鉴于铁路建设项目土石方工程量大、扰动地表频繁及施工高峰期水土流失监测难度大等特点,本研究采用实地观测和人工模拟降雨实验两种方法对不同降雨强度、不同坡度条件下的路基和堆弃土的水土流失特征进行研究,定量描述了铁路项目路基与堆弃土水土流失特征,为铁路工程的水土流失监测及其防治效果评价和水土保持设施竣工验收提供重要的依据,为铁路建设水土流失发生发展规律及其防治技术的研究提供理论基础。主要研究结果如下:1、实地观测水土流失及影响因子,确定人工模拟雨强和坡度(1)水土流失影响因子降雨侵蚀因子:降雨集中在6月~9月,69.0%以大雨和暴雨的形式产生;侵蚀性降雨最大雨强在20~60mm/h之间,确定人工模拟雨强为20、40、60mm/h。坡度因子:路基边坡坡度为29.7°和33.7°,确定模拟坡度为30°、35°;堆弃土边坡坡度在20°~40°之间,最大坡度38.2°,确定模拟坡度为20°、30°、40°。扰动地表状况:路基区扰动土地面积610.20hm2,弃土(渣)场区扰动土地面积112.33hm2;路基区开挖土石方939万m3,填筑土石方955.7万m3;堆弃土量673.8万m3,主要为弃渣(少石多土)、弃土。(2)水土流失动态变化原地貌土壤侵蚀强度为微度,土壤侵蚀模数<200t/km2.a;路基与堆弃土自然恢复期土壤侵蚀模数较施工期显著降低,路基坡面水土流失形式主要为雨滴击溅侵蚀和面蚀,堆弃土坡面水土流失形式主要为沟蚀。(3)降雨与水土流失相关性降雨量和土壤流失量呈线性正相关关系,自然恢复期降雨量和土壤流失量相关性明显高于施工期,相关系数达0.8774。2、分析了路基区水土流失特征(1)产流时间随降雨强度、坡度的增加而减小。(2)降雨强度对径流量的影响极显著,不同降雨强度对坡面径流量影响的差异性极显著:在坡度相同时,径流量随降雨强度增加而增加;在降雨强度相同时,20mm/h、40mm/h条件下,径流量随坡度的增大而减小;60mm/h条件下,径流量随坡度增加而增加。(3)降雨强度和坡度对产沙率的影响极显著,产沙率随着雨强、坡度的增大而增加,且雨强、坡度越小,产沙率达到稳定的时间越长,波动性越小。随着降雨强度的增加,由坡度差异造成的产沙率的变化越来越小。(4)土壤侵蚀量随雨强、坡度增加而增加。随雨强增大,坡面侵蚀形式由雨滴击溅侵蚀向沟蚀发展。随着雨强增大,坡度因子对总侵蚀量的贡献率降低。60mm/h条件下,降雨强度对总侵蚀量的贡献率超过坡度达到63.0%。3、分析了堆弃土水土流失特征(1)在相同降雨强度条件下,产流时间随坡度的增加而减小;在坡度相同时,20°和40°坡度条件下,产流时间随着降雨强度的增大而减小,30°坡度条件下,产流时间随降雨强度先减后增。(2)降雨强度、坡度对径流量的影响极显著,不同雨强、30°与40°坡度对径流量的影响差异性极显著;径流量随着雨强的增大而增加,20mm/h降雨强度条件下,径流量随坡度的增大先增后减;40mm/h、60mm/h降雨强度条件下,径流量随坡度增大而减少。(3)降雨强度和坡度对堆弃土坡面产沙率的影响均为极显著;20mm/h、40mm/h条件下,坡度为影响坡面产沙过程的主要因素;60mm/h条件下,降雨强度为主要因素。(4)堆弃土临界坡度在30°~40°之间:在坡度为20°时,总侵蚀量随着降雨强度的增加而增加;坡度为30°和40°时,总侵蚀量随着降雨强度的增加先增后减,且40°坡度在不同雨强条件下的总侵蚀量的差异明显大于30°坡度。