非饱和带中土壤水汽热运移规律的研究是目前国内外备受关注的问题。在大多数的土壤水分运移的研究中多集中在土壤中水分和温度的研究，而对于土壤中水汽以及空气的研究很少，甚至很多研究直接忽略了二者在土壤水运移过程中的作用。实际上，水分在土壤中的运动是液相和气相在土壤孔隙中相互驱替的复杂过程。随着对土壤温度的深入研究考虑温度效应的土壤水分特征曲线在水汽热的数值模拟中应用不容忽视。　　本文在当前的研究基础上，以室内物理模拟试验为手段，采用当前最为方便、快捷的离心机法测定不同温度情况下的土壤水分特征曲线，通过研究温度对土壤水分特征曲线的影响规律，结合前人的研究成果，构建考虑温度效应的土壤水分特征曲线预测模型，并检验所建预测模型的适用性；另外，建立室内土柱试验，观测蒸发和降雨入渗条件下土壤水、汽、空气、温度在土壤中的运移过程，探讨降雨入渗和蒸发条件下非饱和带土壤水、汽、空气、热运移机理及影响因素。同时，将考虑温度效应的土壤水分特征曲线预测模型应用于水汽热耦合运移模型中，建立了降雨入渗和蒸发条件下土壤水—汽—空气—热耦合运移模型对物理试验进行数值仿真模拟，结合试验结果验证其可靠性，并对土壤水运移规律进一步探讨分析。研究主要得到的结论如下：　　（1）选取宜昌地区扰动砂壤土进过预处理之后作为试验样品，并测定其基本参数；采用高速冷冻离心机测定不同温度下土壤样品水分特征曲线。研究不同温度下的土壤水分特征曲线可知，温度对土壤水分特征曲线的影响不可忽略，随着温度的升高土壤水分特征曲线的位置向左平移，表明相同基质吸力情况下，土壤含水量随温度的升高而减小，另外结合土壤水分特征曲线各参数以及土壤持水能力方面对该现象进行了证明。同时对比石英砂试验，研究土壤颗粒分布导致温度对土壤水分特征曲线影响存在的差异性。　　（2）在前人的研究基础上，根据温度和毛管水上升高度之间的关系，结合Van Genuchten模型建立温度和模型各参数（进气吸力、饱和含水率、残余含水率）之间的关系，通过温度与模型各个参数之间的关系建立考虑温度效应的土壤水分特征曲线的预测模型，并根据实测数据对预测结果进行验证。　　（3）通过室内试验测定降雨和蒸发两个阶段土壤内部水分、温度、气压和土壤蒸发量的变化规律。结果表明：在蒸发试验阶段，温度是变化最剧烈的量。试验过程中，空气温度上升带动不同土壤深度温度的变化，越靠近地表温度变化越剧烈。另外，由于土壤导热性的影响，土层温度变化趋势随着深度的增大有时间上的向后推移。蒸发阶段温度的影响深度范围约在30cm以内。蒸发过程中土壤气压的变化主要是由于温度变化影响空气压强的变化导致，温度升高空气压强减小导致土壤各层空气压强减小，空气压强变化对土壤内部压强的影响大于土壤孔隙温度变化对气压的影响。在降雨阶段，土壤含水率是变化最剧烈的量。试验过程中，土壤表面降雨含水率增大，由于重力势作用水分不断向下运动下层土壤含水率依次增大。剖面水分变化较为活跃的为0cm到30cm深度范围。气压在降雨阶段，不同土层深度土壤气体压强均有不同大小的变动，表层土壤由于上表面是大气界面，气压变化较为微小；下层7cm处含水率较大，水分受重力作用以向下运动为主，土壤孔隙体积不变，水分减少，空气压强变小；更深层土壤由于含水率较上层小，由于重力作用上层水分下下运移，使空气不断压缩，气压增大；同时结合土壤剖面气压分布曲线，气压曲线的分布均呈‘S’型分布，降雨过程中气压的变化并不像含水率和温度，气体的运动方向并不是单一的，这与气体的性质有关，而剖面气压曲线拐点处正是气压的压缩或者消散区域，气体在土壤内部与水分的不停驱替过程对水分的运移也存在一定的影响。　　（4）运用考虑温度效应的SWCC曲线预测模型在水汽热耦合运移模型（STEMMUS模型）的基础上加入考虑温度效应的土壤水分特征曲线计算模块，并结合实测数据对模拟结果对该模型进行系统的验证分析，通过检验可知，新旧模型的模拟结果精度相差不大，基本满足要求，新模型对降雨蒸发的响应更符合理论结果。