黄土高原地区水土流失严重,生态环境脆弱,尤其是砒砂岩区水土流失更加明显,严重影响了黄河下游两岸及临近区域的防洪安全。本论文以准格尔旗暖水乡砒砂岩区黄河一级支流皇甫川流域为研究区,进行植被调查、砒砂岩采样及其养分含量、物化特性、力学特性、微观形貌等分析,开展砒砂岩侵蚀岩性机理研究及砒砂岩治理模式研究及示范。结果表明:砒砂岩区主要本土植被有沙棘、柠条、沙柳、酸枣等,依据砒砂岩坡面的稳定性进行划分,将砒砂岩区坡面类型划分为8个单元,24种典型坡面。沟道沉积泥沙粒径明显较坡面泥沙颗粒粗,砒砂岩总体养分含量非常低,长石(钾长石+斜长石)含量在23%～56%,在当地恶劣的气候因素影响下,长石风化可能性高,容易破坏岩石结构而影响其抵抗侵蚀性能。蒙脱石含量波动范围为5%～28%,且白色砒砂岩含量明显低于其他颜色砒砂岩。方解石含量为1%～25%,其实质是在长期的水蚀作用下,岩体产生大量裂缝,方解石与其中的二氧化碳和水反应,从而形成碳酸氢钙并溶解流失,这也是引起方解石含量波动较大的原因。受到自然条件因素影响,当地长石易风蚀,方解石的易水蚀,而导致岩体无法有效的抵抗风蚀和水蚀,引发水土流失。红色砒砂岩抗剪强度随含水率变化发生明显的改变,总体变化趋势为随含水率增大先增大后减小,而白色砒砂岩抗剪强度则和含水率存在负相关关系,摩擦力和咬合力对其抗剪强度产生明显影响。红色和白色砒砂岩均级配良好,不过其粒径变化大,白色砒砂岩大部分为粗砂,颗粒存在很显著的棱角,颗粒间的摩擦力和咬合力达到较高水平;红色砒砂岩细砂比例高,且絮状结构很致密,滑动时抗剪强度主要受到黏聚力影响,不存在明显咬合摩擦效果。此外,论文提出了集材料-工程-生物措施与坡顶-坡面-沟道系统治理于一体的二元立体配置模式,模式中包含植被措施、固结措施、抗蚀促生措施、重力侵蚀治理措施、径流高效利用措施、淤地坝措施、柔性坝措施等,并在皇甫川支流纳林川右岸的一条二级支沟二老虎沟进行技术集成与示范,根据示范区径流小区的野外观测,布设抗蚀促生措施的治理小区产沙量减少91%以上,遥感图片显示植被区域面积明显增加,效果良好。