丘陵沟壑区为高土高原主要的地形地貌单元。土层深厚、地下水埋深大以及严重的坡面侵蚀等特点为黄土高原创造了特殊的水文过程。坡地在黄土高原乃至全世界的分布都非常广泛,其地下水研究以及降雨径流过程既复杂、难以理解,也极其重要,对理解地下水的补给以及河流沟道的排泄重要的作用。在黄土高原,坡地将降雨分为侧向的坡面径流和垂直的土壤水入渗。穿过植物根层的降水将补给到地下水;而坡面径流、流域储存的地下水以及土壤水在流域出口处汇合,进而达到对沟道溪水的补给。地下水补给关系到区域水资源的可持续发展以及水资源的可更新能力,同时也关系到人类的用水安全。了解黄土高原坡地的地下水补给通量以及补给方式,有助于我们更好的评估深层土壤水的运移方式以及区域地下水水资源量,从而为黄土高原的生态水文和土壤水文提供理论支撑。我们猜想:在研究区黄土高原丘陵沟壑区坡地,非饱和带的地下水主要补给方式为活塞流,同时其补给量很微小,但是却很重要。为了印证这个猜想,在2014年和2015年半干旱和半湿润流域的坡地上,我们共进行了7个深剖面土壤取样（15²0 m不等）。通过核爆后黄土高原土层中显著的的氚坡面来示踪坡地地下水补给及其控制因素。结果表明:每一个土层中都呈现良好的铃形氚剖面,显示出土壤水运移主要以活塞流的方式。氚峰值在半干旱的清涧园则沟流域位于9.3¹1 m,在半湿润长武王东沟流域为6.3⁷.2 m。7个剖面补给速率变化为22.9³1.9 mm yr^-1,达到长期降水量的4%⁷%,约为典型平地的54%。地下水补给主要是受土壤质地以及土地利用方式的影响,受到区域气候的影响较为微弱。在全世界,对土层深厚、植被覆盖度较低的流域径流来源的研究较少。国内外的研究表明流域储存的老水对沟道径流有着重要的贡献,在土层浅薄区域地下径流占有主导优势。我们选取黄土高原丘陵沟壑区作为研究对象,通过同位素（²H）和水化学示踪剂(Cl^-、SO₄^2-)来探究降水以及流域储存的深层土壤水或者地下水对沟道溪水的贡献。通过6场不等强度的降水、溪水的连续取样,及流域降雨前泉水和基流水取样分析,结果表明溪水的主要成分为降水,示踪剂的计算结果表明降水对溪水的最大贡献可以高达100%（²H）以及75%(Cl^-和SO₄^2-)。溪水的同位素随着降水有明显的波动,这表明了坡面的超渗产流过程主导研究区流域的径流过程。水化学示踪剂的研究表明沟道溪水多余的Cl^-来源于降水对土壤的表层矿物质溶解等过程。相对于同位素示踪剂,水化学示踪剂的结果会低估降水对径流水的贡献。本文的研究为黄土高原丘陵沟壑区径流的形成机制以及退耕还林还草对于流域水文过程的影响提供一定的参考价值。