土壤水是连接地表水与地下水的重要枢纽,是水文循环必不可少的重要过程。非饱和水流运动方程(Richard方程)可以模拟地下水流的运动过程以及溶质运移过程,其主要的水分运动参数包括非饱和渗透系数和非饱和土壤水分扩散率。研究非饱和土壤水分扩散率的测试方法,提高土壤水分扩散率的测试精度,可以更为准确的描述水分在土壤中的运动过程,对农业灌溉、水利工程和涉及水分入渗等实际工程问题具有重要意义。本文首先分析水平土柱法和Hydrus-1D反分析法两种方法在测试非饱和土壤水分扩散率时的优点和缺点。针对水平土柱法θ~t数据易受自由边界影响,提出改进的水平土柱法。对于上述测试方法需要假设边界条件的局限性,在Hydrus-1D反分析法的基础上,将测点间的土柱作为研究对象,以最上和最下测点作为研究对象的上、下边界,提出实测数据作为边界条件的数据反分析法。通过Hydrus-1D模拟一维水平土柱入渗试验,以及设计室内一维水平土柱入渗试验,验证方法的可行性。在此过程中,得到以下结论:(1)当基本数据为θ~x数据时,采用水平土柱法确定土壤水分扩散率的计算结果具有较高的精度;当基本数据为θ~t数据时,土壤水分扩散率易受自由边界的影响,测点越靠近自由边界,测试结果精度较高的含水率区间越窄。当能较为准确的确定土体的土壤水分扩散率的数学模型,且能确定上边界和下边界时,Hydrus-1D反分析法在计算土壤水分扩散率时具有较好的适定性。(2)结合高等数学中的常数变异法和考虑一维水平入渗Richards方程的高度非线性,给出了一维水平入渗Richards方程的经验解为(?),提出改进水平土柱法。采用提出的改进水平土柱法分析受边界效应影响的数据,结果发现,当边界条件与第一类边界条件接近时,土壤水分扩散率计算结果与真实值吻合较好,采用提出的方法能较为准确的确定土柱的土壤水分扩散率。(3)采用提出的数值反分析法分析Hydrus-1D模拟的数据,结果发现,在整个含水率区间,土壤水分扩散率计算结果与真实值的决定系数在0.9990以上。提出的数值反分析法的计算结果不受初始估算值的影响。当含水率测试结果中有一定的误差时,数值反分析法的计算结果也具有很高的精度,决定系数在0.9990以上。且不同的边界条件,并不会影响提出的数值反分析法的计算结果。