推移质运动规律的研究是泥沙运动力学及河流动力学的基本课题之一。认识和掌握山区河流卵石推移质的运动规律对水利工程的安全以及预测河道演变趋势意义重大。推移质的运动形式一般可分为滚动、滑动和跃移。一般认为跃移是推移质运动的主要形式。然而，当水流强度较低时，颗粒运动形式以滚动为主；即使跃移颗粒，通常在跃起之前需要先滚动一段距离。因此，有必要进行泥沙颗粒滚动机理的研究。本文针对滚动型推移质，从泥沙颗粒典型受力出发，建立了其运动的力学模型。该力学模型引入相对暴露度，考虑了泥沙位置对其运动的影响；将单步滚动步划分为接触步和自由步，具体脱离点位置取决于其相对暴露度和水流强度。本文首先分析了泥沙的起动，在推导起动流速时，考虑了流速的脉动和泥沙颗粒的相对暴露度这两个随机变量，经推导得到了单颗粒泥沙的起动概率和考虑起动概率的泥沙起动流速公式，且用实测资料进行了验证。接着通过数值求解和回归分析的手段，求解了滚动推移质运动的力学模型，求出单步运动参数如单步步长和单步运动时间等的数学表达式。最终利用爱因斯坦的思想，修正了其中的冲刷概率和单步步长，结合概率论推导出输沙率表达式，并用实测卵石输沙率资料进行了验证，表明其适用于低水流范围内的推移质运动，且与韩其为低输沙率公式相比，适用的水流范围更广。