黄河内蒙古河套灌区地处西北地区的干旱盐渍化地区，如何合理配置和有效利用水资源已成为当前稳定和发展灌区最紧迫的问题。在河套灌区节水改造工程实施后，研究节水灌溉对灌区区域水循环系统物质迁移产生的各种影响，以及灌区区域农田水盐变化机理、区域耗水规律，预测灌区区域土壤水盐、地下水位及水质动态变化已是迫在眉睫。研究灌区土壤水分特征参数空间变化，首先需要解决的问题是参数的测定。通常采用的测定方法费时费力且精度难以保证。本研究在土壤基本理化性质试验的基础上，运用多元回归和人工神经网络等方法建立土壤转换函数，运用分形方法确定土壤分形维数，建立了颗粒分形维数和孔隙维数的关系模型简便估算土壤水分特征参数的值，为灌区节水灌溉条件下区域土壤水盐、地下水的模拟预测研究提供基本参数。研究得出的结论具有重要的理论意义和应用价值。本论文研究主要成果有：(1)对河套灌区解放闸灌域区域土壤质地及特征参数进行了实验测试与分析，并就区域土壤特征的时空分布规律进行了分析。(2)运用人工神经网络方法建立了土壤基本理化性质与土壤水分特征曲线参数之间的转换函数，其结果优于传统的回归方法。(3)运用分形理论揭示河套灌区区域土壤结构的变化规律，并确定了分形维数与土壤水分特征曲线参数之间的函数关系，经过验证能很好的满足区域研究的精度要求。(4)运用土壤基本理化性质拟合土壤饱和导水率，也得到了较好的拟合结果。本文的创新点在于：国内外现有关于土壤水分特征曲线的研究仅限于对单个样本进行，本研究结合已有的理论实践，对河套灌区的一个典型灌域解放闸灌域土壤空间物理性质及土壤水分特征曲线参数进行区域性分析研究，利用人工神经网络模型、分形理论及多元回归方法等对灌区的土壤特征及水分曲线模型进行了系统全面地分析，对现有的理论和经验公式的区域适用性进行评价，为河套灌区区域土壤水盐模拟提供了空间土壤特征参数模型和估计方法。为河套灌区区域土壤特征参数的进一步简化推求及水盐运动模拟提供参考依据。