基于黄土丘陵区的延安燕沟多年监测资料,通过对燕沟流域的降雨、径流、及其不同土地利用方式下土壤水分等时空分布特征分析,明确了黄土丘陵区降雨的时间、空间分布具有显著差异性。降雨量在6~9月相对集中,年际、月际变异大;同时次降雨量、月降雨量均存在显著空间异质性,如降雨量沿燕沟沟道变化及坡向分异。径流特征是降雨及其下垫面特征的综合反映,3月左右由于气温上升,河道解冻,径流量出现小高峰,雨季后2个月出现最大高峰水量。对径流的利用则由于供水/需水时间错位,利用主要集中在枯水季节(4~6月),土壤水资源由于地形、降雨、植被覆盖等的差异性,特别是植被差异性利用,则存在时空异质性。土壤水分在雨季后1~2月在0~150cm形成高值期,150cm以下的土壤恢复缓慢。植被差异利用形成了土壤水分剖面不同:梯田>草地>拧条林>拧条+五角枫林>沙棘林>刺槐林。根据对水资源系统分析,提出了流域水资源开发利用的对策:农作物适雨种植制度;植被空间合理布局;降雨、土壤水、径流三水联合御旱,提高水资源利用效率。