皇甫川流域位于黄土高原北部，属于多沙粗沙区，水土流失严重。淤地坝在流域的水土流失治理中具有蓄水拦沙、淤地造田等作用，可有效减少入黄泥沙。淤地坝还具有记录小流域侵蚀产沙的历史过程及特征信息的特点，并利用这一特点研究流域侵蚀产沙强度变化及泥沙来源，对开展无资料区的土壤侵蚀研究具有十分重要的意义。本文通过对皇甫川流域1:5万地形图及两期遥感影像解析研究，结合实地考察，定量分析了流域淤地坝的时空变化特征；选取流域下游的典型“闷葫芦”坝杨家沟淤地坝作为本次的研究对象，通过挖取剖面获取淤积信息，结合1:1万地形图，建立库容曲线，分析计算各沉积旋廻层的淤积量，结合降雨数据对应旋廻层的形成年份，分析该区域侵蚀产沙强度的变化；在该小流域采集泥沙源地样品，利用复合指纹识别技术研究坝控小流域的泥沙来源。取得以下主要结果：1.分析了皇甫川流域不同时期淤地坝建设概况。对流域1976年地形图、1990年和2007年两期遥感影像进行解析，三个时期流域淤地坝数量分别为：392座、445座、504座；1976～1990年间新增233座，年均新增16座；1990～2007年之间新增了172座，年均新增10座；对流域三个时期坝地分布图研究显示：2007年和1990年淤地坝分布变化不大，与1976年时期相比，增加了较多的控制性骨干坝和以坝系形式出现的小型坝地；在坝地的分布区域上，2007年和1990年基本一致，与1976年相差较大。2.分析了典型淤地坝剖面沉积旋廻层泥沙颗粒级配。多数采样层的泥沙颗粒粒径特征中不均匀系数在5～10且曲率系数在1～3之间，属良性，各个采样层的泥沙粒径多集中在0.002～0.05mm之间；对各旋廻层的胶泥层及粗砂层泥沙中值粒径分析，由下到上，剖面旋廻层泥沙颗粒粒径有细化趋势；比较三个不同剖面同一深度的粒径级配发现，砒砂岩较多的支沟所对应的三号剖面中粗沙较多，黄土和风沙土较多的支沟所对应的二号剖面中粗沙含量较少，距坝体较近的一号剖面中细粒径泥沙含量最多，三个不同位置的粒径区间对比，体现出淤地坝具有淤粗排细功能。3.确定了库容曲线，根据剖面淤积信息分析了小流域内侵蚀产沙强度的变化。根据典型坝剖面沉积旋廻层与时间的对应关系，将剖面的淤积过程分为1996年～2003年和2003～2011年两个时期；根据该坝高程-累积库容曲线，计算两个时期的年均侵蚀模数分别为2003.79t/km~2·a和1292.22t/km~2·a；消除两个时期不同降雨量对侵蚀模数的影响，研究小流域两个时期单位降雨量下侵蚀模数为6.158t/km~2·a·mm和3.204t/km~2·a·mm。近年来，频繁的人类活动，加大了水土保持措施实施力度，致使该小流域的侵蚀产沙强度有所减小。4.确定了复合指纹参数指标，定量分析了坝控小流域泥沙来源。通过对该小流域泥沙源地黄土区的坡耕地、草地和裸岩地所采集样品中多种元素进行判别分析，筛选出Cu、Pb、P、La、W、Er和Cs为最佳识别因子组合。使用复合指纹识别技术中的最优多元混合模型，计算剖面旋廻层中泥沙源地的贡献，使用加权算法计算三个源地整体的泥沙贡献率，结果表明：剖面淤积物中35.6%的泥沙来源于坡耕地，24.7%来自草地，39.7%来自于裸岩地，其中，该区域坡耕地面积只有总面积的5.5%左右，裸露裸岩地仅为总面积的9.5%左右，而草地面积所占比例较大，为85%左右。对最佳指纹识别因子中各个因子进行相对平均偏差分析知：除了Cu、Cs和W指标误差在10%～20%之间，其余指标的误差均在10%以内。