选用Landsat TM、环境星CCD、SPOT4 和资源三号卫星影像等多源地学数据，通过人机交互式解译和修订土地利用与梯田数据，提出用相邻图幅递进回归分析法消除NDVI时相差异后反演植被盖度，构建起退耕还林还草面积比例、植被盖度均值变化量和有效梯田累计保存面积比例3 个坡面特征变化指示参数后，运用综合聚类分析和多要素贡献率模型研究黄河中游多沙粗沙区的流域坡面水保措施变化特征。结果表明：（1） 1998-2010 年间研究区内流域坡面水保措施变化显著，平均退耕还林还草面积比例为5.55%，平均林草植被盖度均值增加20.63%，平均有效梯田累计保存面积比例达6.25%；（2） 多要素水保措施变化共同作用下的流域坡面变化特征主要有7 种类型，即植被盖度变化主导型、植被—土地变化主导型、土地—植被变化主导型、植被—梯田变化主导型、梯田—植被变化主导型、梯田面积变化主导型和多要素变化共同主导型；（3） 不同类型的空间分布存在一定的地貌背景差异，后续研究应结合流域坡面变化特征及其地貌格局来优化配置水保措施，并合理估计水沙模型模拟的敏感性参数。

利用2011 年第一次全国水利普查中4157 座骨干坝数据、1989 年陕北淤地坝调查中1640座中小坝数据，分别计算了1950-2011 年期间骨干坝、1956-1989 年期间中小坝的逐年平均淤积比例，得到截至2011 年，1980 年前修建骨干坝的平均淤积比例基本稳定，平均值为0.77，1980 年后开始逐渐下降；截至1989 年，1980 年前修建中小坝的平均淤积比例基本稳定，平均值为0.88，1980 年后开始逐渐下降的变化趋势，确定平均淤积比例0.77、0.88 分别为骨干坝、中小坝拦沙能力失效的判断标准。利用陕北淤地坝调查数据计算得到的骨干坝拦沙功能失效判断一致；在无定河、延河流域，水文站输沙数据的变化趋势与淤地坝是否拦沙显著相关。最后从淤地坝工程结构的角度，剖析了排水排沙位置的改变是判断标准形成的原因。

大尺度植被冠层截留降水定量模拟与分析是揭示气候变化和人类活动综合作用下区域水沙变化机制的重要研究内容。以黄河中游河口镇—潼关区间为研究区，耦合遥感等空间数据与植被冠层截留估算模型，利用地面监测站点降水数据、GLASS叶面积指数遥感数据和地理信息空间分析技术，定量模拟和分析了黄河中游20 世纪80 年代以来3 个典型年份的地表植被冠层截留降水及其时空变化特征。结果表明：（1） 20 世纪80 年代以来,特别是20 世纪末实施的生态修复政策，使得黄河中游叶面积指数显著提高,植被覆盖明显改善；（2） 20 世纪80 年代以来，黄河中游植被冠层截留降水发生了明显变化，1984 年、1995 年和2010 年研究区植被冠层截留降水量区域年平均值分别为19.57 mm、13.66 mm和22.68 mm，截留率分别为3.24%、3.32%和4.92%；（3） 黄河中游植被冠层截留降水特征及其变化受降水特征和地表植被状况共同影响，其中，降水量是决定植被冠层截留降水特征的控制性因素，而叶面积指数年际变化是影响植被冠层截留降水特征变化的主要因素。

暴雨中心的空间分布是影响小流域暴雨洪水过程模拟精度的关键要素。不同模型构建方式对降雨空间异质性的响应差异很大，选择恰当的水文模型构建方式对提高模型计算效率，减少降雨空间异质性对模型的影响从而提高预测精度具有重要意义。为此，本文基于刘昌明提出的适用于黄土高原超渗产流机制的LCM （Liu Changming Model）模型，分别构建了集总式、半分布式和全分布式的暴雨—径流模型，旨在比较分析不同模型构建方式对于降雨空间异质性的响应及其对模拟精度和计算效率的影响。结果表明：分布式构建模拟精度最高，纳什效率系数达到0.81，相关系数达到0.82；集总式构建计算时间最短；相比较而言，半分布式构建方法纳什效率系数达到0.78，主峰值模拟精度分别达到76.1%和65.8%。总体上，全分布式构建方法模拟精度最高，集总式计算耗时最短效率最高，半分布式在保持较高模拟精度的同时也具有较高的计算效率。

中国东北黑土资源以土壤肥沃、有机质含量高、土质疏松、最适宜耕作而闻名于世。长期以来,由于人类的过度垦殖和不合理耕作, 造成大规模的水土流失,侵蚀沟不断切割地表,蚕食耕地,冲走沃土,降低了大型机械的耕作效率。侵蚀沟研究是土壤侵蚀研究的重要组成部分,在遥感和GIS 技术支持下,选取黑龙江克拜地区作为典型研究案例,以侵蚀沟密度为主要指标,分析了研究区侵蚀沟密度的动态变化、侵蚀沟变化的高程分异特征、坡度分异特征、坡向分异特征以及侵蚀沟变化与地貌类型的关系,揭示了典型黑土区50多年来侵蚀沟的动态变化特点和空间分异规律。