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流域侵蚀与产沙是当今世界重大的生态环境课题，由它所导致的水土流失问题已经成为困扰农业可持续发展和当地人民脱贫致富的主要障碍。
我国是世界上水土流失最严重的国家之一，水土流失面积占国土总面积的38.2%。在我国水土流失的地区之中，黄土高原地区最为严重。
黄土高原地区东起太行山，西迄日月山—乌鞘岭—贺兰山一线，南达秦岭，北至阴山，面积达64万km 2 。黄河流经以陇中、宁北、陕北、山西为中心的黄土高原地区核心典型地带。由于该区气候干旱，暴雨集中，植被稀疏，土壤抗蚀性差，加之长期以来乱垦滥伐和污染等人为的破坏，导致黄土高原成为我国乃至全世界水土流失最严重、面积最大的地区。黄土高原地区的土流失面积达45万km 2 ，占其总面积的70.9%，每年向黄河下游河道输沙16亿t （近年为12.8亿t），占整个黄河向下游河道输沙量的80%，是造成黄河下游河道成为举世闻名的“地上悬河”的重要原因。
严重的水土流失，造成该区域地表破碎，沟壑丛生，生态恶化；严重的水土流失，造成该区域土地沙化，土壤肥力流失，土地贫瘠，粮食及作物广种薄收，区域经济发展滞后，人民群众生活贫困；严重的水土流失，还对黄河下游河道的防洪和河道稳定构成了极大威胁。
我国黄土高原地区降雨年内分布极其不均（主要集中于5—9月），降雨往往以场次暴雨的形式出现，而且仅由这几个月的场次暴雨所产生的水土流失量就占全年的80%以上。这一特性说明黄土高原地区的水土流失特点是：①水土流失大多源于场次暴雨事件，侵蚀多发生于场次暴雨历时过程中，因此以月平均或日平均降雨量为尺度来计算该地区对应的水土流失量，其结果多有偏颇；②降雨强度和下垫面条件的时空分布不均匀。
我国目前现有的径流产沙模型多数为集总式模型（Lumped Model） ［1］-［3］ ，即把各种不同的影响参数进行均一化处理，并对流域径流泥沙过程的空间特性进行均化模拟，模型结果一般不包含流域径流泥沙过程空间特性的具体信息。这些集总式模型大多采用经验统计方法，具有结构简单、使用方便的特点，但针对黄土高原地区降雨强度和下垫面条件的时空分布不均这一特点，集总式模型存在一些结构性的缺陷。
随着计算机技术的快速发展和地理信息系统（GIS）的引入，为数据的储存、提取、处理和计算提供了快捷、方便的手段，从而让分布式模型（Distributed Model）的发展及应用吸引了越来越多研究者的兴趣 ［4］-［6］ ，国内很多学者也对此进行了研究。这些研究大多集中于流域产汇流水文模型方面，还较少应用于流域侵蚀产沙模型方面。
分布式模型充分考虑了流域内各个影响因子的空间差异性，它将流域网格化为多个连续的单元，不同单元的流域因子不同，但每个单元的流域因子近似相同。基于这个特点，分布式模型可以反映流域的空间差异性和时空变化过程，也可对流域的任一单元进行模拟和描述，并把各单元的模拟结果扩展为全流域的输出结果；因此它能更恰当地模拟流域的时空过程，模拟结果的可信度也较高，但它所需数据量也较大。
具有物理基础的分布式流域侵蚀与产沙模型正是由于考虑了自然物理过程及下垫面条件等影响因素的空间分布性，能较好地反映不同的下垫面时间空间分布状况和人类活动等对流域侵蚀产沙的影响，是当前流域侵蚀产沙学科的前沿研究领域和未来发展方向。
淤地坝是黄土高原地区防治水土流失十分重要和有效的一种水土保持工程措施。它是由400多年前的“天然聚湫”起源 ［7］-［10］ 而逐渐演变形成的，也是广大人民群众在长期的生产实践和同水土流失的斗争中不断探索和创造的智慧结晶，并被当地群众形象地概括为“沟里筑道墙，拦泥又收粮”。实践证明，淤地坝在治理水土流失，改善生态环境，促进农村增产增收和经济可持续发展，以及减少入黄泥沙，实现黄河下游河道稳定等方面发挥着重要的作用。
然而，由许多淤地坝所组成的坝系在减水减沙整体配置上并不协调。以往在黄土高原地区大量修建的基于“水沙不出沟”理念的“闷葫芦”式淤地坝存在很大的水毁风险。原因之一就在于上游淤地坝拦截了几乎所有的水沙，导致下游淤地坝控制的流域来水来沙锐减。一旦上游垮坝，淤地坝多年拦截的水沙有可能“零存整取”，容易出现下游淤地坝连续发生垮坝的“穿糖葫芦”现象 ［11］-［13］ 。