هدف: هدف از این پژوهش، توسعه مدلهایی برای شبیه سازی دقیق توزیع و توزیع مجدد رطوبت در خاکهای دو لایه تحت آبیاری قطره ای سطحی بود. روش پژوهش: برای دستیابی به این هدف، آزمایش هایی بر روی یک مدل فیزیکی شفاف از جنس پلکسی گلاس و با استفاده از شش پروفیل مختلف از خاکهای دو لایه (با ترکیب سبک تا سنگین) انجام شد و مدلهای رگرسیون غیر خطی بر پایه ویژگی های هیدرولیکی خاک و قطره چکان توسعه یافت. یافته ها: یافته ها نشان داد که مدلهای پیشنهادی در فاز توزیع رطوبت دقت بسیار بالایی دارند (با ضرایب همبستگی 85% و 88%)، اما در فاز توزیع مجدد، به ویژه در جهت افقی، دقت آنها کاهش می یابد. همچنین مشخص شد که مدلها در جهت افقی تمایل به بیشتر برآورد و در جهت عمودی تمایل به کم برآورد دارند. نتیجه گیری: با اعمال اصلاحات بر روی این خطاهای سیستماتیک، می توان دقت پیش بینی مدلها را برای طراحی بهینه سامانه های آبیاری بهبود بخشید.