研究土壤类型和坡度对坡面侵蚀过程的影响可为因地制宜治理坡面水土流失和建立土壤侵蚀模型提供理论支持。本文以黄土区主要土壤(塿土、黑垆土、黄绵土和砂黄土)为研究对象,基于模拟降雨试验和三维激光扫描技术,对比了黄土区主要土壤类型和坡度对坡面片蚀和细沟侵蚀的影响,揭示了坡面细沟侵蚀动学机理。主要研究结论如下:(1)分析了土壤类型对坡面片蚀径流量和片蚀量的影响。在土壤容重和降雨量相同条件时,90 mm/h降雨强度下黑垆土坡面径流量分别是同坡度塿土和黄绵土坡面径流量的1.0~1.2和1.2~1.6倍,前者片蚀量分别是后二者的2.1~2.2和4.6~5.5倍;120 mm/h降雨强度下黑垆土坡面径流量分别是同坡度塿土和黄绵土坡面径流量的1~1.3和1.3~1.5倍,前者片蚀量分别是后二者的1.2~1.8和3.8~4.5。在相同土壤容重和降雨历时相同时,90 mm/h降雨强度下黑垆土坡面径流量分别是同坡度塿土和黄绵土坡面径流量的1.0~1.2和1.3~1.4倍,前者片蚀量分别是后二者的2.1~2.2和5.1~6.7倍。(2)对比了不同土壤类型下坡度对坡面片蚀径流量和片蚀量的影响。在土壤容重和降雨量相同时,坡度由10°变化到25°时,三种土壤类型下坡面片蚀量增加1.8%~129.2%;90 mm/h降雨强度下坡面片蚀量增加幅度排序为黑垆土>塿土>黄绵土,而120 mm/h降雨强度下,其增加幅度排序为黑垆土>黄绵土>塿土。在相同土壤容重和降雨历时相同时,坡度由10°变化到25°时,三种土壤类型下坡面片蚀量增加1.0%~129.2%;90 mm/h降雨强度下,坡面片蚀量增加幅度排序为塿土>黑垆土>黄绵土,而120 mm/h降雨强度下,其增加幅度排序为黄绵土>黑垆土>塿土。(3)探讨了土壤类型和坡度对片蚀过程稳定阶段侵蚀速率的影响。在土壤容重相同时,坡度由10°增加至25°时,90 mm/h降雨强度下塿土、黑垆土和黄绵土坡面稳定阶段的侵蚀速率分别增加12.0%~102.4%、10.2~76.6%和30.6%~117.7%,120 mm/h降雨强度下塿土、黑垆土和黄绵土坡面稳定阶段的侵蚀速率分别增加12.5%~113.5%、60.2%~135.2%和11.3%~30.7%。雨强对稳定阶段侵蚀速率的贡献率大于60%,而坡度对稳定阶段侵蚀速率的贡献率随坡度的增加而增大。建立了稳定阶段侵蚀速率与土壤类型、降雨强度和坡度的关系式,且验证结果表明其决定系数和纳什系数分别为0.96和0.92,说明其具有较高的预报精度。(4)分析了土壤类型和坡度对坡面细沟间侵蚀和细沟侵蚀的影响。在黑垆土坡面的跌坎出现时间迟于同坡度砂黄土坡面1.5~17.7 min;其总径流量是同坡度砂黄土坡面的1.5~3.5倍,而砂黄土坡面的总侵蚀量是黑垆土同坡度坡面的1.3~1.7倍。黑垆土和砂黄土两种土壤类型下坡面侵蚀量皆随坡度的增加呈先增加后减小的趋势,二者的转折坡度分别为23°和21°。细沟侵蚀贡献率随坡度增大而增大,黑垆土坡面坡度由15°增加为25°时,细沟侵蚀贡献从48.84%增加至73.78%,砂黄土坡面坡度由10°增加至25°时,细沟侵蚀贡献从7.7%增加至76.78%,砂黄土坡面细沟侵蚀贡献高于同坡度黑垆土坡面细沟侵蚀贡献率。(5)探讨了坡面侵蚀的水动力学机理。平均单位水流功率是与黑垆土和砂黄土坡面的平均输沙率关系最优的水动力学参数,关联度分别为0.7969和0.5823,平均输沙率与平均单位水流功率呈线性关系。