目前有关黄土高原小流域尺度各项水土保持措施拦截土壤营养成分的现场观测资料尚未见报道，只有坡面径流小区不同植被、坡耕地、裸地营养成分流失规律的径流小区观测资料，但应用这些观测数据进行小流域水环境效应的定量计算时，必须考虑水土流失现象的尺度效应问题。

我们通过对黄土高原小流域的调研和已有观测资料的收集情况，选定了流域面积尺度适中、土壤地貌具有代表性、具备定量计算分析基础资料条件的3个小流域作为重点研究对象，即黄土丘陵沟壑区的韭园沟小流域（流域面积70.7km2）和砖窑沟小流域（流域面积29.16km2）、黄土高原沟壑区的南小河沟小流域（流域面积36.3km2）。这3个典型小流域处于黄土高原侵蚀最严重的区域，各项水土保持措施很有代表性，数据观测资料比较全面，观测历史也比较长，其中韭园沟流域和南小河沟流域都从20世纪50年代就开始建立数据观测站。针对3个小流域，分析各类水土保持措施对水资源和水环境的作用，建立水土保持的水资源和水环境效应评估技术体系。

一方面，采用成因分析法，以年为时间尺度，对韭园沟和南小河沟流域各类水土保持措施的拦水拦沙效应和对氮、磷、有机质分布的影响进行评估分析。区别于较大尺度流域的水环境分析，除了一年内有限几次的大暴雨时段外，两个小流域主沟道内的常流水流量很小，而且没有关于主沟道径流和地下水水质的观测资料。本研究拟通过各类水保措施年拦截泥沙的总量，乘以该类地块表土中元素含量的方法，来计算水保措施对水环境的影响，即

式中：WRn为小流域中某类水土保持措施拦截的土壤营养物质量，t；WRs为某类水土保持措施拦截的泥沙质量，t；C为该类水土保持措施地块表土中土壤营养物的含量，%。黄河水土保持绥德治理监督局通过现场取样分析，得出各类水土保持措施地块土壤中氮、磷和有机质的含量，如表3.1所示。(www.daowen.com)

表3.1　韭园沟流域不同水土保持措施地块土壤肥力统计

① 根据研究者所掌握的资料，目前还没有关于黄土高原典型小流域草地土壤肥力的观测统计资料。本研究根据韭园沟灌木地、乔木地的肥力观测值以及刘国彬等人的关于灌木地、乔木地和草地的营养元素流失径流小区试验成果进行推算获得。

另一方面，分别采用SWAT和AnnAGNPS模型，针对韭园沟流域和砖窑沟流域特征场次的降雨，比较在不同治理程度条件下，水、沙以及氮、磷和有机物等在小流域的空间分布和运移，以此分析水土保持的水资源和水环境效应。