科尔沁沙地作为我国典型的荒漠化地区,如何合理地研究其冻融期土壤水热盐运移规律,一直是亟待解决的问题。本文首先通过研究科尔沁沙地地下水浅埋区冻融期地下水位变化与气温变化之间相关关系,并逐层对草甸地土壤温度、水分变化与地下水位动态变化进行统计分析,建立非线性数值关系,探讨地下水位影响下草甸地土壤冻融过程的规律;其次通过两个水文模型对草甸地冻融期水热模拟结果分析,研究土壤冻融过程水热动态变化规律;分析模拟结果的差异,对不同模型的适用范围进行讨论,为更准确地判断地下水浅埋区土壤冻融水热过程动态变化规律提供技术参考。以下是本文的研究结果:(1)地下水位与气温变化进行研究,结果表明,根据草甸地冻融期地下水位变化情况将冻融过程划分成三个阶段:初始冻结阶段、稳定冻结阶段和消融解冻阶段。地下水位与气温在冻融期中变化趋势具有一致性,地下水位变化具有明显的滞后性,经统计分析后,建立线性方程,表明地下水位与冻融期气温变化为正相关。(2)逐层分析地下水位与冻融期土壤热量和水分过程的关系,以冻结期与消融期两个时间段进行分析,建立非线性方程进行拟合,研究土壤冻融过程中水热变化过程及规律。研究结果表明,地下水位对冻结期不同层位的土壤温度变化影响不同,随土壤深度增加逐层减少;对土壤水分变化影响显著,尤其是深层土壤。在消融期,地下水位变化对水热过程影响趋势相同,40 cm以上土层与地下水位呈正相关,40 cm以下土层呈负相关。(3)对冻结期、消融期地下水浅埋区各影响因子进行相关性分析。结果表明,土壤冻结阶段,水分与盐分具有强烈的同步耦合关系,水是盐分运移的主要载体。气温与土壤温度的相关性,随土壤深度的增加而降低。整个冻融过程中,土壤温度与水分有较高的相关性,土壤温度变化是土壤水分运动的驱动力。各影响因子在不同程度地影响土壤冻融过程。消融期盐分变化与水分变化不同,说明盐分在冻融期的动态变化的复杂程度更高。(4)从机理和模型输出结果分析了SHAW模型与COUPMODEL模型的不同,结果表明COUPMODEL模型输出结果的相关性优于SHAW模型,对整体冻融期水盐热变化过程进行了更好地描述,SHAW模型对于深层土壤温度模拟能力较差;从土壤水分的模拟上SHAW模型更能准确的描述水分变化情况;,SHAW模型输出结果比实际观测结果偏大,而COUPMODEL输出结果与实际观测相比较小;对于盐分的模拟结果,SHAW模型输出结果更佳,COUPMODEL模型受限于计算方法,低估了盐分扩散、弥散量,导致模型输出结果略差。