本文利用高时间分辨率粒子图像测速系统（TRPIV）,对同一流速下（0.26m/s）三种不同壁面（沟槽超疏水复合壁面、超疏水壁面和亲水壁面）的湍流边界层在流法向平面内的瞬时速度场进行了实验测量。通过对平均速度剖面的拟合计算了不同壁面的壁面摩擦系数,发现超疏水壁面与沟槽超疏水复合壁面相对于亲水壁面分别产生了14.6%和20.7%的减阻效果。通过对比分析湍流边界层在三种壁面上的湍流脉动强度,发现法向湍流脉动强度在三种壁面上无明显变化,而在y+（27）150的区域的同一法向高度上流向湍流脉动强度在沟槽超疏水复合壁面上相对于平板壁面的减小程度比超疏水壁面更高。为了进一步研究不同尺度的湍流脉动在不同壁面的变化情况,本文采用了基于傅里叶变换的空间滤波方法,将瞬时脉动速度场分解为空间流向波长大于?的大尺度部分和波长小于?的小尺度部分,发现超疏水壁面和沟槽超疏水复合壁面对大尺度流向湍流脉动强度的抑制作用可以到达y+=150的法向位置,而对小尺度流向湍流脉动强度的抑制作用只能到达y+=100的法向位置。通过空间互相关的方法对法向位置为0.1?处的分尺度后的大小尺度湍流脉动速度分量的互相关系数进行了计算,发现超疏水壁面和沟槽超疏水复合壁面对大尺度相干结构的流向空间相干性会产生抑制作用。通过以顺向涡为条件的条件相位平均方法,发现超疏水壁面以及沟槽超疏水复合壁面在近壁区对顺向涡本身的运动存在抑制作用,并且该抑制作用主要体现在大尺度脉动速度的变化。而通过对比三种壁面不同法向高度的顺向涡强度值,发现同法向高度上平板壁面、超疏水壁面以及沟槽超疏水复合壁面的涡强度值呈现依次减弱的趋势,表明沟槽超疏水复合壁面比超疏水壁面能更有效的抑制近壁区涡结构的运动强度。最后通过以涡强大小为条件对湍流脉动速度进行条件平均分析,发现不管是大尺度还是小尺度,流向脉动还是法向脉动,正负脉动速度单独分开研究还是取平方综合考虑,它们都满足平板壁面、超疏水壁面以及沟槽超疏水复合壁面依次减少趋势。综合分析可以发现超疏水壁面以及沟槽超疏水复合壁面不仅能够减弱展向涡本身的运动强度,还能抑制展向涡对大小尺度脉动速度的诱导触发作用,双重抑制作用使得湍流对壁面摩擦阻力的贡献得到了有效降低,其中沟槽超疏水复合壁面比超疏水壁面抑制作用更强。