基于射流附壁与换向原理设计出一种能够在两个出口产生振荡水流的射流振荡三通，射流振荡三通的两个出口后面分别连接毛管后，能够使水流在两条毛管内按照一定频率间歇性流动，在毛管内产生脉冲水流，可以构建新型的脉冲滴灌系统。在分析射流振荡三通工作原理的基础上，确定了两组射流振荡三通的参数：喷嘴宽度W=5mm和W=4mm，并加工成试验样件，进行了射流振荡三通与毛管脉冲的初步试验研究。试验结果表明：在进口压力为50kPa ~ 120kPa条件下，水流经过射流振荡三通后，每组射流振荡三通都能够产生振荡水流；在每组射流振荡三通两个出口后面各连接一条60m长的毛管，可明显观测到毛管内产生的脉冲水流，在进口压力50kPa ~ 120kPa条件下， W=5mm与W=4mm的毛管进口压力脉冲幅度均在30kPa以上，脉冲频率都为3.6Hz ~ 4.0Hz。通过对比可知，喷嘴宽度越大，脉冲振幅就越大，脉冲频率就越小。

蓄水坑灌法是根据我国北方地区干旱和水土流失双重问题而提出的一种新的灌溉方法，在山丘区果林灌溉中具有广泛的应用前景。本文研究内容对完善蓄水坑灌法的节水机理和部分技术参数有着重要的理论和实际意义。研究并分析了不同系统温度、不同土壤体积质量对饱和导水率的影响。试验结果表明：在同一土壤体积质量的条件下，土壤饱和导水率随着温度的升高而呈现增大的趋势；在同一土壤体积质量条件下，温度较低时（T≤20℃），饱和导水率随温度变化曲线较缓，反之，温度较高时（T≥20℃），曲线较陡。在同一系统温度条件下，土壤饱和导水率随着土壤体积质量的增大而呈现减小的趋势；在同一系统温度条件下，饱和导水率随体积质量变化的曲线逐渐变缓，其斜率逐渐减小。从敏感性上分析，土壤饱和导水率对土壤体积质量的变化较为敏感。土壤体积质量越大，饱和导水率随温度的变化越大；系统温度越低，饱和导水率随体积质量变化越大。

在宁夏中部干旱带设立试验区，以覆膜沟灌玉米为研究对象，设置不同水分处理进行田间试验，依据作物根区土壤水贮存量、生理指标及产量水平等参数，研究确定合理覆膜玉米沟灌灌溉制度。结果表明：沟灌玉米，0-60cm土层土壤水变化幅度最大，20-40cm是主要贮水层，不同水分处理贮水量变幅为0.2-0.89m3/亩；光合有效辐射呈抛物线形规律变化，灌水后均有所下降；蒸腾速率呈单峰型，水分处理不同蒸腾速率峰值出现时间不同；高水分处理玉米净光合速率较高，且有明显“午休现象”；灌溉定额260m3/亩时产量最高为1020kg/亩，180m3/亩时产量最低为918 kg/亩，灌溉水量在一定范围内可增产，但超出上限时，产量与灌水不呈正相关关系。宁夏中部干旱带覆膜沟灌玉米合理灌溉制度为：全生育期灌水4次，灌水定额为65m3/亩，灌溉定额260m3/亩。

基于中子法和烘干法测土壤含水率测定数据，采用SPSS软件进行回归分析，分析表明两种方法的结果近似，用中子法测定土壤含水量结果可靠，快速简便；并用回归方程可对缺测土层深度的含水率进行预测。通过对中子法测定数据分析可知中子法测浅层土壤含水率误差略大，并对其误差进行分析提出一些注意事项。

利用2012~2013年度冬小麦的田间试验资料，研究了小麦、玉米一体化垄作沟灌种植模式对冬小麦生长特性和产量的影响。结果表明：与传统平作相比，一体化垄作沟灌种植模式为冬小麦提供了更好的生长环境。各水分处理，一体化垄作种植条件下冬小麦的灌溉水量减少45mm，生育期延长2~3d，单株叶面积有不同程度的增大，为冬小麦制造更多的有机物创造了良好的条件，导致单穗粒重增加0.05~0.17g，最终产量增加2.09%~3.23%。在冬小麦生育期内，一体化垄作沟灌种植模式的土壤水分控制下限设置为田间持水量70%时，能够获得较好的节水增产效果。

