为研究区，针对其基本水文要素与土壤侵蚀产沙过程，应用分布式水文模型SWAT(SoilandWaterAssessmentTool)进行分布式模拟，分析土壤侵蚀产沙的时空分布特征，探讨水土保持措施对土壤侵蚀产沙控制的效果，为流域水土保持规划提供参考依据。论文的主要研究内容和基本结论包括：
(1)基于GIS技术，建立了研究区空间数据库(包括数字高程模型、土地利用图、土壤类型图等空间数据)和属性数据库(包括降雨、气温、风速、相对湿度、土地管理等)。
(2)采用LHS-OAT方法对模型参数进行敏感性分析，针对径流和土壤侵蚀过程两个目标辨识并得到了较为敏感的参数，包括径流曲线数CN2、地表径流滞后时间SURLAG、土壤蒸发补偿系数ESCO、土壤可利用水量SOLAWC、河道有效水力传导率CHK2、基流α系数ALPHABF、土壤剖面深度SOLZ、最大再悬浮泥沙负荷线性系数SPCON以及最大再悬浮泥沙负荷指数系数SPEXP。
(3)采用SCE-UA方法将敏感性分析所得到的9个敏感参数进行自动优化，优化目标为径流和土壤侵蚀过程，单个目标采用SSQ方程作为目标函数，多目标则采用DOC方程作为目标函数。整个率定过程完全依靠计算机完成，省时省力，只要注意参数调整范围以及模型参数初始值的合理性，就能够获得较为合理的模型参数值。
(4)论文采用14个气象站点1989-2001年共13年的日降水、日最高最低气温以及各气象要素月统计值来模拟径流和土壤侵蚀过程，采用张家山水文站1989-1995年共7年的日流量及日输沙率资料用于模型参数率定，1996-2001年共6年的资料用于模型验证。结果表明，参数率定期模拟结果较好，月平均流量和月输沙量相关系数R2均为0.74，Nash-Suttcliffe系数均在0.6以上。但验证期月平均流量模拟值较差，相对误差达到69.92％。经分析主要和流域取用水状况有关。在调整了模型中流域取用水参数后，模拟结果大为改善。总的来说，SWAT模型对于模拟径流和土壤侵蚀过程是基本可行的。
(5)论文基于SWAT模型的模拟结果，分析了土壤侵蚀时间的分布状况，指出土壤侵蚀主要发生于汛期，枯水期则较少发生甚至不发生土壤侵蚀。应用GIS的空间分析功能，3模拟了1996-2001年土壤侵蚀的空间分布特征以及不同土地利用条件下的土壤侵蚀情况。结果表明，土壤侵蚀模数由研究区北部向南部逐渐递增，与降雨空间分布规律类似。而且耕地是土壤侵蚀发生的主要土地利用类型。
(6)论文设计了不同控制措施来研究其对土壤侵蚀的影响。结果表明，随着缓冲区宽度的增加，减沙效益愈加明显，而等高带状梯田的耕作方式是最有利于减沙的耕地水土保持措施之一。