全球气候的变化,资源的枯竭及生态环境的恶化,使人类陷入了生态困境。严重威胁着人类的生存和可持续发展的是环境污染,森林破坏,土壤侵蚀和荒漠化等一系列问题。世界各国既要发展工农业生产又要进行基础建设,大量破坏自然植被,造成土地退化严重和水土流失加剧。水土流失破坏了土地资源,导致土地生产力下降,直接制约了农业的持续发展和生态环境的保护。因此,为了防止水土流失,研究输沙过程的规律十分重要。城市小流域泥沙输移研究的重点在于流域气候、地形地貌和人类活动,这也是影响流域径流和产沙的主要原因。人类活动加剧了下垫面的变化,从而影响了泥沙的输送和沉积,它还导致流域的水沙特征和输沙过程发生重大改变。泥沙淤积和输沙量的计算能为我们合理地管理和使用土地资源提供重要的科学依据,不同降雨条件和土地利用类型是影响地表径流的产生和承载能力的主要原因。所以,降雨量分布与流域土地类型之间存在一定的内在规律。虽然现在对流域降雨与土壤侵蚀关系的研究有很多,然而,现有的研究主要是探讨土壤侵蚀量的变化。本研究从多个尺度上观察了城市小流域降雨径流和泥沙输移过程中径流、侵蚀泥沙和泥沙粒径分布的变化。揭示小流域地表径流和输沙通量及其分布规律。本课题使用HEC-RAS软件建立水力学模型和泥沙模型,以进行沉积物输移分析和计算,通过对模型的研究和计算得到泥沙输移过程的规律变化,所得研究成果对城市小流域泥沙输移规律的研究具有重要的现实指导意义。论文研究成果如下:(1)论文标定了梧桐山流域的浊度-含沙量线性关系式。降雨量越大,流域产流越快,流量也越大。此时水流挟沙力强,水流浊度大,含沙量也高。同时泥沙迁移量大,泥沙总量的增长幅度也更大,造成河底淤积情况更严重。(2)由于泥沙会随着水流从河道上游向下游迁移,所以河道上游沉积物较少,河底淤积量也较小;河道中游沉积物逐渐增多,河底淤积量也会增大;河道下游沉积物最多,河底淤积量也达到最大。在2019年9月和两场暴雨中,各断面的淤积深度和淤积量从上游到下游呈上升趋势。(3)淤积深度和淤积量在出口处会有一定的减小,在2019年9月和两场暴雨情况下,淤积深度和淤积量在桩号220断面和200断面都很大,反而在出口桩号80断面有所减小。(4)因为河道拐弯处地形发生了变化,水流经过时沉积物会出现明显增多的情况,同时河底淤积量也会明显增大,所以淤积部位主要集中在河道地形发生变化的地方。在2019年9月和两场暴雨情况下,上游弯道处桩号3700断面、中游弯道处桩号2000断面、下游弯道处桩号1000断面,相比其附近断面淤积深度和淤积量都较大。(5)由于20190828场次暴雨的降雨量远大于20190801场次暴雨,从而径流量也更大,水流挟沙力更强,泥沙沉积速度和启动速度都更快。所以20190828场次暴雨每个断面的淤积深度和淤积量都远大于20190801场次暴雨。对比两场暴雨淤积总量的增长幅度,发现淤积量的增幅也是随流量的增大而增大的。(6)降雨引起的产流产沙是城市小流域产流产沙总量的主要贡献源。城市小流域产流产沙较少,泥沙随水流迁移量也很小,所以河底淤积量也很小,不会有严重的淤积情况,故不会出现冲击河床、河道改道等现象,也不会对下游造成太大影响。