松嫩平原黑土区作为我国东北地区典型的季节性冻土区,在冻结期,土壤表面普遍覆盖着稳定的积雪,积雪的冻结、消融直接引起土壤水热特性的重分布,从而影响土壤春墒及作物生长发育。由于积雪覆盖条件下冻融土壤水热耦合过程的复杂性,对于该过程的机理及模型模拟研究还有待于进一步完善,本文以松嫩平原黑土区土壤为研究对象,采用室内和室外试验相结合的方法,对不同积雪覆盖条件下的冻融土壤水热运移参数、水热运移过程进行了测定,分析了水热运移规律。运用基于物理过程的水热运移COUPMODEL模型并引入普适似然不确定估计方法,对不同积雪覆盖条件下的冻融土壤水热运移模拟不确定性进行深入分析,同时对比SHAW模型与COUPMODEL模型的不同之处,进而分析模拟结果的差异性。取得以下主要成果:(1)建立了裸地、自然积雪、压实积雪、加厚积雪覆盖条件下冻融土壤水热耦合COUPMODEL模型,并分别结合GLUE方法对积雪、土壤水热运移参数进行了不确定性分析,得出4种积雪状态存在着不同的敏感性参数,且敏感参数的数量存在差异,敏感性参数数量多少依次为:压实积雪、加厚积雪、自然积雪、裸地。经过GLUE方法率定后,不同积雪覆盖条件下土壤温度与土壤液态含水率模拟结果的不确定性均得到了不同程度的减小,但仍存在一定不确定性,需要增加所需参数的观测,同时对于驱动、验证等数据需提高观测精度。定性分析了模拟结果不确定性的优劣,得出不同积雪覆盖条件下土壤温度的不确定区间宽度相对较窄于土壤液态含水率,且实测值落入不确定区间的数量较多。(2)COUPMODEL模型基于不确定性分析后,选用不同积雪覆盖条件下各率定后的参数平均值对不同积雪覆盖条件下的土壤温度、土壤液态含水率动态变化过程进行模拟分析,得出COUPMODEL模型总体上能够较好的模拟不同积雪覆盖条件下各层的土壤温度,但随着深度的增加,模拟值均小于实测值,主要与模型本身对冻结温度阈值设置有关,相对于不同积雪状态下各层土壤温度模拟,各层土壤液态含水率的模拟效果略差,但模型基本能够模拟出不同积雪状态下各土层液态含水率的变化过程,模拟结果存在一定偏差可能是积雪、土壤水热参数仍需要进一步率定。(3)基于SHAW模型与COUPMODEL模型在模型原理、运行结构等方面的差异性对不同积雪覆盖条件下的土壤温度、土壤总含水率进行模拟。结果表明:COUPMODEL模型与SHAW模型均能较好的模拟不同积雪覆盖条件下的土壤温度动态变化过程,但COUPMODEL模型在模拟结果一致性方面优于SHAW模型,而SHAW模型在偏差、吻合程度方面略优于COUPMODEL模型,且与实测值相比,COUPMODEL模型模拟值偏低,SHAW模型的模拟值偏高。COUPMODEL模型与SHAW模型均基本能模拟土壤总含水率的动态变化过程,对比得出COUPMODEL模型对实测值的模拟效果优于SHAW模型。