我国山区地质环境复杂多样,构造活动强烈,生态环境脆弱,加之频繁发生的极端降雨事件,使得我国山区地质灾害频繁发生,其中泥石流灾害因其分布范围广,发生频率高、造成的损失大,科学有效地防治泥石流灾害成为国家的迫切需求。生态工程治理是防治泥石流灾害的重要手段之一。然而,纵观国内外已有研究,目前针对生态工程治理泥石流灾害的防治效应的定量化研究尚处于初步探索阶段,特别是缺乏针对地区特殊自然禀赋而设计的泥石流防治的生态工程研究非常匮乏,导致生态工程在泥石流灾害治理方面没有发挥应有的作用。因此,本文以白龙江中游具有代表性的泥石流沟小流域——构林坪流域为例,联合使用SWAT模型和BASEMENT模型,以2020年8月17日泥石流事件为原型,完成了从流域地表水文过程到泥石流启动和运动的全过程模拟。并以此为基础,针对泥石流灾害防治设计了37种生态工程模式,选用泥石流流深、流速等动力学参数和泥石流强度指数,在流域、坡面、沟道和断面多个尺度上,定量评判了不同生态工程模式对泥石流灾害的防灾效应,为白龙江流域中游泥石流灾害防治的生态工程设计、实施和构建完整的泥石流生态防治体系提供科学依据与技术支撑。本文获得的主要结论如下:（1）通过对SWAT模型进行参数敏感性分析,明确指出对构林坪流域模拟结果具有较高敏感性的参数有:径流曲线参数、基流衰退系数、地下水滞后时间、浅层地下水径流系数、地下水再蒸腾系数等。采用SWAT模型开展构林坪流域的日流量过程模拟,日模拟校准过程的确定性系数~2为0.76,纳什系数为0.71,日模拟验证过程的确定性系数~2为0.70,纳什系数为0.69。（2）通过对BASEMNET模型进行参数敏感性分析,确定了类似构林坪流域生态地质环境背景的泥石流动力过程模拟敏感程度较高的参数设置条件。其中计算域的最大网格面积选择为10m~2,沉积物破坏角的角度选择为7°,推移质系数的选择为1.0。（3）通过将SWAT模型和BASEMNET模型联合使用,模拟了构林坪2020年“8.17”山洪泥石流事件,获得了泥石流流速与泥石流流深等关键参数,并选择泥石流强度指数（Debris flow intensity index）定量评判泥石流的危害程度。结果显示最大泥石流流深达4.712m,位于2号小沟与主沟交汇后的第一个弯道处;最大泥石流流速达4.762m/s,位于构林坪流通堆积区中段跨桥处;泥石流沟内最大泥石流强度指数为20.19m~3/s~2,位于构林坪流通堆积区中段跨桥处。（4）从坡面治理、沟道治理以及将坡面治理与沟道治理相结合的三个方面设计了生态工程模式。其中,分别以“退耕还林还草”、“自然植被恢复”、“保护耕地”为治理准则设计了31种坡面治理模式;以植被缓冲区宽度为变量设计了3种沟道治理模式;基于沟道治理与坡面治理的模拟结果设计了全流域综合治理模式。（5）模拟分析了以“退耕还林还草”为准则的18种生态工程模式情景下构林坪2018-2020年年均地表径流深。结果表明,所有治理模式情景与现状情景相比都有效降低了流域年均地表径流深。其中,治理效果最好的情景是S12情景（6°-25°坡耕地退耕为灌丛,25°以上坡耕地全退耕为林地）,此情景的年均地表径流深为45.60mm,比现状情景减少了17.24%。比较分析坡度条件相同而植被类型不同的2组模式,发现在P1坡度组合情景下,年均地表径流深为林地情景（S2,47.99mm）＜灌丛情景（S1,47.99mm）;坡度为P2坡度组合情景下,年均地表径流深为灌丛情景（S5,47.34mm）＜草地情景（S6,48.15mm）。说明生态工程治理效果为:林地情景最优,其次为灌丛情景,其三为草地情景。