雨滴作为组成降雨的基本单元,对土壤表面的打击在溅蚀的发生和发展中起着至关重要的作用,其物理特性对深入研究溅蚀的发生机理十分重要。目前已有多种可直接对雨滴进行观测的仪器,但多数是对雨滴形状进行假设且在雨滴终点速度测量方面存在较大误差,导致侵蚀动力的理论研究及计算相对滞后。本研究主要利用团队研发的面阵电耦合元件的粒子成像瞬态测量可视化仪开展一系列工作,该仪器通过对降雨过程中雨滴影像进行瞬时采集,结合去除噪声、勾画雨滴影像、雨滴匹配等方法,实现了降雨过程中雨滴的实时且连续的动态监测。利用该仪器对自然降雨和模拟降雨条件下雨滴物理特性进行研究,并结合溅蚀盘对不同降雨条件下溅蚀特征进行分析。主要针对不同类型自然降雨和不同强度模拟降雨,从雨滴大小分布、雨滴终点速度、雨滴动能等参数对雨滴物理特性进行研究,并分析雨滴物理特性参数对溅蚀的影响,进而推动溅蚀过程中雨滴侵蚀性研究。本文所得出的主要结论如下:1.了解了自然降雨雨滴物理特性。（1）直径小于1 mm的雨滴为两种类型降雨雨滴数密度的主要贡献者,且对层状云降雨的贡献率大于对流云降雨。直径大于1 mm小于2 mm的雨滴为两种类型降雨雨强的主要贡献者,同样对层状云降雨雨强的贡献率大于对流云降雨。层状云降雨雨滴数密度和平均直径变化趋势均随降雨强度的增大其增大趋势逐渐减小,对流云降雨雨滴平均直径与其变化趋势相似,而雨滴数密度随降雨强度的增大呈线性增大。（2）层状云降雨和对流云降雨雨滴平均终点速度分别为3.00、3.37 m s-1。其中,终点速度约为4.20 m s-1的雨滴占比最大。随着雨滴直径的增大,层状云降雨雨滴终点速度增大趋势逐渐减缓并趋于平稳,而对流云降雨雨滴终点速度增大趋势类似于线性增大。（3）从自然降雨雨滴动能分布可知,直径大于1 mm小于2 mm的雨滴对层状云降雨雨滴动能贡献较大;直径大于2 mm小于3 mm的雨滴对对流云降雨雨滴动能贡献较大。层状云降雨和对流云降雨雨滴动能主要影响因素均为雨滴直径,且均随降雨强度的增大而增大,分别呈幂函数和线性函数关系。2.了解了模拟降雨雨滴物理特性。（1）直径小于1 mm的雨滴为不同强度模拟降雨雨滴数密度的主要贡献者,且随降雨强度的增大而增大。直径大于1 mm小于2 mm的雨滴为不同强度模拟降雨雨强的主要贡献者,同样随降雨强度的增大而增大。雨滴数密度随降雨强度的增大呈线性增大趋势,而雨滴平均直径呈递减趋势。（2）在不同强度模拟降雨条件下,终点速度约为4.20 m s-1的雨滴占比较大。雨滴直径和终点速度间的关系均可用幂函数表示。（3）从模拟降雨雨滴动能分布可知,直径大于1 mm小于2 mm的雨滴为50-90 mm h-1模拟降雨雨滴动能的主要贡献者。雨滴动能主要影响因素为雨滴数密度,随着降雨强度的增大,雨滴动能呈线性增大。3.探明了自然降雨雨滴物理特性对溅蚀率的影响。（1）自然降雨的降雨强度和动能间的关系对降雨强度和溅蚀率间的关系有明显影响。（2）溅蚀率与雨滴数密度间无显著的函数关系;溅蚀率随雨滴平均直径和终点速度的增大增大趋势,且幅度增大,均可用幂函数方程表示。（3）溅蚀率随侵蚀力参数的增大而增大,且增大幅度亦随之增大,均可用指数函数方程表示。其中,雨滴动能是与溅蚀率关系最为密切的侵蚀力参数。4.探明了模拟降雨雨滴物理特性对溅蚀率的影响。（1）累积溅蚀量随着降雨强度的增大而增加,但增加幅度逐渐减小。降雨强度越大,相同阶段内的溅蚀率越大。模拟降雨的降雨强度和动能间的关系对降雨强度和溅蚀率间的关系有明显影响。（2）溅蚀率与雨滴数密度间可用幂函数方程表示,整体呈递增趋势。但随雨滴平均直径和终点速度的增大整体呈递减趋势,可用指数函数方程表示。（3）溅蚀率与侵蚀力参数间均可用线性函数方程表示。其中,雨滴压力是与溅蚀率关系最为密切的侵蚀力参数。