随着淡水资源的日益紧缺，再生水灌溉已成为人们日益瞩目的研究方向，而再生水灌溉条件下土壤氮素运移规律与模拟成为这个研究的关键环节之一。已往对土壤氮素运移的模拟主要聚焦在数值模拟上，鉴于数值模拟在应用上的复杂性，为了寻找一种简便实用的模拟方法，尝试引入人工神经网络技术对土壤氮素运移进行模拟，经模拟计算得出，拓扑结构为10：12：7的BP网络模型可以较精确地模拟再生水灌溉条件下的土壤氮素运移，此研究为土壤氮素运移的研究开辟了新方向。

根系分区灌水（Partial Rootzone Irrigation, PRI）是一种新型的地面节水灌溉技术，节水潜力巨大。通过分根盆栽苹果不同根系灌水体积试验研究认为，当减少灌水根系体积后，苹果叶片净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）均降低，但Tr降低程度大于Pn，故单叶水分利用效率（WUE）明显提高；同时当减少灌水根系体积后植株新梢和叶片生长速率降低，新梢停长率增加；经过一个生长季的处理发现，减少灌水根系体积增大了植株的中短枝比例，降低了长度大于60cm旺枝的比例，苹果来年的开花株率、单株花序总数、坐果率均增加。

水资源的合理配置利用，就是在对水资源系统的运行和演化机理进行科学分析的基础上，促进用户进行节水。目前，水资源管理的主要措施大都集中在加强行政管理和水资源配置机制方面。开源节流、加强管理只能是解决问题的外因，水资源的合理配置问题，最好由用水者自己来解决，由用水者的利益激励机制来解决，这样才能从根本上解决水资源的短缺和低效率应用问题。利益激励的关键在于水价的制订，拟从数学和管理两个角度，从供水方和用水方的利益激励出发，提出了同时考虑供水方、用水方统一的数学模型，并对模型进行了求解，为灌区水资源定价提供了依据。最后，对该模型的进一步完善指出研究方向。

采用通用流体模拟软件FLUENT所提供的5种不同的湍流模型：标准k-ε模型、RNG k-ε模型、Realizable k-ε模型、标准k-ω模型、SST k-ω模型，对滴灌灌水器微流道内流场水流流动进行了数值模拟。通过对比模拟得出的宏观参量――灌水器的流量与实验室试验的结果，评价了这些不同的湍流模型对不同类型灌水器内流场流量模拟效果的影响，为灌水器内流场的理论分析以及灌水器流道结构的工程设计提供了一定的参考依据。

重建黄土高原土壤水库的调蓄功能是进行黄土高原生态环境治理的根本，而土壤水库的基本调蓄能力是对黄土高原土壤水库的定量描述。在对坡面果园土壤含水量定位观测的基础上，以含水量长期稳定土层为调节深度，得出：阳坡土壤水库调节深度为300cm，阴坡为450cm，半阳坡和半阴坡介于二者之间；阳坡、阴坡、半阳坡和半阴坡坡面果园的调蓄能力分别为597.50、896.22、697.06和796.64mm；土壤水库的调蓄量受调蓄能力及降水量的影响，丰水年主要受土壤水库调蓄能力影响，不同坡向间呈现出较大的差异性，以阴坡最大，阳坡最小，在年际之间也呈现出同样规律；枯水年土壤水库的调蓄能力主要受控于雨季降水量，坡向间差异不明显，其土壤水库蓄水有效性也表现为同样规律。

灌区节水改造往往为多种措施同步进行，灌区综合节水量为各单项措施实施的综合效果，现有节水量计算方法在评价具体节水措施对总节水量的贡献方面尚有不足之处，无法满足实践发展的需要。因此迫切需要研究一套即能体现各单项措施的节水效果，又能表达综合节水量的计算方法。在分析灌区从水源到作物消耗各环节需水及各措施节水原理的基础上，将单项措施节水量计算方法与综合节水量计算方法有机组合，建立一套无重复计算量的、能真实反映各单项措施节水量的节水量计算方法。

