细沟侵蚀作为川中丘陵区坡耕地最主要的侵蚀方式之一。细沟网和细沟形态发育不仅会导致径流动能和微地形起伏变化;反之径流侵蚀动能和地表微地形变化也会影响细沟侵蚀。因此,本文以川中丘陵区紫色土为研究对象,采用室内冲刷试验,结合立体摄影测量、ArcGIS和多重分形等技术与方法,研究不同流量（4 L/min,6 L/min,8 L/min）、坡度（10°,15°,20°）和上方填土面积（0.15 m²,0.3m²,0.45 m²）条件下细沟发育过程及形态、径流水动力学和地表微地形变化特征,揭示细沟发育过程中细沟形态与地表微地形和水动力学参数耦合关系,构建相应条件下地表微地形侵蚀预测经验模型,以期为紫色土区坡耕地细沟侵蚀动力机制和细沟侵蚀模型构建提供理论依据。主要研究结果如下:（1）冲刷条件下紫色土坡面细沟侵蚀过程分为:跌坎发育-断续细沟-溯源侵蚀（下切）-细沟稳定四个阶段。随着流量增加,细沟条数和高级沟道数增加,细沟网络逐渐由树枝状向单一状转变;流量≥6 L/min时细沟网发育减缓,细沟断面形态逐渐由“U”型向深“V”型转变。20°坡面高级沟道占比最大为38.9%,细沟网形态呈单一状;坡度对沟深影响明显,20°坡面沟深最大为0.074 m,细沟断面形态由浅“V”型向深“V”型转变。随着上方填土面积增加,细沟弯曲度增大,细沟网形态为树枝状;当上方填土面积≥0.3 m²时,细沟复杂度减小,细沟断面形态逐渐由“V”型向“箱”型或“U”型转变。（2）随着流量增加,径流流态逐渐由缓层流向急过渡流转变,阻力系数逐渐降低,断续细沟和溯源侵蚀阶段径流动能增加明显;8 L/min流量条件下径流剪切力,功率和单位径流功率最大,流量≤6 L/min时,径流侵蚀动能变化较小。20°坡面径流流速、功率和单位径流功率远大于其他条件,流态属于急过渡流。坡度≤15°时流态为急层流;10°坡面阻力系数远大于其他坡面。上方填土面积<0.3 m²条件下时,径流属于缓过渡流;填土面积≥0.3m²时,流速、剪切力、功率和单位功率远低于其他条件,阻力系数缓慢波动。（3）坡面相对高程变化量在8 L/min流量条件下最大（-120 mm²0 mm）;简单分形维数f（α）_max、奇异指数跨度△α和△f（α）均在8 L/min流量条件下最大;流量≥6 L/min时,地表起伏度增大,地表微地形趋于尖锐。坡面相对高程变化量在20°坡面最大,细沟侵蚀剧烈;简单分形维数f（α）_max、奇异指数跨度△α和△f（α）随坡度增大而增大;坡度≥15°时,断续细沟和细沟稳定阶段地表起伏明显。随着上方填土面积增大,坡面相对高程变化量降低（-110 mm²0 mm）,简单分形维数f（α）_max、奇异指数跨度△α和△f（α）在0.45 m²条件下最低。（4）流量对地表微地形起伏影响较大。不同流量条件下,△α和△f（α）与细沟形态和径流水动力学参数显著或极显著相关;弗汝德数对△α预测效果最好,地表微地形起伏与沟长、复杂度和阻力系数的拟合效果较优。不同坡度条件下细沟宽、剪切力和阻力系数对△α预测效果最好,△f（α）与径流功率拟合效果最优。填土面积与△f（α）显著相关,且△f（α）可用细沟复杂度有效预测;细沟密度、宽度和阻力系数对△α预测效果最优。