土坝是水库枢纽的主要建筑物之一,主要起着拦蓄洪水的作用。它具有对地质条件要求低,造价低廉的特点等,因此得到了广泛的应用。在土坝的研究中,土坝的安全一直是人们关注的重点,而渗流是威胁土坝安全的主要因素之一,因此,土坝的渗流问题越来越引起人们的关注。本文从渗流基本理论出发,探求了土坝在非稳定渗流下坝体内自由水面线的变化过程。研究的主要内容有:1、阐述了渗流基本概念。从土壤水分运动基本方程出发推导出多孔介质中渗流的基本方程,并阐述了稳定渗流、非稳定渗流问题的基本概念及其不同的定解条件,在该理论基础上,进一步得到了稳定、非稳定渗流基本微分方程。2、概述了渗流问题求解方法。着重介绍了几种数值计算方法,并且详细分析了有限元法的基本原理,有限元法的实施方法和实施步骤,基于Galerkin加权余量法推导了稳定、非稳定渗流微分方程的有限元格式。3、运用根据有限元原理编制的程序UNSST2,对安徽省定远县桑涧水库土坝的非稳定渗流场进行计算。根据计算结果分析了桑涧水库库水位下降过程中,不同渗透系数、不同下降速度下坝体内浸润线的变化规律,上游坡出渗点处渗透坡降的变化规律,同时还分析了不同工况下土坝组合参数k / (μv), t / T及h0 /H的数值,并得出了渗流自由面最高点经验公式。通过本文的研究,初步探讨了水库水位下降过程中,坝体内自由水面线最高点的变化以及上游出渗处渗透坡降的变化,旨在为土坝的设计和运行管理提供切实可行的依据。