小流域产沙量与其影响变量之间的定量化的数学表述。小流域产沙模型主要用于预估在自然因素及人类活动作用下，小流域产沙量的量值及其变化，为进行小流域水土保持规划、治理、沟壑工程设计和估算水土保持措施的减沙效益提供科学依据。

小流域产沙模型是在野外定位观测和流域自然地理调查的基础上，对影响土壤侵蚀和流域产沙的基本因素及机制进行系统分析，确定模型结构，优选所需的参数，经模拟检验修正后，在无泥沙测验资料的地区推广应用。

类型

小流域产沙模型有两类：①根据概率论及数理统计建立的多元回归产沙量经验方程；②用半经验半成因方法结合流体力学、泥沙运动力学模拟侵蚀和输沙过程的机理性数学模型。

研究状况

（1）流域产沙量经验模型。它是长期实践中发展起来的一种估算方法，考虑的基本因素有：气候水文（降水量、雨强、气温、径流量、洪峰流量），地形（起伏度、海拔、流域长度、流域面积、排水网密度等），土壤，地质，土地利用及植被等。各国研究成果较多，如美国对地处亚热带湿润区的艾奥瓦、内布拉斯加等州的140余条实验小流域，对地处半干旱中纬度地带的科罗拉多等州的170余条小流域进行了大量计算分析，建立了许多经验性回归模型。所取变量有总侵蚀量（沟蚀及面蚀）、降水量、流域面积、裸露土壤百分比、水库年限、流域阻滞效应等。用通用土壤流失方程与泥沙输移比相结合的方法来估算产沙量，这是欧美各国在估算缺乏泥沙资料地区应用较广的一种方法。但是这种方法不能全部反映沟谷和河道侵蚀增加的泥沙，所以不适用于沟蚀严重的地区。中国对黄土高原地区小流域产沙量的经验方程作了较多研究。由于在同一侵蚀类型区内小流域存在着较好的水沙关系，所以多以径流为基本因素，并适当考虑流域地形、植被及土壤可蚀性等主要因素。例如中国科学院西北水土保持研究所、黄河水利委员会和北京林业大学水土保持学院等，都曾采用黄土丘陵沟壑区的小流域资料和大量淤地坝调查数据，分别建立了产沙预报模型。

（2）流域产沙机理模型。它是由互相关联的流域径流和流域土壤侵蚀、沟道泥沙输移两个子模型组成。其中，径流子模型多采用经验方程，如美国土壤保持局的径流模型或霍顿产流模型。流域土壤侵蚀、泥沙输移子模型是产沙模型的核心，除采用通用土壤流失方程或修正的通用土壤流失方程外，重点研究了模拟侵蚀和输移过程的机理。如美国的迈耶（L.D.Meyer）及维希迈耶（W.H.Wischmier）在1969年将侵蚀和输移的全过程分解为降雨分离、径流分离、降雨输移及径流输移4个过程，并用一组数学方程来定量表述。美国M.尼吉夫于1967年建立的斯坦福泥沙模型；西蒙斯（D.B.Simons）等人1975年在科罗拉多州立大学建立的水流和泥沙演进模型，均包括下述4个主要过程，即拦截、渗透、地表径流的水流推算和地表径流的泥沙推算。地表径流的水流可根据水流连续方程、运动波方程推算。地表径流的泥沙可根据降雨击溅和地表径流造成的土壤分离量推算，并假定它是雨强的函数；冲刷质和推移质的输移量可用泥沙运动力学中推移质和悬移质公式相比拟的修正公式。中国清华大学和原陕西机械学院等也曾研制过类似模型。由于对地表侵蚀和泥沙输移机制还缺乏详细研究，并缺乏率定和验证模型的详细资料，流域机理性产沙模型还未达到实际应用阶段。