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黄土丘陵沟壑区延河流域水土与养分流失严重,现有文献中涉及该流域年、月、日等多时间尺度非点源氮磷流失特征的相关研究较少。本文采用室内人工模拟降雨试验与SWAT模型模拟相结合的方法,揭示不同雨强下黄绵土裸坡径流、泥沙和氮素的流失规律,评估延河流域1984—2012年共计29年的年、月、日多时间尺度径流和氨氮变化特征,初步阐释不同时间尺度下径流与非点源氨氮负荷的多时间尺度效应。主要结论如下:（1）黄绵土在10°、15°和25°三种裸坡下的土壤入渗速率、坡面产流产沙量与降雨强度的线性拟合决定系数均大于0.8,有较好的正相关关系;25°坡面时,氮素流失与坡面产流量具有较强的线性相关性,与产沙量呈显著的幂函数关系;NO3--N初始浓度较高,随降雨历时呈波动性减少,具有明显的初期冲刷效应;NH4+-N初始流失浓度由90mm/h雨强下0.326mg/L增至120mm/h的0.384mg/L,但其浓度随降雨历时均不断减小;TN流失总浓度在雨强为90、105和120mm/h时分别为0.6056、0.8011和1.3076mg/L,随雨强增大而增大。15°坡面时,氮素流失在各雨强下均以颗粒态为主,平均约占72%,但在雨强增大过程中,颗粒态所占比例先减少后增加。（2）构建延河流域SWAT模型,并采用甘谷驿水文站控制区的年、月、日径流和年、月氨氮负荷对模型参数进行率定与验证。其中年、月径流率定、验证期分别为1984—1993年和1994—2000年,年率定纳什系数0.71,验证为0.66,月径流率定纳什系数0.68,验证为0.78;而日径流率定期为1991—1995年,纳什系数为0.57,验证期1996—2000年,纳什系数为0.58。氨氮评价采用1985—1987年的月负荷为率定数据,其决定系数为0.55,偏差百分比为-5.91%;采用1988—1989年氨氮月负荷为月验证数据,决定系数为0.74,偏差百分比为19.92%,同时将1985—1989年的氨氮年负荷作为年验证数据,其决定系数为0.75,偏差百分比为4.04%。模型的径流和氨氮模拟均满足精度要求,故建立的SWAT模型在该流域有较好的适用性。（3）1984—2012年间,年、季、月以及日尺度的径流与降雨量均有显著的正相关关系。其中,年径流与降雨量的相关系数高达0.92;径流的季节分配有显著差异,表现为:夏季>秋季>春季>冬季,其中夏季径流占全年的44.2%;月径流与降雨量的相关系数为0.87,与季节分配趋势一致,径流先增加后减小,呈“单峰”趋势;日径流与降雨量的相关系数为0.72,呈逐年缓慢下降趋势;分析日径流历时曲线中发现,当径流大于20m3/s时,各阶段历时曲线趋势一致性极高,但在径流为1—20m3/s时,其变化趋势有明显差异。延河流域径流量与降雨量在年、季、月和日多时间尺度下的相关性排序为:夏季>秋季>年>月>春季>日>冬季;模型模拟方面,各时间尺度下的径流过程均呈逐年下降趋势,但其时间分异程度有所差异,其中,日径流分异程度最高,其次为月径流,而年径流的分异程度最低,三者时间变异系数分别为:2.41、1.17和0.18,基本呈时间尺度越大,时间分异程度越小的规律。（4）1984—2012年间,非点源氨氮最大流失量为235.1吨,最小54.15吨,其流失量受径流量影响最大,二者皮尔逊相关系数0.86。不同典型年氨氮流失差异较大,总体为:丰水年>平水年>枯水年。氨氮的季节性流失与降雨过程有一定同步性,表现为径流量越大,氨氮流失越多;而月负荷则与降雨和径流均有较强的相关性,并受径流的影响大于降雨,其流失量在7、8月较大,12月较小。非点源氨氮负荷在年、季、月、汛期和非汛期的分形维数均介于0—1之间,具有明显的分形特征;对各时间尺度的非点源氨氮做变异度分析,发现氨氮的时间变异度介于0.66—1.02之间,汛期变异度最大,为1.02,其次是年尺度的0.95,氨氮月负荷变异度为0.9,而次降雨过程为0.85,秋冬两季的氨氮流失变异度接近,非汛期氨氮流失随时间变异度最小,为0.66。