黄土高原高陡边坡系统是黄土高原土壤侵蚀的重要来源区,同时也是黄土高原滑坡、泥石流等自然灾害的重要发生区域。本研究以高陡边坡系统为研究对象,通过室内人工模拟降雨试验,开展了间歇性降雨条件下从降雨开始到坡面产生裂缝期间不同陡坡坡度高陡边坡系统的产流产沙特征、土壤含水率变化特征、侵蚀动力参数变化等研究,取得的主要研究成果如下:(1)阐明了高陡边坡坡系统的产流产沙特征。间歇性降雨条件下高陡边坡系统的坡面初始产流时间随着陡坡坡度、降雨场次的增加而缩短,高陡边坡系统坡面出现裂缝所需的降雨时间随着陡坡坡度的增加而减小。缓坡段与陡坡段坡面平均水深均值随着降雨场次的增加而增加,而陡坡段坡面平均水深均值随坡度的增加整体呈减小趋势。坡面裂缝出现前,高陡边坡系统的坡面产流量呈快速上升-相对稳定的变化趋势,且坡面产流稳定后不同陡坡坡度下的产流速率从大到小排序依次为50°>55°>60°>70°>65°。间歇性降雨条件下高陡边坡系统的坡面产流总量随着陡坡坡度的增加而减小,随着降雨场次的增加而增加。高陡边坡系统的坡面产沙过程、产沙总量随着陡坡坡度、降雨场次的变化规律性不明显。(2)阐明了高陡边坡系统水力学参数的时空变化特征及其与坡面产流产沙的相关关系。间歇性降雨条件下高陡边坡系统陡坡段坡面流速随着降雨场次、坡度的增加整体呈现增加趋势。坡面径流流态为层流,陡坡段径流雷诺数随雨场次的增加而增大,且均随着陡坡坡度的增加而减小。坡面径流流型整体为急流,陡坡段径流弗汝德数随着坡度的增大而增大,随着降雨场次的增加呈现波动变化。陡坡段径流阻力系数随着降雨场次增加呈现波动变化,而随着陡坡坡度增加而减小。间歇性降雨条件下坡面径流流速与坡面产流量之间的相关性不显著,雷诺数、阻力系数分别与坡面产流量之间呈显著的正相关关系,而弗汝德数与坡面产流量之间呈显著的负相关关系。间歇性降雨条件下坡面径流流速、雷诺数、弗汝德数、阻力系数与高陡边坡系统坡面产沙量之前相关性不显著。(3)阐明了高陡边坡系统侵蚀能量参数的变化特征及其与产流产沙的相关关系。间歇性降雨条件下高陡边坡系统的径流剪切力随着降雨场次的增加而增加,径流功率均随着降雨场次、陡坡坡度的增加而增大。坡面径流能耗随着坡度的增加呈整体减小趋势,而随着降雨场次的增加呈现先增大后趋于相对稳定的变化趋势。间歇性降雨条件下不同陡坡坡度高陡边坡系统的时段产流量在p=0.01水平上分别与时段径流剪切力、时段径流功率、时段径流能耗之间呈显著线性相关关系,而时段产沙量分别与时段径流剪切力、时段径流功率、时段径流能耗之间整体无相关性。(4)阐述了高陡边坡系统的土壤含水率变化特征及坡面裂缝出现时的土壤水分临界特征。在第一场降雨过程中,高陡边坡系统缓坡段土壤含水率变化率大于陡坡段,不同坡位处陡坡段上层含水率变化率从大到小排序依次为坡下>坡上>坡中,陡坡下层含水率变化率呈波动变化。坡面平均入渗速率呈现先减小后趋于稳定的变化趋势,入渗速率均值随着降雨场次、陡坡坡度的增加而减小,裂缝出现后平均入渗速率增大。土壤蓄水量随着降雨时间的增加呈增大趋势,且第一场降雨中的土壤蓄水量增加速率大于其他场次。累计土壤蓄水量与累计降雨量之间在p=0.01水平上呈显著线性相关。间歇性降雨条件下不同陡坡坡度高陡边坡系统坡面产生裂缝时的累计入渗量占累计降雨量的比例范围为42.3%～51.1%,坡体蓄水量占累计降雨量的比例范围为18.7%～41.1%。