通过坡面和小流域土壤流失与侵蚀影响因素间的物理成因关系分析，以揭示坡面及各级沟道小流域水土流失规律，估算在一定条件下的土壤流失量或产沙量，为进行水土保持规划、工程设计和治理提供数据。

在土壤流失量评价和估算中，对从不同面积上因侵蚀而实际流失的土壤数量，采用如下科学术语：凡地表土壤或土体在降雨、径流和风等外营力及水力与重力综合作用下发生位移的侵蚀强度称作土壤侵蚀率；凡在特定时段小试验区因侵蚀而实际流失的土壤数量，称为土壤流失量；但是在土壤侵蚀和输移过程中，只是一部分泥沙被径流挟带进入沟槽和河道，因之在给定时段内，通过流域一定断面上流出的总泥沙量称为流域产沙量。

土壤流失量估算，始于20世纪40年代初，但土壤流失的野外定位观测工作于20世纪初就开始了。美国学者麦勒（M.F.Miller）于1917年在密苏里大学建立了世界上第一批侵蚀小区。到了30年代中期，美国土壤侵蚀试验站便由起初的10个发展到44个。苏联1921年建立了诺沃西里斯克土壤保持试验站。随着观测资料的大量积累，对土壤侵蚀发生发展机理认识逐步加深。从40年代起，美国、苏联等国家的一些学者先后从土壤侵蚀现象的定性描述进入定量关系的研究。初期研究主要是寻求降雨和地形因子，如降雨强度、坡度、坡长的侵蚀关系式，代表人物有津格、穆司格莱夫（Zingg，Musgrave）等。50年代中期，美国的威斯奇迈尔（WH.Wischmeier）史密斯（D.D.Smith）等学者系统地分析了美国30多年来大量的小区观测资料，于1965年提出了通用土壤流失方程。这是土壤流失预报方面的一个重大发展。60年代以来，由于应用了系统分析的原理和方法，以及采用电子计算机技术，导致土壤侵蚀数学模型的建立和发展。模型意义就是把一些经验规律做出物理解释，用严密的数学方式表达出来，再把各个水文过程综合起来，形成全流域水沙平衡的逻辑计算系统。它使土壤流失估算进入了一个新的发展阶段。

中国自1942年建立天水水土保持实验区以来，至80年代初，全国水土保持站所达70余处，各试验站所观测并积累了大量资料。近年来，土壤流失量估算的研究工作也取得了进展。

土壤流失估算，主要指水蚀而言，它包括：坡面土壤流失量估算和小流域产沙量估算。估算方法，可归纳为以数理统计为主的侵蚀影响因素的相关方程或多元回归方程和以物理成因为基础的土壤侵蚀数学模型两种基本途径。后者又包括确定性模型与随机性模型。确定性模型：系指相同的输入往往会产生相同的输出，而不是服从任何的概率定律。随机性模型：是指系统的变量具有概率分布，需要应用概率理论。还有所谓黑箱子模型，它只要求系统的反映，不涉及系统状态，即主要集中在输入或输出的关系上，而不涉及系统中转化的物理过程。

此外，根据模型所描述的对象又可分为面蚀模型、沟蚀模型、块体运动模型和径流输沙模型等。基于实测资料统计分析而获得的经验相关方程预报方法，一般能较好地反映研究地区的情况，因此这个研究途径一直受到重视，建立了许多适用于一定区域性的经验方程，但它的自变量和因变量，都指单事件，不是过程，不能外延。

目前各国对确定性数学模型研究较多，且都是在最初的迈耶和威斯奇迈尔的坡面水蚀数学模型与尼吉夫的斯坦福产沙量数学模型的基本原理的基础上，加以不断地充实和发展，但由于侵蚀过程复杂性和侵蚀输移机制研究方面的限制，目前这类数学模型仍处于研究阶段，还不能作为一种运算工具推广应用。土壤流失量估算的发展趋势，主要是侧重于侵蚀的产沙数学模型的研究。今后的研究重点是：加强地表侵蚀和泥沙输移沉积过程的研究，为建立基于物理成因的数学模型提供理论依据；并向包括降雨径流、侵蚀与沉积、土壤养分流失和水质污染及农业生产等方面因子的综合模型发展。把野外定位观测与建立模型的研究有机地结合起来，通过实测径流泥沙资料来检验模型的结构参数，以达到推广实用要求。