黄河中游地区是黄河泥沙的主要来源，水土流失面积占总面积的71％，严重的水土流失使泥沙淤积下游河床，影响水资源的合理配置和有效利用，不仅恶化了生态环境，也制约了当地经济的发展。 该研究以黄河流域中游典型小流域——甘肃天水罗玉沟流域为例，在流域特定的地理环境下，通过分析流域径流泥沙发生发展规律，同时对水沙发展过程进行必要的概化、假设，选择构建出了基于GIS的黄河中游水沙模型。通过模型能够实现流域次降雨径流泥沙的定量模拟，为水土保持治理、水土资源综合利用提供数据支撑。该模型以土壤侵蚀原理、泥沙运动力学、水文学、GIS空间分析原理与技术以及质量守恒原理为理论基础，以分布式模型空间离散化和参数化为该模型构建和分析实现的主导思想。 该模型主要分为两部分：产汇流模型和产沙模型，其中，产汇流模型又分产流和汇流两个子模型。产流子模型包括降雨、植被截留、地表入渗三部分，采用超渗产流模型结合霍顿下渗方程，基于网格计算流域产流情况。汇流子模型则以一维圣维南方程运动波理论为基础进行推导确定，结合地形分析所得汇流结果，求得流域网格内的流速、水深、径流量等。产沙模型直接以径流挟沙量作为产沙量，通过现有挟沙力公式计算径流挟沙力和产沙量。 该研究选择构建的模型主要涉及地形、下垫面(土地利用类型、土壤类型、植被)、降水等因子及参数。这些因子及参数运用GIS原理与方法，基于网格数据提取和确定。该研究选取2001年典型次降雨实测数据进行模型模拟验证，将径流泥沙计算数据与其实测数据运用统计分析学方法，进行误差和相关性分析，结果表明：模型模拟的径流泥沙量与实测结果具有较好的相关性，相关系数达到0.86以上，径流量的模拟效果优于产沙量，模拟结果具有一定的可靠性，能够为黄河流域中游地区典型小流域水土保持治理、水土资源综合利用提供决策支持。