通过条带覆盖、留茬覆盖、压实覆盖、浅松覆盖几种试验处理的方法与传统耕作对比，得出几种保护性耕作措施对土壤蒸发量、土壤水分入渗、地温及玉米的出苗率、长势的影响，并在这个基础上探索出最适宜的保护性耕作方式，提高玉米产量。试验结果表明：各处理均可不同程度减小土壤蒸发量，改变土壤水分入渗率。在地温方面，除浅松覆盖外均低于对照。浅松覆盖和条带覆盖的玉米的生长情况优于传统，而留茬覆盖和压实覆盖的玉米的生长情况不如传统。

对DN32×20T型三通管（多孔出流支管局部水头损失主要发生位置）进行了局部水头损失试验研究，结果表明光滑紊流区内主管至侧管流向局部水头损失系数随雷诺数的增大而变化很小，随分流比的增大而增大；而主管至直管流向局部水头损失系数随雷诺数的增大而减小，随分流比的增大先减小而后增大；并给出了局部水头损失系数与的经验公式。与实测值对比得出：提出的沿支管方向毛管进口压强水头经验计算公式具有较高的计算精度；最后，利用本文提出的局部水头损失系数经验公式分析了等距、等流量多孔出流支管局部水头损失与沿程水头损失的比值hj/hf的变化规律，并给出了扩大系数K的经验公式。

以柑桔为研究对象，对喷灌条件下柑桔冠层特性对水量分布的影响进行了初步研究。利用分形维数法研究柑桔冠层对喷灌水量的截留和地面水量分布的影响，通过对不同的柑桔树冠层的分维数的计算，初步分析冠层截留对地表各部分水量分布的影响。研究结果表明，分形维数的大小明显影响冠层截留量和棵间穿透水量，冠层截留量随着分形维数的增加而线性增大，棵间穿透水量随着分形维数的增加而线性减小，分形维数对茎杆流水量的影响不明显。

利用新疆伊犁河谷地2003年和2011年地下水质量与污染调查评价工作所取得的地下水水质数据，采用单因子评价法进行地下水质量评价，采用同一水井2011年和2003年化学组分浓度对比法进行地下水污染评价。地下水质量评价结果显示，2011年伊犁河以北地区可以直接饮用(Ⅰ～Ⅲ类水)或经适当处理可以饮用(Ⅳ类水)的地下水水井占调查总井数（7眼）的100.00%，不能直接饮用的地下水资源(Ⅴ类水)占0.00%；以南地区可以直接饮用(Ⅰ～Ⅲ类水)或经适当处理可以饮用(Ⅳ类水)的地下水水井占调查总井数（10眼）的90.00%，不能直接饮用的地下水资源(Ⅴ类水)占10.00%。影响地下水质量的天然化学组分主要为氨氮、总硬度、总溶解固体（TDS）、SO42-、Cl-、高锰酸盐指数等。地下水污染评价结果表明，伊犁河以北地区地下水质量等级变差的水井占调查总井数（4眼）的50.00%、质量类别变好的占50.00%、质量类别不变化的占0.00%；伊犁河以南地区地下水质量等级变差的水井占调查总井数（8眼）的0.00%、质量类别变好的占62.50%、质量类别不变化的占37.50%。从研究区自然因素及人为因素两方面简析了伊犁河谷地地下水质量及污染现状，并提出了合理开发利用地下水的建议。

概括介绍了国内外污水灌溉发展情况与研究进展，分析了我国污水灌溉存在的问题与面临的严峻形势。当前我国污灌区灌溉水质不达标，其主要原因是污水处理率较低，污水处理技术不够先进，污水灌溉普遍缺少必要的污水预处理措施，适宜的污水灌溉技术与灌溉制度缺乏，污水灌溉管理监管不到位。提高污水灌溉安全性的有效途径就是大力推行污水灌溉水质预处理技术，采取污水处理技术和适宜的灌溉方式有机结合措施，实现污水资源化安全利用，改善生态环境，保障粮食安全。

