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土壤水分的动态变化是土壤水分在不同气候类型、土壤质地、生态系统等条件下的综合响应，是土壤.植物-大气连续体(Soil-Plant-Atmosphere Continuum，简称SPAC)系统的中心环节和联系纽带。本文针对海河流域不同的下垫面类型，选取密云(果园林地)、大兴(城郊农田)、馆陶(平原农田)三个观测站，建立了垂直方向上以含水率θ为因变量、含根系吸水项的非饱和土壤水分运动数值计算模型(以下简称RE模型)。RE模型以一维Richards方程为基础，采用实测的降水和蒸散数据作为模型的上边界条件，运用全隐式有限差分法，对土壤水分进行数值模拟。 在土壤水分数值模拟中，获取准确的土壤水力参数是提高模型模拟精度的关键。本文通过土壤物理参数实验获得土壤机械组成和容重等土壤属性，利用Rosetta土壤传输函数估计VG模型中的参数θs、θr、α、n和Ks，并引入高斯误差传播原理(Gaussian Error Propagation，简称GEP)来量化RE模型中表层、根区和深层VG模型的五个参数在土壤水分预报中的随机不确定性。结果表明：在RE模型中，表层、根区和深层的饱和导水率Ks是模型的关键参数，这为有针对性的改进最关键参数，进而提高模型模拟精度提供可靠的依据。同时本文还通过对参数添加扰动，进一步分析了参数变化在土壤剖面上导致的土壤水分响应，来研究RE模型中土壤水力参数在土壤水分传输过程中的影响。 本文首先利用三个观测站连续的降雨数据和土壤水分数据分析了土壤水分年变化特征，并利用RE模型对三个站不同生长期内的土壤水分进行数值模拟，分别采用HYDRUS-1D软件模拟结果和各观测站实测土壤含水率对RE模型进行交叉验证和直接验证。结果表明RE模型能够很好地模拟海河流域不同下垫面土壤水分动态变化过程，三站模拟结果与实测土壤水分数据的均方根误差(RMSE)分别为0.03127、0.0359和0.0409cm3cm-3。与：HYDRUS-1D软件模拟结果(其与观测值的RMSE分别为0.03759、0.0647和0.0467cm3cm-3)相比，RE模型模拟的土壤水分具有更高的精度。然后探讨了三个站土壤水分的时空变异规律及其影响因子。 最后以大兴站为例，根据GEP不确定性研究结果，有针对性的修改关键参数Ks，分析大兴站犁底层的存在对土壤水分模拟结果的影响，结果表明模拟农田土壤水分运动时考虑犁底层的作用可以显著改善模拟效果。