黄土高原地区侵蚀、养分流失现象严重。黄土坡面土壤养分随地表径流迁移是一个复杂的物理化学过程,受到多种因素的影响,准确的预测坡面养分流失量对流域管理、农业耕作指导有重要的意义。本文通过室内试验、野外试验、理论分析相结合的方法,研究降雨特性、土壤特性、地形条件、地表覆盖、施加PAM、施肥方式、地表微地形条件等对坡面养分迁移特征的影响,并提出描述坡面水分、养分传递的数学模型及参数确定方法。主要研究结果如下:(1)坡面径流量、产沙率、养分径流浓度伴随雨强、雨滴动能、坡度、初始含水量、坡长的增加而增加,但是,当坡度为300时,径流量减小;坡面径流量、产沙率、养分径流浓度随碎石覆盖度、PAM施加量的增加而减小;不同土壤质地条件下径流量、钾离子径流浓度大小依次为:杨凌壤土>安塞黄绵土>神木风沙土;不同施肥方式下钾离子径流浓度大小依次为:表施方式>混施方式>深施方式;相同糙度条件下微地形表面为半圆形或梯形时,保土保肥效果较好;(2)解析法求解运动波方程,描述两种供水方式下坡面水分运动过程。降雨条件下模型中的参数c与雨强呈幂函数关系变化;上方来水条件下建立了曼宁糙率与碎石覆盖度与覆盖面积之间的函数关系;数值法求解运动波方程验证解析法获取参数的准确性,结果较好,说明提出的近似解析模型可以用于估算入渗参数和曼宁糙率以及坡面水动力特征参数;(3)有效混合深度模型、等效混合深度模型均可用于预测坡面养分流失过程及流失量,不完全混合深度模型拟合效果比完全混合深度模型好,完全混合深度模型由于简单的参数,便于推广使用;混合层深度与各影响因子的乘积呈线性关系变化;(4)提出了降雨侵蚀作用下的养分传递模型及相关参数的确定方法,并建立了混合层深度与雨强、时间之间的函数关系,模型获得的参数m只与养分类型有关,k可以表示为雨强、坡度、养分类型的函数。(5)提出了水流冲刷条件下养分向地表径流传递模型及相关参数的确定方法,建立了混合层深度与水深、时间函数关系,实测资料验证模型结果显示拟合的钾离子径流浓度、径流流失量随时间的变化过程效果较好,参数ke与Re呈线性关系变化。