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中国北方干旱、半干旱地区，水资源短缺，冬春季节地表蒸发强烈，土壤经历季节性冻结和融化过程。在地下水浅埋区，季节性冻融期潜水与土壤水发生剧烈的相互转化，不仅影响地下水位变化和水资源量的准确评价，而且易加剧土壤盐渍化。因此，研究冻融作用下浅埋潜水与土壤水的转化规律对于科学评价地下水资源和预防土壤盐渍化具有一定的理论指导意义。
本文通过室内冻融模拟试验装置进行人为控制冻结气温的不同地下水位埋深下潜水与土壤水转化试验，研究了5种均质粒径（0.1~0.5mm、0.5~1.0mm、1.0~1.5mm、1.5~2.0mm和2.0~2.5mm）土壤在3种地下水位埋深（0.5m、0.8m和1.0m）下的土壤剖面温度、潜水蒸发量及潜水回补量变化特征，并分析了土壤冻结过程中潜水蒸发量与土壤粒径和冻结气温负积温的关系。主要研究结论有：
1.冻融过程中，土壤剖面温度受冻结气温、地下水位埋深和土壤粒径的影响。冻结阶段，地表0-20cm的土壤温度受冻结气温影响明显，温度变化剧烈，随着深度增加，土壤剖面温度梯度和下降幅度减小。土壤剖面温度降幅随地下水位埋深增加而增大，冻结稳定时的土壤剖面温度随地下水位埋深增加而降低。土壤粒径越大，土壤温度下降越快，土壤冻结稳定时的温度越低。
消融阶段，地下水位埋深越大，土壤粒径越大，土壤初始消融时间越早，土壤剖面温度越早达到稳定。土壤剖面温度升高幅度随地下水位埋深增加和土壤粒径的增大而增大。
2.不同地下水位埋深下，粒径对潜水蒸发量的影响不同。0.5m地下水位埋深下，冻结0-8d时，累积潜水蒸发量随土壤粒径增大而增大，冻结第11d以后，累积潜水蒸发量开始随土壤粒径增大而减小。0.8m和1.0m地下水位埋深条件下的累积潜水蒸发量在整个冻结阶段始终随土壤粒径增大而减小。累积潜水蒸发量与土壤粒径符合指数型函数关系，随着土壤粒径增大，累积潜水蒸发量呈指数型递减。
消融阶段，土壤粒径越大，潜水回补量越早达到稳定，累积潜水回补量随土壤粒径增大呈先增大后减小的趋势。
3.冻融过程中，累积潜水蒸发量和累积潜水回补量均随地下水位埋深增加呈先减小后增大的趋势，且地下水位埋深越小，潜水蒸发和潜水回补越早达到稳定。
4.冻结气温降低对潜水蒸发的影响显著。冻结气温由-10℃降至-20℃后，土壤剖面温度梯度增大，潜水蒸发速率明显加快，累积潜水蒸发量继续增加。累积潜水蒸发量与冻结气温负积温的绝对值呈对数函数关系，回归系数a随着地下水位埋深增加而增大。当累积冻结气温超过-800℃·d时，冻结气温对累积潜水蒸发量的影响减弱。
本文通过室内冻融模拟试验装置进行人为控制冻结气温的不同地下水位埋深下潜水与土壤水转化试验，研究了5种均质粒径（0.1~0.5mm、0.5~1.0mm、1.0~1.5mm、1.5~2.0mm和2.0~2.5mm）土壤在3种地下水位埋深（0.5m、0.8m和1.0m）下的土壤剖面温度、潜水蒸发量及潜水回补量变化特征，并分析了土壤冻结过程中潜水蒸发量与土壤粒径和冻结气温负积温的关系。主要研究结论有：
1.冻融过程中，土壤剖面温度受冻结气温、地下水位埋深和土壤粒径的影响。冻结阶段，地表0-20cm的土壤温度受冻结气温影响明显，温度变化剧烈，随着深度增加，土壤剖面温度梯度和下降幅度减小。土壤剖面温度降幅随地下水位埋深增加而增大，冻结稳定时的土壤剖面温度随地下水位埋深增加而降低。土壤粒径越大，土壤温度下降越快，土壤冻结稳定时的温度越低。
消融阶段，地下水位埋深越大，土壤粒径越大，土壤初始消融时间越早，土壤剖面温度越早达到稳定。土壤剖面温度升高幅度随地下水位埋深增加和土壤粒径的增大而增大。
2.不同地下水位埋深下，粒径对潜水蒸发量的影响不同。0.5m地下水位埋深下，冻结0-8d时，累积潜水蒸发量随土壤粒径增大而增大，冻结第11d以后，累积潜水蒸发量开始随土壤粒径增大而减小。0.8m和1.0m地下水位埋深条件下的累积潜水蒸发量在整个冻结阶段始终随土壤粒径增大而减小。累积潜水蒸发量与土壤粒径符合指数型函数关系，随着土壤粒径增大，累积潜水蒸发量呈指数型递减。
消融阶段，土壤粒径越大，潜水回补量越早达到稳定，累积潜水回补量随土壤粒径增大呈先增大后减小的趋势。
3.冻融过程中，累积潜水蒸发量和累积潜水回补量均随地下水位埋深增加呈先减小后增大的趋势，且地下水位埋深越小，潜水蒸发和潜水回补越早达到稳定。
4.冻结气温降低对潜水蒸发的影响显著。冻结气温由-10℃降至-20℃后，土壤剖面温度梯度增大，潜水蒸发速率明显加快，累积潜水蒸发量继续增加。累积潜水蒸发量与冻结气温负积温的绝对值呈对数函数关系，回归系数a随着地下水位埋深增加而增大。当累积冻结气温超过-800℃·d时，冻结气温对累积潜水蒸发量的影响减弱。