黄土塬是黄土高原受现代沟谷切割后保存下来的黄土堆积高地。塬面地势高且平坦宽阔,周边被地势较低的侵蚀沟谷包围,侵蚀沟向塬面中央溯源侵蚀,是造成塬面不断萎缩的主要原因。在汛期,强烈的降水在塬面汇聚形成径流,自高向低排入沟谷,导致沟头、沟坡和沟道受到强烈的水力冲刷。这一现象在董志塬尤为典型。董志塬是黄土高原黄土层连续厚度最大、面积最广、保存最完整的塬面。随着城市化进程的加快,塬面地块的硬化面积逐年增加,塬面汇水能力也不断增强,加快了溯源侵蚀的进程。位于董志塬西峰区西侧的火巷沟,已经延伸到市区腹地,已经严重影响了城市的发展和居民的生产生活安全。本论文以甘肃省董志塬火巷沟为研究对象,以塬面下沟径流为切入点,研究土地利用变化与冲沟溯源侵蚀的关系。基于遥感、地理信息系统和Soil and Water Assessment Tool（SWAT）分布式水文模型,定量分析了1995-2015年火巷沟流域土地利用变化与地表径流变化。鉴于火巷沟流域缺乏径流的实测数据,无法通过实测流量对水文模型参数进行校准,本文选取包含火巷沟流域在内的马莲河流域为研究对象,构建水文模型,利用马莲河流域水文站实测流量数据对水文模型参数进行率定。在此基础上,利用率定后涵盖火巷沟流域的模型,定量评估土地利用变化对促进火巷沟溯源侵蚀的贡献,为正确处理人地关系和优化“固沟保塬”项目设计提供参考。主要研究内容和成果如下:（1）利用遥感、地理信息系统技术对马莲河流域遥感影像进行解译,得到不同时间（1995、2005、2015年）的流域的土地利用数据,全面分析了马莲河流域及其子流域——火巷沟流域的土地利用变化。马莲河流域的主要土地利用类型为耕地和草地,在1995、2005、2015年三期土地利用数据中,耕地和草地占流域总面积的比例依次为90.51%、88.53%、88.32%。流域内土地利用类型的转移集中于耕地、林地和草地之间,其中耕地向林地转换的面积最多。证明“退耕还林”工程对当地生态环境保护取得了一定的成效。作为马莲河流域中的子流域,火巷沟流域的主要土地利用类型为耕地和草地,在前述三期土地利用数据中,耕地和草地面积之和占子流域总面积分别为74.17%、68.46%、64.66%。流域内土地利用类型的转移集中在耕地和建设用地之间:1995-2015年间共计有2.63 km~2的耕地转变为建设用地,占子流域总面积的9.1%。增加的建设用地主要分布在火巷沟头的塬面上。沟头附近的耕地逐渐演变为建设用地,2015年时火巷沟沟头的土地利用类型几乎全部转变为建设用地。（2）根据SWAT模型的输入要求构建马莲河流域基础数据库,主要包括研究区的土地利用、气象、地形和土壤数据。基于数字高程模型进行地形分析,对流域进行划分,最终将马莲河流域划分为77个子流域,1050个水文响应单元。选择28个和径流相关的参数,使用模型率定软件SWAT-CUP对模型参数进行多次迭代,筛选出敏感性较高的12个参数参与模型率定。以马莲河流域计算出口雨落坪水文站2008-2018年实测流量数据为基础,对SWAT模型进行率定并进行模拟结果验证。率定期和验证期决定系数（R~2）、Nash-Sutcliffe系数(ENS)分别为0.84、0.73和0.73、0.68,说明SWAT模型在马莲河流域具有较高的模拟精度,结果可以准确反映径流的变化趋势。（3）利用率定后的SWAT模型,在假定气候条不变的条件下,模拟了1995、2005、2015年土地利用情况下火巷沟小流域的径流。结果表明,在1995、2005、2015年土地利用状况下,火巷沟流域年均地表径流分别为12.17 mm、16.28 mm、19.38 mm,汛期年均地表径流分别为9.95 mm、13.14 mm、15.56 mm,即径流深度逐渐增加。火巷沟沟岸平均宽度在1995、2005、2015年分别为302.4 m、318.0m、377.6 m,表明因土地利用改变造成的径流变化与沟岸宽度的变化具有正相关关系。火巷沟沟头塬面城市化造成的建设用地面积的增加,导致下沟径流量的增加,加速了沟头溯源侵蚀的进程。因此“固沟保塬”治理工程中,应当高度重视塬面径流的控制和资源化利用,特别是在硬化地面密集的中心城区。