T h is w ork is to a c c u ra te ly s im u la te th e m o istu re a n d te m p e ra tu re o f fre e z in g -th a w in g so il, w h ic h m a k e s b e n e fit to th e re - se a rc h o f w a te r c y c le a n d its re sp o n se to c lim a te c h a n g e in c o ld re g io n s. A n o v el m u lti- la y e r m o d e l th a t c o m b in e s w a te r a n d h ea t tra n s fe r b a s e d o n th e m o d el of W a te r a n d E n e rg y T ra n s fe r P ro c e ss, W E P - L , w as d e v e lo p e d . T h e m o d el p re d ic tio n s m a tc h e d th e ex - p e rim e n ta l m e a s u re m e n ts in irrig atio n a r e a o f Q ia n g u o w ell. T h e re s u lts sh o w s th a t th e n ew m o d el co u ld s im u la te so il te m p e ra tu re , so il m o istu re c o n te n t p e rc e n ta g e a n d so il f re e z in g -th a w in g p ro c e s s in d iffe re n t d e p th . O v e ra ll, th e n ew m o d el c a n b e u se d to s im u - la te th e d istrib u tio n a n d tra n sfe r o f so il w a te r a n d h e a t flu x es.