针对农业生产中蔬菜栽培的灌溉费水费时的现状，实验采用一种自制负压自动灌溉系统，将供水压力设定在负值，利用土壤自动吸水的特性，达到自动灌溉和节水的效果。在此系统灌溉下采用茎热平衡技术测定番茄植株的茎流规律，分析了茎流变化规律与环境因子之间的关系，同时分析了番茄植株不同部位茎流差异以及剪叶对番茄植株茎流的影响。结果表明，在设定灌溉系统负压为60hPa下,温室土壤含水量基本控制在阴天20.19%、晴天18.75%左右；茎流数据表明番茄植株蒸腾与太阳辐射值呈显著正相关，适当遮阴降温可以减少植株蒸腾。实验也进一步证明了叶片是植株蒸腾的主要器官，植株底层叶片蒸腾速率相对较微弱。

首先综合分析了近50年来新疆的农业水土开发与节水灌溉状况。综观50年来新疆的农业灌溉，历经了普遍采用的地面灌溉方式，以及喷灌、滴灌等高新节水灌溉方式。上述灌溉方式，前者通过渠道防渗的工程节水模式难于实现节水增产且在某种程度上剥夺了生态用水量；后者注重作物生长机理的农艺节水模式可以实现节水增产，但是从另一方面看却无法改良土壤，相反甚至导致土壤盐渍化加剧。因此，不管是工程节水还是农艺节水，均应重新考虑其节水的可持续性，能否合理配置整个流域的水资源，能否实现整个流域水土资源的可持续利用。怎样才能实现整个流域水土资源的可持续利用？提出了有别于“真实节水”的现代农业节水新概念——可持续节水。

开发一种适合我国灌区实际的基于GSM短信平台和无线高频通信的智能灌溉自动控制系统，该系统可以通过PC机界面或普通GSM制式手机输入控制命令或收集运行参数，并可以依据采集的环境参数或预先设置的计划进行自动灌溉。系统设计合理，操作简单、价格低廉，该系统已经在北京某郊县和新疆某农场安装，运行效果满足实际要求。

水价制定的科学性和实施的可操作性，将会对经济、社会、政治、生态环境等方面产生重要的影响。针对传统层次分析法在综合水价确定应用中存在的问题，提出了改进的模糊层次分析法，总结出水价制定的若干主要指标,运用三标度法,确定各评价指标对于评价目标的影响程度，将模糊一致矩阵引入层次分析法中，通过建立模糊一致矩阵来确定影响因素权重，并将所得结果用幂法迭代，从而提高权重的收敛速度和计算精度。举例证明了该模型在确定综合水价中具有有效性和合理性。

基于遗传程序拟合非线性函数的思想，建立了量化计算作物干旱程度的遗传程序模型。该方法通过演化计算自动寻找最优的模型结构，不但可以准确地反映出干旱对作物造成的产量损失，而且避免了预先建立具体数学表达式及求解参数的不便。实例表明：遗传程序设计的作物干旱程度量化模型，具有较大的灵活性和智能性，拟合精度高，可为农业干旱风险评估提供科学的依据和坚实的基础。

应用遥感方法计算区域蒸散发具有很多常规方法所没有的优势。在基于地表能量平衡原理的SEBAL模型基础上提出了将新一代对地观测数据MODIS应用于反演区域地表蒸散的计算方法，并对新疆焉耆盆地的日蒸散发与月蒸散发情况进行了计算模拟，获取了相关地面特征参数。通过与基于ETM数据的SEBAL模型计算结果进行对比分析，验证了MODIS数据计算结果的合理性，并利用研究区实测水面蒸发值与区域水均衡方法对MODIS计算结果进行进一步的验证，说明了利用MODIS数据反演区域蒸散发的方法是切实可行的。

