Para proporcionar información de entrada confiable para el diseño de carga y la extracción de muestras de hielo de agua del suelo lunar, es necesario estudiar la distribución del contenido de agua y la migración de agua de muestras simuladas de suelo lunar con hielo de agua. Sobre esta base, se propone el modelo de campo de temperatura y la relación de acoplamiento hidrotermal. El modelo de campo de temperatura se construyó combinando la conservación de la energía y la ley de transferencia de calor de Fourier. Se estableció la relación de acoplamiento y se obtuvo el modelo de acoplamiento hidrotermal mediante la prueba del contenido de agua no congelada utilizando el método de resonancia magnética nuclear. Se utilizó software de elementos finitos para resolver el modelo numéricamente y se analizaron las reglas de migración de agua de las muestras de suelo con hielo de agua a diferentes temperaturas ambientales. Se realizaron pruebas de perforación de pared delgada en las muestras simuladas de suelo lunar con hielo de agua para obtener datos de contenido de agua para diferentes ubicaciones, y se verificaron los resultados de la simulación. Debido al efecto de migración del extremo frío del agua, cuanto más cerca se probaba del borde de la muestra, mayor era el contenido de agua. Cuanto mayor era la temperatura ambiental, más pronunciado era el fenómeno de migración de agua de toda la muestra. Estos resultados de investigación proporcionan una base para el diseño del esquema de muestreo.