面对水资源日益紧缺、人口持续增长和生态日渐恶化的焦作市现状，为使有限的水资源在居民生活、工农业生产和生态保护之间得到充分有效的开发利用，针对以往水资源配置中仅追求经济目标最大化单目标优化方式的缺陷与不足，采用大系统多目标理论与方法并结合考虑生活生态和工农业生产的需水预测，构建大系统多目标理论模型进行水资源优化配置研究，通过应用大系统模型分解协调法实现各子系统的优化，以使得该地区经济效益、社会效益和生态效益达到最优，从而预测出2030年P=50%和P=75%时各子区的水资源配置情况，得出优化配置方案。为指导焦作市水资源合理开发利用及农村饮水安全工程的实施提供切实可行的理论依据与技术支撑。

为能够更好地预测地下水埋深及合理规划、开发地下水资源，本文简述BP-ANN和GM(1,1)模型的基本结构和建模步骤，以长春市体育馆旁长观井（1号井）2002-2010年的地下水埋深资料为基础，分别运用两种方法模拟并预测地下水埋深，并进行对比研究，最后得出如下结论，BP-ANN和GM(1,1)模型的平均相对误差分别为0.55%和3.45%，其对2011年的地下水埋深预测值分别为13.06、13.27，两种模型的拟合和预测精度均较高，两种方法均可用于地下水埋深预测，其中GM(1,1)建模更简单，BP-ANN精度更高。

以灰色系统理论为基础，建立变权灰色关联模型评价区域水资源承载力。在阐述水资源承载力概念的基础上，构建三江平原水资源承载力评价指标体系，确定指标等级标准。将待评价区域的实测指标数列和等级标准数列分别作为比较数列和参考数列，由灰色关联评价理论，计算比较数列与参考数列的联系系数，由变权法确定权重，计算联系度，根据最大关联度原则判断水资源承载力的等级。将此模型应用于三江平原，评价三江平原8个区域的水资源承载力状况，结果表明：2008年三江平原水资源承载力等级为III级，其中鸡西市、鹤岗市、双鸭山市、佳木斯市和依兰县属于第III等级，水资源承载力处于中等水平，水资源与社会经济发展处于平衡状态；七台河市属于II级，水资源承载力为弱无压力状态；穆棱市属于I级，水资源承载力为强无压力状态。与投影寻踪评价模型对比分析，评价结果基本一致，表明模型有效可行，成果合理可靠。建立变权灰色关联评价模型，以期为水资源承载力评价提供一种实用可行的评价模型。

在全球气候变化影响下，新疆内陆河流域地表径流过程的不确定性增加，其径流时空变化变化特征备受关注。以玛纳斯河流域为研究典型，依据流域内塔西河、玛纳斯河、金沟河以及八音沟河出山口水文站1957--2012年径流量资料，统计分析了56a来玛纳斯河流域各河流年径流量的多年变化规律以及空间变异特征。研究结果表明：玛纳斯河流域内各河流年径流过程大致存在4-5个时间尺度的周期性规律，其中8-10a和16-20a左右的周期性变化起占主导；通过泊松相关分析，基本可以认定，流域四条河流年径流过程存在着正相关性，也即存在着同步变化规律，且其相关性与其空间位置及径流量大小存在关联。

以山西省清徐县孟封镇、柳杜乡农田灌区（属于汾河污灌区）为研究对象，在灌区内布设采样点以分层采集土样。对采样点的各分层土壤中的有机质、硝态氮、铵态氮、全磷和全钾的含量进行系统分析，并对不同深度土壤养分物质的分布特征及原因进行了讨论。结果表明：污灌区各采样点表层土壤中养分含量均较大，土壤剖面中养分的分布均有一定的规律性，铵态氮含量随深度增加无明显变化，有机质、硝态氮含量呈现明显的“S”型变化，全磷、全钾在剖面中部有少许浮动，整体呈现逐渐降低趋势；灌溉方式的不同对土壤养分含量有一定的影响，纯污水灌溉地区的养分含量要高于污水井水相结合灌溉地区的养分含量，其中有机质、硝态氮含量在整个土壤剖面均较为明显，全磷、全钾在0-40cm土层中的含量差异明显，40cm以下土壤的含量无明显差异；土壤有机质含量与硝态氮、全磷呈显著正相关性，铵态氮、全钾含量与其他养分之间均无相关性。

分布式水文模型随着信息技术的发展应运而生，其综合运用3S（遥感 RS 、地理信息系统 GIS 、全球定位系统 GPS）、网络等高新技术对研究区域的地理环境、自然资源、人文景观、社会和经济状态等各种信息进行采集和数字化管理，构建全流域综合信息平台和三维影像模型，使各级部门能够有效管理整个流域的经济建设，做出宏观的资源利用与开发决策。

