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晋陕蒙接壤的砒砂岩区是黄河下游淤积粗泥沙的主要来源,同时也是我国复合侵蚀易发区以及生态环境建设和水土保持治理的重点区域,水土流失是该区生态环境面临的主要问题。近年来,复合侵蚀综合治理的生态水文效应评价成为该区的研究热点。本文选择鄂尔多斯高原准格尔旗砒砂岩地区典型小流域—二老虎沟小流域,基于坡面径流小区长期观测数据资料,采用径流小区定位观测方法,系统分析了该区生态水文特征。并对WEPP(Water Erosion Prediction Project)水蚀预报模型在砒砂岩区的适用性进行了评价,并利用WEPP模型对坡面径流泥沙情况进行了模拟预测,对不同侵蚀治理措施的减流减沙效应进行了比较分析。主要结论如下:(1)二老虎沟流域降水主要集中在6-9月,8月达到全年最高,其中7月和8月侵蚀性降雨次数占总侵蚀性降雨次数的41.5%,该地区土壤侵蚀主要发生在这一时期。(2)不同坡位的土壤含水量大小依次为:7月份沟底>坡顶>坡下>坡中>坡上;10月份沟底>坡下>坡中>坡上>坡顶;且阴坡土壤含水量>阳坡土壤含水量。4-6月总体土壤含水量较低;7-8月土壤含水量最高;9-10月土壤含水量较低,降雨量对土壤含水量的变化有明显影响。(3)基于2014-2016年砒砂岩径流小区的产流产沙实测数据,分析了该区降雨、径流和泥沙的耦合关系,降雨量与累积径流量呈线性关系,累积径流量与累积产沙量呈幂指数关系。(4)WEPP模型土壤参数敏感性分析结果表明:有效传导系数、临界剪切力和细沟土壤可蚀性为敏感性参数;其率定值后的有效水力传导系数为4.73mm/h、临界剪切力为1Pa、细沟土壤可蚀性参数为0.01m/s。通过模型有效性ME和决定系数R2的验证结果表明:WEPP模型模拟无措施(裸地)小区径流量和侵蚀量的R2和ME分别为0.7223和0.6160、0.7025和0.6167,WEPP模型模拟措施(草地)小区径流量和侵蚀量的R2和ME分别为0.7116和0.6741、0.8447和0.6903;基于2014-2016年径流实测资料与模拟值对比得出的ME值表明WEPP模型在砒砂岩区坡面的适用性较好,侵蚀量的模拟效果优于径流量的模拟效果;措施小区的模型效果比无措施小区的模拟效果要好。(5)基于野外实地调查,构建了 6种侵蚀治理植物措施情景,运用WEPP模型进行了模拟,结果表明:不同降雨类型下,情景a(阳坡低盖度草本)、情景b(阳坡低盖度灌丛)、情景c(阳坡中盖度灌丛)、情景d(阴坡灌木林)、情景e(阴坡高盖度灌丛)、情景f(阴坡低盖度灌丛)等植物措施减流效应在13.04%-91.28%之间,减沙效应在44.46%-99.98%之间。总体来看,不同情景的减流减沙效应:情景d>情景e>情景c>情景f>情景b>情景a。