地表水—土壤水耦合模型是水文循环模型的重点之一。本文通过构建地表-基质-裂隙全耦合模型(即Surface-Matrix-Crack,SMC模型),用于模拟裂隙网络存在下的地表径流运动及土壤水流运动。SMC模型耦合了地表径流运动方程及土壤水流运动方程,其中使用二维扩散波方程描述地表径流运动;土壤水流运动模型基于双重渗透模型理论,将土壤水流运动分为两种形式,分别为在土壤基质区和在裂隙网络中的水流运动,分别使用传统的Richards’方程和单条裂隙水流通道水体运动方程进行描述。使用整合离散法计算水流在基质区和裂隙通道之间的水量交换,以及地表水与土壤水之间的水量交换。依据人工裂隙网络在坡度为10°的坡面上进行染色示踪实验。获得人工裂隙网络存在下的地表径流及土壤水流运动数据,用于SMC模型率定及验证。依据坡面染色示踪实验,对模拟区域进行编辑;通过试错法及数学评价指标调整模型参数,获得最佳模型参数。通过与传统Richards’模型进行对比,SMC模型能够更好的模拟土壤水流运动,模拟结果均优于传统模型,并且SMC模型能够准确地模拟地表径流运动。对SMC模型进行参数影响性分析,结果表明:(1)曼宁糙率系数对于地表径流运动的模拟值影响较大;当系数变化较大时,土壤饱和度随系数的减小,也随之减小。(2)饱和水力传导率对于地表径流和土壤饱和度均有较大影响。当系数变化较大时,土壤饱和度随系数的减小,土壤饱和度也随之减小。(3)地表径流量模拟值随着形状参数的增大而增大。土壤饱和度模拟值会随形状参数的增加而呈整体减小趋势。在四个模型参数中,进气吸力倒数对于地表径流运动的模拟有着最大的影响,地表径流模拟值随着进气吸力倒数的增大而增大。新构建的地表-基质-裂隙全耦合模型将提高对农田水分运动的认识,对于指导农业灌溉,提高农业用水效率有着重要的应用价值。