春季解冻期,反复的冻融作用破坏土壤稳定性,降低了土壤抗蚀性,为确定冲刷条件下冻融坡面侵蚀产沙时空分布特征和冻融坡面水流含沙量的主要影响因子。本文通过2个(10°、15°)坡度、4个(4.5L/min、6.5L/min、8.5L/min、10.5L/min)流量和4个(2cm、5cm、10cm、15 cm)起始解冻深度组合进行野外径流冲刷试验,观测径流宽、流速、径流深、接取沙样、观测浑水体积。利用稀土元素(REE)示踪技术,测定沙样中稀土元素的浓度计算各示踪区产沙量,分析冻融坡面产沙时空分布;运用灰关联方法、逐步回归方法分析水流含沙量主要影响因素及其响应关系,取得的主要结果如下:(1)得出了冻融坡面产沙量时空变化特征相同初始解冻深度条件下土壤侵蚀产沙量随着坡度和流量的增大而增大,坡面第一坡段发生侵蚀最大,占总产沙量的68.24%,第3坡段产沙量一直趋于平稳状态;坡度相同时,侵蚀产沙量随着起始解冻深度和流量的增大而增大;冻融坡面侵蚀产沙量沿坡面方向和沿土壤深度方向逐渐降低;La元素示踪区产沙量随时间变化呈先增大后减小的趋势,其他各稀土元素示踪区产沙量随侵蚀时间变化的趋势与La元素示踪区产沙量的变化趋势基本一致。(2)得出了冻融坡面含沙量变化特征在冻融坡面冲刷过程中,各坡段水流含沙量随时间变化趋势都是呈先增大后减小最后趋于平稳的趋势,第一坡段水流含沙量占水流总含沙量的68%~72%,第二坡段水流含沙量占水流总含沙量的74%~89%,第一坡段水流含沙量占水流总含沙量的94%~100%。(3)提出了冻融坡面水流含沙量主要影响因子灰色关联分析得出第一坡段各影响因子与水流含沙量关联度大小顺序为:流速>坡度>单位水流功率>弗劳德数;第二坡段各影响因子与水流含沙量关联度大小顺序为:流速>坡度>单位水流功率>弗劳德数;第三坡段各影响因子与水流含沙量关联度大小顺序为:流速>弗劳德数>坡度>单位水流功率;坡面各影响因子与水流含沙量关联度大小顺序为:流速>坡度>弗劳德数>单位水流功率。(4)得出了冻融坡面水流含沙量预测模型冻融坡面水流含沙量与其影响因子均呈线性关系,第一坡段建立了基于流速、流量、单位水流功率和弗劳德数的水流含沙量计算方程(R~2=0.96);第二坡段建立了基于流速、流量、弗劳德数和单位水流功率的水流含沙量计算方程(R~2=0.89);第三坡段建立了基于弗劳德数和单位水流功率的水流含沙量计算方程(R~2=0.768);对全坡面建立了基于流量、初始解冻深度、弗劳德数和单位水流功率的水流含沙量计算方程(R~2=0.914)。