隔畦灌溉是地面灌溉节水措施的主要措施。研究隔畦灌溉时灌溉畦中的土壤水运动规律及其对不灌溉畦土壤水分含量的影响，对于在不同土壤特性下，确定灌水量、隔畦宽度等隔畦灌溉技术参数具有重要作用。基于灌溉畦中土壤水分二维运移规律，利用HYDRUS-2D模型，模拟灌溉后间隔畦中土壤水在不同时间、不同深度的含量。模拟与实测值相比，平均误差不超过1.19%，表明利用HYDRUS-2D模型所建模拟模型可用于隔畦或隔沟、隔行灌溉土壤水分运动模拟。

义乌市的小型水库数量众多、建成时间长, 放水涵管结构老损严重，急需更新和加固。经过对返挖重建、新建放水隧洞和新建虹吸管这三种坝下涵管处理改造措施进行比较的结果显示：虹吸管具有能降低成本、易于管理、便于维护及施工方便的特点。根据虹吸管的特征，应因地制宜地进行实际布置，介绍了穿过坝体铺设和结合溢洪道建设进行虹吸管布置的2种设计方案，并对管材的选择、构件的设置进行了分析，提出了运用材料及结构的改进措施。对施工和质量控制、虹吸管投入运行的效果及运用注意事项进行了介绍，分析了运用过程中可能出现问题的原因及其避免方法。虹吸管己在许多小型水库中安装使用，使用结果表明，虹吸管不仅运行安全可靠，而且节约投资，经济效益十分显著。

通过充分认识膨胀土渠道的特点，结合膨胀土渠道的破坏形式，深化认识和提高对渠系设计理论的探讨，应用多学科（水利学、材料学、水工结构学等学科）的理念，提出了用HPZT膨胀土改性剂固结膨胀土进行南水北调膨胀土渠道施工。该施工方法主要采取新材料、新技术，通过物理方式处理，彻底抑制膨胀土的膨胀性能，解决膨胀土地区渠道施工中的难点。

会泽县迤车灌区灌溉面积1667hm2，属中型灌区。基于该灌区存在的问题，提出发展高效用水农业的有效途径，旨在为灌区建设提供决策参考，进而为社会主义新农村建设奠定坚实基础。围绕灌溉水的利用系数达到0.85以上，水的利用效率达到2.0kg/m3以上的高效用水农业目标，通过5个方面的建设来实现，一是科学规划和末级渠系建设示范，二是建设资金筹措，三是建立有效的节水激励机制，四是建立合理的水土资源培肥结构，五是成立农民用水户协会，对山区灌区发展高效用水农业具有普遍的现实意义。

针对当前节水灌溉发展主要依靠政府推动、行政力量组织的方式开展，农民发展节水灌溉缺乏内在动力的现实，提出了必须综合运用法律、行政、经济及管理等手段，促进节水灌溉实施主体－农民自主发展节水灌溉的积极性，并就具体的内因和动力进行了认真分析。

我国北方干旱地区水资源短缺，严重制约了经济社会的发展，生态环境形势严峻；同时水资源利用效率及效益低下，因此大力推行节水、建设节水型社会成为北方干旱地区可持续发展战略的重要保障。以聊城市为代表，分析了该市水资 源特点及其开发利用现状中存在的主要问题，结合聊城市经济发展的客观实际，提出了聊城市建设节水型社会的思路、目标和措施。

在1998～2005年的八年度期间，国家分年度、分阶段对宝鸡峡灌区干支渠和建筑物等实施了续建配套与节水改造。随着各年度工程的竣工投运，灌区工程设施面貌在一定程度上得到了改观，工程减灾效益、经济效益、节水效益和生态效益等逐步显现。经跟踪调查和运行测试，灌区工程维护费和事故赔偿费不断减少，粮食生产能力不断提高，灌溉用水率和节水量不断提高，生态环境不断改善，在一定程度上缓解了灌区缺水状况，促进了灌区农村经济的快速稳定发展。