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坡面的土壤侵蚀、水土流失问题,已经成为了制约农业发展及灾害形成的主导因素,不但关系着农业生产、江河湖泊的利用整治,更是涉及到了整个区域的生态环境和经济的可持续性发展。本实验通过在石匣小流域选取坡耕地小区、大水平条措施小区、鱼鳞坑措施小区、人工种草措施小区、梯田措施小区和裸地对照小区,在天然降雨条件下进行产流产沙特征分析,并对水质总磷流失量(TN)、总氮流失量(TP)、化学需氧量(COD)三个污染指标输出量进行监测,将径流深、径流系数、产沙量、TP、TN、COD分别与降雨量数据进行相关性分析,探究不同径流小区的产流产沙规律及特征,并选取最优的水保措施,研究结果表明:(1)降雨是坡面侵蚀产沙的根本原因,对于水土流失及面源污染的影响较大,因此收集研究区的多年降雨数据,得出降雨变化趋势,并对未来的降雨趋势进行预测,在1970-2015年间,7-8两个月的降雨趋势总体下降,降雨量减少,七月份的降雨量在45年内的波动比较大,且七月的平均降雨量大于八月平均降雨量,降低趋势总体不显著;在降雨年际变化监测中,降雨量极差为537.6mm,年际降雨量的变化趋势M-K分析显示为降低趋势,趋势不显著;当汛期降雨总量增大时,除人工种草措施小区外,其他五种措施小区的降雨总量和产沙总量间均存在线性关系,且大水平条措施小区两项数据在0.05级别(双尾),相关性显著;坡耕地、鱼鳞坑、梯田和对照裸地均在0.01级别(双尾),相关性显著。(2)不同的水土保持措施对小区产沙、产流的控制较裸地对照组有积极作用。通过分析显示,降雨量与径流深间存在显著的正相关线性关系;降雨量与径流系数分析中,鱼鳞坑、梯田措施小区、坡耕地、对照组的径流系数与降雨量间存在相关关系,其他小区并未呈现相关性,本实验中降雨量对径流系数影响不大;产沙量与径流深间存在正相关线性关系。在径流削减过程中,各小区减流率数值分别为:坡耕地措施33.98%、大水平条措施86.41%、鱼鳞坑措施79.61%、人工种草措施80.58、梯田措施83.50%;削减泥沙输出过程中,其减沙率数据分别为:坡耕地措施52.53%、大水平条措施84.91%、鱼鳞坑措施93.54%、种草措施95.77%、梯田措施97.25%;坡耕地综合侵蚀产沙、产流两个发生过程,削减效果最优良的措施是梯田措施,当降雨量增加时,削减径流、泥沙效果明显,其次为鱼鳞坑措施,因此在考虑实际布设中应该着重使用这两种措施。(3)在不同降雨条件下,将每个小区的降雨量和各项污染指标量进行相关分析显示,氮污染指标输出量与降雨量之间存在正相关线性关系;在大水平条措施小区、鱼鳞坑措施小区、人工种草及梯田措施小区,磷污染指标输出量与降雨量间存在正相关线性关系,坡耕地、对照组未显现出相关性,COD污染指标量与降雨量间存在正指数关系;氮污染输出量消减率由强到弱分别为:梯田措施小区90.18%、鱼鳞坑措施小区83.73%、大水平条措施小区80.77%、人工种草措施小区80.59%;磷污染输出量消减率由强到弱分别为:鱼鳞坑措施小区92.91%、梯田措施小区92.13%、大水平条措施小区87.82%、人工种草措施82.24%;对于径流中有机质污染指标量COD的消减率四个小区均超过了50%,由强到弱分别为:梯田82.3%、人工种草措施73.52%、大水平条措施58.8%、鱼鳞坑措施58.47%。综合三项污染指标量的削减率,总体消减污染物输出量效果最好的措施为梯田措施、其次为鱼鳞坑措施,大水平条次之、最后为人工种草措施。