本文根据 2011-2012 年汛期在陕南地区石泉后沟农业小流域的监测和实验，开展
了水土流失与非点源污染迁移机理与过程模拟研究，探讨了汉江中游小流域主要水土
保持措施拦截、削减农业非点源污染物的作用机理，为南水北调中线工程水源地农业
非点源污染的控制提供理论基础。通过研究，取得主要结论如下：
（1）阐明陕南后沟小流域的降雨产流特征及其产沙的时空分布。汛期径流小区
降雨量与径流量呈极显著关系，在 9°坡耕地降雨产流量与降雨量呈极显著的线性关
系，而在 14°-25°坡耕地降雨产流量与降雨量之间存在极显著的二次曲线函数关系。
不同坡度临界产流降雨量，表现出随着坡度增加产流临界降雨量呈下降的趋势。
坡地产流表现为蓄满产流，壤中流是坡地的优先流；作物前期和中后期生长阶段
的壤中流占总径流量比例是作物收获和土地空置阶段的 1.14-1.35 倍。
汛期初期降雨过程流域出口径流流速与流量呈现幂函数变化趋势，而后期降雨过
程径流流速与流量呈现线性变化趋势。径流动能与泥沙流失量在汛期初期和末期呈现
幂函数和线性关系，而汛期中期，两者呈现幂函数关系。
（2）不同土壤类型和地表覆被条件下，流域前期土壤水分状况对降雨产流过程
具有显著的影响，这个过程可以用 SCS 模型进行模拟。当初损参数设置为 0.3 时，实
测径流量和计算径流量相接近，CN 值为 58。
（3）阐明不同土地利用类型和海拔下土壤可蚀性的变化规律。后沟小流域典型
坡面土壤可蚀性研究表明，随着海拔升高林草地和玉米地土壤可蚀性逐渐降低，在
390m 处达到最大值，随后逐渐降低；在海拔 420-430m 的梯田处基本达到最小值，
并趋于稳定；通过修建梯田，能够增加土壤抗蚀性。
（4）阐明了不同下垫面对降雨侵蚀力和土壤侵蚀模数的影响，揭示了流域侵蚀
产沙与降雨径流的关系。后沟小流域多年降雨侵蚀力最大值出现在 7 月份，平均降雨
侵蚀力 R 值为 3403.66 MJ·mm/（hm 2 ·h·a）。该小流域年土壤侵蚀量为 15587.41t，年
均土壤侵蚀模数为 2013.877 t/km 2 ，属中度土壤侵蚀强度，小流域内坡耕地年均泥沙侵蚀量为 9853.47t，占小流域年侵蚀总量的 63.2%。小流域内土地利用类型的土壤侵
蚀量的顺序为：园地＞坡耕地＞退耕地＞果园。四种不同土地利用类型的土壤流失量
最大值均发生在 7 月份，单场降雨过程土壤最大流失量分别占汛期坡耕地、退耕地、
园地、果园地监测土壤侵蚀量的 31.76%、32.78%、39.05%、11.44%。
在四种土地利用类型中，果园泥沙流失量与径流量的最佳回归方程为三次曲线方
程，坡耕地、退耕地、园地径流中泥沙含量与径流量关系显著，拟合方程采用 S 形曲
线方程较为合适。
（5）小流域氮、磷流失过程在汛期内表现出明显的阶段性。通过对小流域汛期
内氮、磷流失过程分阶段数值模拟结果表明，分段模拟结果可信度更高。虽然对于整
个汛期和分阶段模拟氮磷流失过程，流失量与径流量和产沙量的表达式均为：
T=aR b S c ，但是分阶段模拟氮磷流失量的预测值更接近实测值。
不同土地利用类型下年均氮、磷流失量有明显不同。果园和蔬菜园地的 TN、TP
流失浓度超过地表水Ⅱ水质标准分别为 15 倍和 1.25 倍。TN、TP 流失量排序为：蔬
菜园地＞退耕地＞坡耕地＞果园地，年均 TN 流失量分别为：坡耕地 4.92kg/hm 2 、退
耕地 7.20kg/hm 2 、蔬菜园地 15.29kg/hm 2 、果园地 1.37 kg/hm 2 ；年均 TP 流失量分别为
坡耕地 0.09 kg/hm 2 ，退耕地 0.22kg/hm 2 ，蔬菜园地 0.25kg/hm 2 ，果园地 0.05kg/hm 2 。
（6）揭示了小流域出口径流、泥沙流失过程与 TN、TP 含量的关系。坡耕地、
退耕地，蔬菜园地和果园地径流中 TN 含量与径流量的函数关系均可以利用三次函数
进行拟合。坡耕地、退耕地和果园泥沙含量与 TP 含量可以用三次函数曲线进行拟合，
而果园可以用 S 形曲线方程、幂函数方程和对数方程进行模拟。
（7）为研究沟渠拦截氮磷的效果，在不同时间对沟渠不同断面水体进行了监测。
研究结果表明，在具有（没有）侧面外来水源干扰的沟渠断面，沟渠径流氮浓度增加
（降低）速度要超过磷含量的增加（降低）速度；沟渠径流 NH 4 + -N 浓度下降速度要
快于 TN，沟渠径流 NO 3 - -N 浓度的变化规律不明显，总体有波动稍增趋势；沟渠径
流 NH 4 + -N 含量的下降速度要快于 TN，降雨结束后，沟渠径流 NO 3 - -N 含量总体有波
动稍增趋势；不同断面径流中 TN、NH 4 + -N、NO 3 - -N 和 TP 浓度的变异系数为：下游
＞上游＞中游；TP 变异系数最大，在 48.32-113.66%之间；NO 3 - -N 变异系数最小，在
9.71-20.24%之间。
关键词：农业非点源污染；侵蚀产沙过程；N、P 流失过程；调控；汉江中游