陕北黄土区切沟密集,地形支离破碎,地形与植被共同作用下土壤水分状况较为复杂。土壤水作为陆地水资源的重要组成部分,也是地表水-地下水-大气水相互转化的纽带。切沟是黄土高原典型的地貌单元,它的发育不仅切割地表、破坏耕地,而且淤积河道、填塞水库。研究地形破碎区土壤水分时空分布特征,有助于评估黄土坡面土壤水库功能,深入认识黄土高原地形破碎区干层的分布格局。本文通过对六道沟流域地形破碎区3条分水线上15个测点的土壤剖面水分状况进行长期定位观测,分析深层土壤水分时空动态、干层分布格局及土壤有效水时空分布特征。得出以下结论:(1)生长季0~3 m土层土壤水分亏缺,生长季后1.2 m以上土层亏缺水分得到补充,但该深度以下土壤水分含量未得到恢复,其中2.6~6.4 m深度范围缺水严重,流域分水线土壤水分含量出现明显的垂直分层现象;各观测点土壤含水量随深度的分布曲线、极值出现深度和干层深度范围不同,剖面干层随各分水线走向表现出不连续分布的特点;分水线干层平均起始深度为2.03 m,厚度为0.4~8 m,干层土壤含水量均值为9.03%,干层厚度与起始深度和干层土壤含水量均呈负相关关系。(2)观测期内干层厚度具有明显增大、缓解和大幅减小的动态特征,表现出干层发育的复杂性;干层厚度和干层内土壤含水量Spearman秩相关系数均值分别为0.95和0.90,具有强烈的时间稳定性,在一定程度上符合永久性干层的特征;破碎地形对干层预测精度有一定影响,但仍能取得可接受的预测效果。(3)随土层深度的增加,土壤储水量变异系数先增加后减小,0~1 m土层土壤储水量时间变异性最小,7~8 m土层最大;6~7 m土层土壤储水量均值与变异系数呈正相关关系,0~3 m土层二者呈凸型二次曲线关系,其它土层二者呈凹型二次曲线关系;观最大蒸散量出现在2016年9月,占同期降水量的77.11%;土壤水分含量减少现象发生比例为68.42%;空间尺度上,随干层内土壤含水量的增大,土壤有效水空间异质性减小,其含量先减小后增大。干层内土壤含水量空间异质性越大,土壤有效水空间异质性先增大后减小,能够被植物吸收利用的水量越丰富。时间尺度上,干层内土壤含水量越大,土壤有效水空间异质性先减小后增大,而含量水平逐渐增大。干层内土壤含水量空间异质性越大,土壤有效水空间异质性越大,其含量越小。