坡面水土流失是坡面侵蚀的必然结果,而无论是在流域自然阶地形成的非连续性坡面或者开挖过程中形成的连续坡面,一定强度的降雨过程中,坡面土壤本身不同水流入渗率及土粒团聚结构特性会使坡面表现出不同径流变化规律及产流产沙相应机制,并造成土壤颗粒、泥沙沉淀搬运及携带氮磷养分输出相互制约影响的过程,而坡面截排水沟的布置形成的水系结构结合池、凼配套的蓄水体系,对于实现坡面侵蚀减少、水土流失控制及季节性农业用水调节效果已经有较成熟的示范验证,但在暴雨情况下坡面水系排水沉沙效果不佳仍然是坡面截排水布置的设计难题,本研究在认识自然水文系统的水流流动方式的基础上,为改善坡面水系分段拦蓄径流泥沙的调控效益,设计以改变坡面水流出流过程而布置的土槽模型坡面,以无截排水布置坡面(CK)为对照,借助人工模拟降雨试验,对比探究坡面集中汇流(T1)和分散分流(T2)两种不同的控制排水措施下的坡面产沙产流过程的影响机制和作用效果,发现截排沟的布置会通过分段截留、阶段性排水时间差改变坡面单位径流量过程变化,且在径流率变化过程中坡面不同粒级颗粒选择性搬运以保持坡面土壤微团粒结构实现坡面截流及拦沙效益,并最后表现在径流泥沙氮磷输出浓度减小及全量养分和有效性养分随径流泥沙流失特征的控污效果。同时通过交互性试验研究发现,汇流与分流不同的控制截排水效果随坡度的变化也表现出相异的变化规律,并在不同用地类型坡面存在不同对比关系,主要研究结果如下：(1)在坡耕地土壤坡面,T1、T2均能显著减缓径流变化率,相较CK消弱径流率在短时间内急剧增加,延缓增加历时至21min,降低径流增长速度31.16%～60.03%,增加径流率随径流历时变化的对数拟合系数(R2>0.85)实现径流过程的稳定分配,同时通过减小泥沙富集率变化范围显著消弱径流挟沙能力,减低土壤流失微团聚体变化的临界粒级(5um),具体表现为T1较T2不仅更能显著的减小微团聚体变化的临界粒级,泥沙富集率变化范围显著减小为0.576～1.563,保持大粒级微团聚体,这有利于全量养分流失量受坡度因子影响程度减小,但径流中养分如全氮及有效氮的平均输出浓度均表现为T1>T2,说明T1有利于减小泥沙中各形态氮磷流失富集比,而T2有利于消弱径流各形态氮磷输出浓度随径流历时的变化波动程度及减小坡面径流养分的平均流失量。(2)由于土壤结构的改变和土壤抗蚀能力的提高,土粒在径流发生更多的沉积,荒草地产沙产流动态过程表现出不同的变化规律,在5°～10°坡面,T2在减弱因大粒级相对增加“粗骨粒”现象时,又不造成小粒级微团聚体的大量减少,T1、T2在于减小1000-50um粒级土粒的崩解迁移(11.31%,21.78%),且T2相较CK减小径流率51.72%、58.95%,减流效果较T1明显,当坡度增加到15°坡面呈现相反规律,由此可以表明,在荒草地坡面截排水方式对减流减沙机制的影响并不存在对应关系,其中T1有利于减小排水因子与坡度因子的交互效应对径流产生的影响,T2更有利于消减坡度与排水因子对产沙过程的影响,从而使T1坡面径流全量养分在随径流流失量相对较小,而有效性氮和有效磷的径流与泥沙中的平均流失总量在分流(T2)措施下较CK减小程度更大。(3)在有林地土壤坡面,T1、T2对土壤径流分配调节效果在5～10°的缓坡较明显,径流率与降雨历时拟合程度较高,而两种控制排水方式消减径流含沙率峰值的效果并不明显且两者之间不存在显著差异,在林地土粒本身较重条件下容易出现中小粒级微团聚体不同位置的差异性沉降,T1、T2排水因子使得坡面产流过程与产沙过程均会出现明显的一致性,但T1由于能保持土壤复粒及单粒的阶段的沉积和补充,有利于调节有效养分输出浓度变化。故为实现不同立地类型坡面水沙的稳定调控,要依据坡度和土地利用类型,合理选择不同截排水沟控制排水布置方式。