本论文结合国家973计划“气候变化对旱涝灾害的影响及风险评估”（2010CB951102），并基于土壤水动力学中非饱和土壤水分运动的基本理论，建立了一维层状土壤水分运动的数学模型，同时在试验田中布设了负压计、中子仪等试验设备。通过实测试验数据，对该模型进行了验证，同时对气候变化，蒸散量增加的条件下，相应时期土壤水分运动情况进行了初步的预测分析。主要研究成果及结论如下：1、在试验区内，布设测定土壤含水率和负压的试验装置。采用水银负压计和中子仪（其中中子管采用自行设计、安装的方案），测定每日的土壤负压及含水率。2、通过室内试验，测定了不同质地（粉质壤土和粘土）土壤的水分运动参数，包括土壤水分特征曲线、比水容量和导水率，并建立了相关的函数表达式。同时利用涡度相关技术，测定不同时期的农田蒸散量。3、建立了田间一维层状土壤水分运动数学模型，模拟了夏玉米蒸散条件下，田间一维层状土壤水分的运动过程，并用实测试验数据进行验证。结果表明模拟结果与实测试验数据基本吻合，从而说明该模型基本可以反映夏玉米生长条件下，层状土壤水分的运动规律。4、利用田间一维层状土壤水分运动数学模型，对气候变化，蒸散量增加的条件下，相应时期的土壤水分运动进行了初步的预测分析。结果表明，随着蒸散量的增加，土壤的含水率逐渐减小，从而可能增加农业干旱发生的机率。