在我国西北地区水土流失十分严重,不但存在水蚀,而且风蚀也十分严重,已经严重影响该地区农牧业生产。针对西北地区水蚀和风蚀都十分严重的现状,孙西欢教授提出了乔灌篱沟蓄法,该法可以有效的控制包括水蚀和风蚀在内的坡面土壤侵蚀,是一种适用于山西北部水土流失较为严重地区坡面水土流失治理的新方法,同时也是将水土保持工程措施和生物措施相结合的一种新的水土流失治理方法。本文采用试验与数值模拟相结合的研究方法,对乔灌篱沟蓄坡面降雨入渗产流系统运动进行研究,主要研究结果如下。(1)在自行研制的乔灌篱沟蓄沟道土壤水分运动试验装置的基础上,进行了乔灌篱沟蓄沟道土壤水分运动试验研究,结果表明水平和垂直湿润锋推进距离随着入渗时间的增大而增大,湿润锋的推进速度随着入渗时间的增大而减小,并且水平湿润锋和垂直湿润锋的推进距离与入渗时间有显著的对数关系；乔灌篱沟蓄沟道土壤水分在水平方向不同时间土壤含水率的分布趋势一致,均随着水平距离的增大而减小,入渗时间越长,土壤水分湿润的范围越大；在垂直方向不同时间土壤含水率分布趋势亦一致,均随着距蓄水沟沟底距离增大而减小,不同时间,土壤湿润范围不同,时间越长湿润范围越大。(2)根据乔灌篱沟蓄沟道土壤水分特点和土壤水动力学原理,建立了乔灌篱沟蓄沟道土壤水分运动二维数学模型,采用迦辽金有限元对二维土壤水分运动非线性偏微分方程进行求解,并采用试验结果对其进行验证,结果表明利用该方法进行模拟计算乔灌篱沟蓄沟道土壤水分运动过程是可行的。同时对不同入沟水量、沟底宽度、初始含水率、水平贮水管直径和水平贮水管埋深条件下乔灌篱沟蓄沟道土壤水分运动进行模拟计算,结果表明乔灌篱沟蓄沟道土壤水分二维分布规律一致,均是以蓄水沟和水平卧管为中心向四周扩散,距蓄水沟和水平卧管越远,土壤含水率越小；入沟水量越大、沟底宽度越大、初始含水率越大、水平贮水管直径越大和埋深越深,乔灌篱沟蓄沟道土壤水分湿润范围也越大；乔灌篱沟蓄沟道土壤水分二维分布可采用指数函数描述,其相关系数均在0.9以上。(3)在分析乔灌篱沟蓄坡面降雨入渗产流特性的基础上,建立了由模拟坡面产流的运动波模型和模拟坡面和沟道土壤水分运动的二维土壤水分运动方程组成的乔灌篱沟蓄坡面降雨入渗产流系统水分运动模型,并采用有限单元法对其进行求解。该模型同时考虑了坡面降雨产流和坡面水分入渗过程,二者采用强耦合模式进行结合,能同时模拟出坡面产流过程和坡面和沟道土壤中运动过程。并采用试验资料对模型进行研究,结果表明模型计算的径流过程和实测值吻合较好,计算和实测径流量之间的误差比较小,最大不超过10%,由此可见本模型可以用来模拟坡面降雨产流过程。(4)运用乔灌篱沟蓄坡面降雨入渗产流系统水分运动模型,对不同坡度、糙率、前期土壤含水率、雨强和雨量条件下坡面产流进行分析,结果表明坡度越大,坡面产流量越大；坡面糙率越大,产流量越小；前期土壤含水率越大,坡面产流量越大；降雨强度越大,坡面产流量越大；降雨量越大,坡面产流量也越大。坡面产流量与坡度、糙率、前期土壤含水率、雨强、降雨量呈显著乘幂关系,相关系数均在0.9以上。