黄土高原北部水蚀风蚀交错地带,生态环境脆弱,土壤抗侵蚀能力弱,特殊的地形地貌特征及该地区半干旱气候特点,外加长期的农耕影响使得该地区已成为世界上水土流失最严重的地区之一。严重的水土流失不仅造成该地区水土资源的损失和浪费,也使日益严峻的水资源短缺问题成为限制该地区生态环境建设和经济发展的瓶颈。因此,采取有效措施控制该地区的水土流失,合理解决水资源问题,彻底改善黄土区生态环境势在必行。地表径流过程既是水力侵蚀区流域水文循环的重要过程,也是驱使流域诸多地表过程(如水土流失、污染物的运移等)发生的直接动力,地表径流与土壤侵蚀很多时候是同时发生并且相互作用的,二者有着密切的联系。因此研究黄土高原北部水蚀风蚀交错带的地表径流问题,如地表径流形成过程,空间分布和时间上的动态变化特点等,不仅可以为该地区水土流失预报及综合治理提供基础水文数据,也可以为该区水资源的准确评估和水资源的可持续利用提供基础数据,对于解决该地区生活用水及农业用水都具有重要意义。本文结合国家自然科学基金项目“雪被-农田土壤复合系统水热时空分异特征及互作效应研究”(NO.51279031)及国家自然科学基金项目“耦合融雪的分布式流域降雨-径流过程数值模型的研究”(NO.41271046),以黄土高原北部六道沟流域为研究区,基于运动波理论基础方程式,结合GIS技术构建了适用于黄土高原北部水蚀风蚀交错带沟壑地形典型流域的数值计算模型；在检验了模型的可适用性基础上,运用该数值计算模型对试验流域长期的降雨-径流过程进行了模拟与计算,通过对数值计算结果的全面分析,揭示出黄土高原北部沟壑区的径流特征,推求出该区年径流系数,研究成果可为黄土高原北部沟壑区地表水资源的准确评估提供准确的计算方法和基础数据。主要研究内容及成果如下：(1)流域降雨—径流过程的研究。通过对所选典型降雨—径流事件的综合分析,探求六道沟流域不同降雨强度、土壤状态条件下产流的方式及产流发生的必要条件；得出主要降雨因子与径流系数的相关关系。结果表明：在降雨历时、降雨量、平均降雨强度三个降雨因子中,降雨强度对径流系数的影响较明显,为最主要的因素,且其与径流系数呈正比例关系；降雨量、降雨历时和径流系数并不存在明显的相关性,只是存在轻微的反比例关系。(2)试验流域沟壑地形对降雨的反应特性研究。通过对研究区一条典型大冲沟沟顶、沟底处同期观测降雨数据的分析,揭示沟壑地形对降雨的不同反映特性。结果表明：研究区沟顶和沟底同期降雨的降雨量及降雨强度均存在较大的差别：沟顶和沟底单次降雨降雨量的最大差值高达39.2mm,单次降雨量的均值相差7.5mm；沟顶的降雨量及各时间间隔的降雨强度均大于沟底对应值的波动程度,沟顶及沟底同期降雨量、降雨强度各序列均存在较高的正相关性。(3)分布式流域降雨—径流数值计算模型的构建及精度检验。结合GIS技术构建了基于运动波基础方程式的降雨—径流数值计算模型,在验证了模型适用性基础之上,应用该模型对试验流域5年(2005～2009)的降雨径流过程进行了模拟和计算,并且推求了各计算年(2005-2009)的径流量和径流系数,5年平均径流系数为0.11,近似得出试验流域所在地区年径流系数约为0.10～0.15。