FDR (Frequency Domain Reflectometry)土壤水分传感器是一种用于测量土壤含水量的传感器,本文以FDR土壤水分传感器的工作原理为基础，重点研究了FDR传感器的快速校准方法，使之与标准传感器具有相同的输入输出特性。通过软件对FDR传感器进行校准，并利用校准后的系统与标准传感器进行了对比验证，检验结果表明，校准后的传感器与标准传感器的输入输出特性具有良好的一致性。

针对当前对智能节水灌溉的需求, 为精准农业提供科学依据, 设计了基于ZigBee无线传感器网络(Wireless Sensor Network ,WSN)的土壤墒情监测系统。本设计研发了集环境自动监测传感器、无线智能控制终端和数据采集传输终端于一体的低功耗智能传感器节点，重点阐述了其软硬件设计,控制器采用低功耗单片机Msp430F149。本设计采用ZigBee无线传感器网络，能实现信息采集节点的自动部署，数据自组织传输，可应用于温室、农田等区域, 有助于更好的节能节水，有效地提高农作物单位面积产量。初步测试结果验证了该系统的合理性与实用性。

灌溉水利用系数是衡量灌区建设水平、管理水平、用水效率的重要指标，目前地方政府对这项指标非常重视，江苏省已把这项指标列为水利现代化和农业现代化建设考核的重要指标。如何准确测定灌溉水利用系数，是当前许多水利科技工作者研究的热点课题，从测算实践看，小型灌区测算相对简单，大型灌区因其面积大、种植品种繁杂、用水结构复杂，测算结果的准确率难以把控。本文以东台市堤东灌区为例，采用改进型首尾法测定该灌区灌溉水利用系数。在细化分析其他水源和用水的基础上，测算出东台堤东灌区2012年农业毛灌溉水量为48029万m3，农业净灌溉水量27321.9万m3，灌溉水利用系数0.569。该测定方法在计算毛灌溉水量时分析了灌区其他水源量和用水量，提高了测定结果的准确度；在计算净灌溉水量时引用了作物标准灌溉定额，简化了工作量。

农业及粮食安全关系到国家的长治久安，目前提高耕地面积、国际贸易发展、良种、化肥、农业机械的使用等使粮食安全问题得到了初步解决，但耕地面积减少、化肥对水资源的污染、良种研制瓶颈等成为制约粮食安全的潜在因素。滴灌技术作为集经济效益、社会效益、生态效益于一体的栽培技术已经在棉花等经济作物上广泛使用，并取得良好的效果。将滴灌技术用于粮食生产，不仅改变了“滴灌只适用于效益高的经济作物”的论断，还创造了绿洲春小麦种植的“高产神话”。因此，在中国推广“滴灌栽培技术”是解决中国粮食安全问题的高产、高效、生态的技术路径。

根据菠萝主产区的扎根调查，发现菠萝种植基本不浇水，生长全靠天降雨这一现象，对菠萝产量和肥料利用效率的提高有一定阻碍作用。本文希望通过阐述水分对菠萝生长、产量和品质的重要性，提高生产上的灌溉意识。同时，根据实践和学习，着重分析几种常见灌溉方式的优缺点、设施成本以及应用效果，为菠萝灌溉方式的选择提供参考建议。结果表明：（1）灌溉对于菠萝产量和品质均有促进作用；（2）滴灌投入成本较高，但能实现水肥一体和自动化管理；（3）喷水带价格低廉，但需水压较大适合大面积菠萝种植使用。因此菠萝大面积种植可以选择滴灌，小面积可以选择喷水带灌溉。

根据2013年美国大学生数学建模竞赛B题的要求，对中国地区缺水量进行预测。仿照柯布-道格拉斯生产函数，建立用水需求与人口规模、GDP的函数关系模型，运用国内31个省份的面板数据估计出模型的相关参数。再运用Leslie人口预测和GDP增长模型，预测得出中国2012-2025年各省人口规模与GDP，从而得出相应年份中国各省用水需求量。最后，通过分析各省实际可用水资源情况，计算得出各地区缺水情况。可知中国缺水省份由2012年的11个增加到2025年的13个，其中缺水情况最严重的省份是江苏省。