（6）以“8·17”泥石流事件为现状情景,模拟31种坡面生态工程情景下最大泥石流强度指数的变化,对比分析了各种生态工程模式对泥石流的遏制作用。主要结论如下:a)对比以“退耕还林还草”为准则的18个生态工程模式的模拟结果:所有情景与现状相比,最大泥石流强度均有所降低。其中,S12情景的最大泥石流强度指数最小,其数值为8.00m~3/s~2,相比现状情景减小了60.38%。对比坡度条件不同而植被覆盖范围不同的模式有:林地情景（S2,10.36 m~3/s~2）＜灌丛情景（S1,12.62 m~3/s~2）;灌丛情景（S5,10.14 m~3/s~2）＜草地情景（S6,11.02m~3/s~2）。由此可以看到生态工程治理效果最好的为林地情景,其次为灌丛情景,草地情景最差。b)对比以“自然植被恢复”为准则的6个生态工程情景的模拟结果:选取构林坪流域8月17日下午15时主沟道上的断面3和断面4,发现所有生态工程情景与现状情景相比,2个断面的最大泥石流流深、流速、及最大泥石流强度指数得到了有效降低。其中,断面3和断面4的最大流深与最大流速排序一致,均为Z6＞Z5＞Z4＞Z1＞Z3＞Z2,说明Z2情景（6°-15°坡面草地恢复为灌丛,15°以上坡面草地全恢复为林地）的治理效果最佳,Z6情景（6°-25°坡面灌丛恢复为林地,25°以上坡面草地全恢复为灌丛）最差,但也达到了较好的治理效果。此外,Z2情景降低泥石流强度的效果最好,其泥石流强度指数为9.09m~3/s~2,与现状情景相比减少了54.98%,Z6情景的防治效果最差,其泥石流强度指数为18.36 m~3/s~2,与现状情景相比减少了9.06%。c)对比以“保护耕地”为准则的7个生态工程情景的模拟结果:对所选取的断面3和断面4进行分析,发现所有生态工程模式情景与现状相比,2个断面的最大泥石流流深、流速、及最大泥石流强度指数得到了有效降低,最大流深与最大流速排序均为M3＞M5＞M1＞M4＞M6＞M2＞M7,说明M7情景（构林坪流域6-25°裸地改为草地,原有草地改为林地,25°以上退耕为林地,草地改为林地）的治理效果最佳。从最大泥石流强度指数来看,M7情景的治理效果最佳,该情景下最大泥石流强度指数为11.70 m~3/s~2,与现状情景相比减少了24.02%。（7）在构林坪流域百年一遇的降雨的条件下,模拟了泥石流流通区与堆积区沟道内植被缓冲区宽度分别为1m（B1）、3m（B2）、5m（B3）3种生态工程情景的防治效应。结果显示,相对于无植被情景,三种生态工程情景对泥石流均具有治理效果,且依此为B3＞B2＞B1。4种情景下最大泥石流强度指数为:无植被情景＞B1情景＞B2情景＞B3情景,较无植被情景,B1、B2、B3情景减小率达分别达31.79%、40.1%、52.60%。说明生态工程治理效益随着植被区域的增加呈现出减小的趋势。（8）基于以上结论,优选了坡面治理、全沟道治理以及二者相结合的全流域综合治理的3种模式,模拟分析了各模式情景下的泥石流防治效应。结果显示,对比现状情景,3种治理情景均有效降低了泥石流的最大流深、最大流速和最大泥石流强度,而综合治理情景效果最优。综合治理情景下的最大泥石流强度指数为8.54 m~3/s~2,与现状情景相比,减小率达57.68%。综上所述,本文构建的SWAT模型和BASEMNET模型的联合模拟方法,可定量模拟泥石流事件全过程,这在沟道尺度上定量评价生态工程防治效应提供了新思路;本文设计的所有生态工程模式均能有效降低泥石流规模和危险程度,起到遏制泥石流灾害的作用。这些研究成果可为科学有效治理白龙江流域及类似泥石流高发区泥石流灾害提供理论依据和技术支撑。