覆被坡面水流水动力学特性及其坡面水沙运动过程是水力侵蚀研究的动力学基础也是当前研究的热点。但由于植被、降雨、地形、土壤等多因素影响,坡面水沙调控机制复杂,加之降雨条件下薄层水流观测手段不完善,目前植被对坡面水沙调控机制的研究尚存疑颇多。本文通过开展室内模拟降雨试验,分析草被覆盖度和格局影响下的坡面水流水动力学参数历时过程及其均值变化规律,构建降雨条件下覆草坡面水流阻力模型;探究覆盖度和格局对坡面产流产沙特征的影响,建立坡面侵蚀率与水流强度指标的耦合关系;探讨草被对坡面水沙的调控效应;阐明不同草被格局下坡面侵蚀泥沙的输移和沉积规律。该研究成果可为黄土高原坡面水沙调控治理及生态环境高质量发展提供理论依据和科学支撑。得到主要研究结果如下:（1）分析了坡面水流水动力学参数对草被覆盖度和格局的响应规律。平均流速和Darcy-Weisbach阻力系数范围分别为0.01-0.27 m s-1和0.21-5.42。水流流态均属层流,随坡度增加,流型由缓流向急流转（?）。平均流速趋于稳态阶段所需时间整体上与草被覆盖度、Lf（草被格局参数）呈正相关。雷诺数、弗劳德数趋于稳态阶段的时间总体上与Lf呈负相关。雷诺数均随降雨历时先急剧增加后趋于稳定。草被覆盖度越大,历时波动幅度越小。高草被覆盖度、菱形、阶梯和横向草带格局下的弗劳德数随降雨历时先减后稳,其余情况下呈相反趋势。相同坡度和雨强下,平均流速、雷诺数和弗劳德数分别随草被覆盖度和Lf呈指数和幂函数递减。流态指数m范围为0.315-0.899,m值与草被覆盖度和Lf呈正比与雨强呈反比。阻力系数整体上均随着降雨历时先减后稳,坡面阻力历时波动幅度随覆盖度、Lf增大而减小。阻力系数与草被覆盖度和Lf呈指数函数关系。雷诺数越大,坡面阻力系数越小。最后本文构建了包含颗粒阻力、形态阻力和降雨阻力的坡面阻力模型。（2）探究了覆被坡面产流产沙过程特征并建立其与水流强度指标的耦合关系。径流率随降雨历时的变化趋势分为两个阶段,先增加后趋于动态稳定,入渗率总体上均随降雨历时先减后稳,侵蚀率历时趋势受坡度影响而异,不同覆盖度和横向草带下含沙量随降雨历时先减后稳,其余条件下趋势相反。径流率、侵蚀率、含沙量趋于稳态阶段时间总体上与覆盖度、Lf正相关。径流率、侵蚀率范围分别为0.22-2.40 L m-2?min-1和7.48-48.63 g m-2?min-1,含沙量减幅为29.5%-45.2%。径流率、侵蚀率、含沙量分别随覆盖度、Lf呈指数和幂函数递减。雨强越大,越易使土壤表面形成结皮层。侵蚀率与水流功率及断面单位能量呈极显著正相关。侵蚀率与水流剪切力、水流功率分别呈幂函数和指数关系。基于过水断面单位能量建立的侵蚀率指数模型预测效果最佳。（3）阐明了草被格局对坡面侵蚀沉积物粒度分布及其输移规律的影响。粘土颗粒的沉积受控于原始土壤和草被分布,其有效粒径含量仅占3.55%-13.06%。在裸坡、随机、棋盘斑块和竖向草带下,细粉和沙子颗粒含量分别随降雨历时减小和增大,在阶梯和横向草带下则呈相反的变化趋势。此外,沙子和细粉颗粒含量与水流功率分别存在正、负线性关系,表明水流功率对沉积物颗粒的影响存在阈值。侵蚀沉积物颗粒的富集程度受草被分布和雨强影响显著。雨强为60 mm h-1时,较细颗粒（粘土和细粉）会在裸坡坡面作为团聚体优先富集;沙子级别的颗粒则在竖向、阶梯和横向草带坡面作为团聚体被富集,随机和棋盘斑块的侵蚀沉积物粒度分布与原始土壤接近。粗粉颗粒则始终以初级颗粒运移。当雨强增大至120 mm h-1时,沙子颗粒被富集,粘土颗粒仅在随机斑块和阶梯草带下被富集。（4）探明了草被覆盖度和格局对坡面水沙的调控效应。草被缓流效应、减水效应、减沙效应和含沙量调控效应分别为-19.81%-86.68%、-10.12%-75.83%、-23.53%-70.62%和-10.38%-62.01%。缓流效应分别与草被覆盖度、Lf呈对数和指数正相关。减水效应分别随草被覆盖度、Lf的增加呈指数和对数递增。坡面减沙效应、含沙量调控效应均随草被覆盖度、Lf的增加呈对数递增。60%草被覆盖度可作为坡面减水效应临界值。减水、减沙效应大小次序为横向草带＞阶梯草带＞菱形格局＞随机斑块＞棋盘斑块＞竖向草带。竖向草带加剧坡面土壤侵蚀的程度。雨强和坡度增加导致缓流、减水、减沙、含沙量调控效应分别减小22.3%-48.6%、13.5%-46.1%、25.9%-52.1%、38.5%-68.3%和16.7%-56.6%、24.7%-44.5%、62.7%-63.0%、39.1%-51.2%。