近年来,探地雷达因其能够准确、无损、连续大范围监测地表土壤水分时空分布已广泛应用到土壤含水率探测中来。现有的探地雷达探测土壤含水率的方法主要有反射波法、透射波法、钻孔雷达法及地面波法,众多方法中地面波法被认为是最具有潜力的土壤含水率探测方法,但由于该方法有效深度的不确定性限制了该方法的应用范围。因此,研究有效探测深度范围内地面波法探测土壤含水率以提高该方法的准确性,未来实现地面波技术在土壤含水率探测中的应用价值。本文通过数值模拟和物理模型试验研究地面波法探测不同质地和不同水分条件下的土壤含水率对应的地面波的有效探测深度,初步得到以下结论:（1）首先研究了土壤物性参数对地面波振幅、速度等的影响规律。研究结果表明低电导率土壤对地面波信号几乎没有影响,相同含水率不同黏粒含量的土壤对地面波信号影响程度不同,土壤黏粒含量越高,地面波信号越弱,当黏粒含量大于80%时基本没有地面波信号,因此地面波法不适合在重黏土中探测。（2）在地面波法含水率探测方面,分别基于地面波速度分析和振幅分析探测土壤含水率。从速度分析角度,利用200MHz、400MHz和900MHz天线对壤土和黏土两种不同质地的土壤进行了探测,通过速度分析方法计算出地面波在不同含水率及不同质地的土壤中传播的速度,根据地面波速度计算出不同含水率土壤对应的介电常数,修正了适合探测壤土和黏土的Topped、Herkelrath等经验公式。从振幅分析角度,利用AEA方法计算地面波对应时间窗范围类的振幅包络倒数值,回归分析拟合振幅包络倒数与土壤含水率之间的关系,结果表明两者之间有很强的线性关系。（3）在地面波有效探测深度估算方面,同样从速度分析和振幅分析角度入手,研究结果表明地面波有效探测深度与天线频率,土壤含水率和土壤颗粒含量有关,拟合了不同频率天线测得的含水率与探测深度的关系,三种天线在壤土中的最大探测深度分别为0.41m,0.24m和0.13m。在黏土中的最大探测深度分别为0.35m,0.20m和0.10m。振幅分析计算振幅包络的残差百分比同样估算了地面波的最大探测深度,两种方法计算的地面波有效探测深度偏差不大。基于两种方法计算地面波测量土壤含水率以及确定有效探测深度扩展了地面波法的应用范围,为探地雷达地面波法在农田、工程中的进一步应用提供了理论依据。