在微润灌溉前提下，为了探究不同交替灌溉的周期对大棚大叶茼蒿生长发育的影响，设置1m压力水头6d交替灌溉周期(A处理)、1m压力水头12d交替灌溉周期（B处理）和普通灌溉（C处理）3个不同处理，每个处理重复试验3次，分析大叶茼蒿的生长状况以及灌溉水分利用率。研究表明：就本试验大叶茼蒿而言微润灌溉处理组的灌水量可以降低约35.6%，灌溉水分生产率分别为普通灌溉组的2.62倍和3.96倍，且大叶茼蒿的生长优势明显；12d的交替周期更有利于大叶茼蒿生长。

为了研究土壤吸力测试方法对土壤水分特征曲线的影响，以砂土为试验材料，利用张力计、滤纸和压力板仪分别测得砂土的水分特征曲线并通过VG模型进行拟合。得出了在相同含水率下压力板仪（退湿）测得的吸力大于张力计连续测量法测得的吸力大于张力计间断测量法测得的吸力，张力计间断测量法和滤纸法测得的吸力几乎相等。从物理化学的角度分析了由于接触角滞后会导致不同测试方法所对应的接触角存在差异，以及接触角变化对砂土吸力的影响。从理论分析和试验结果得出导致造成测量结果不同的原因是在测试时土体中接触角滞后造成的，接触角滞后对轴平移技术和张力计影响非常大，而对滤纸法影响非常小。随着接触角的增大，轴平移技术和张力计的测量结果将会变小，滤纸法几乎不受影响且和在自然状况下张力计的测量结果十分接近。

为探究生物炭在河套灌区滴灌玉米种植过程中的适用性，试验设置不施用生物炭（CK）、生物炭施用量为15 t/hm2（ST1）、30 t/hm2（ST2）、45 t/hm2（ST3）和60 t/hm2（ST4）共5个处理，研究了不同施炭量对土壤含水率、温度、养分含量和玉米产量指标的影响。结果表明：随生物炭施用量的增加，玉米耕层土壤含水率呈先增加后减小的趋势，但均明显高于CK，且当施炭量达到45 t/hm2，效果最为显著，各生育期0-20cm平均含水率较CK高15.01%、19.60%、13.12%、11.06%和3.38%。施用生物炭显著提高了耕层土壤养分含量，玉米全生育期内，各施用生物炭处理土壤有机碳含量平均较CK高37.48%~56.09%，差异性显著，以处理ST4增幅最大；速效磷平均较CK高51.26%~69.75%，差异性显著，且处理ST3增幅最大；速效钾平均较CK高25.97%~49.37%，差异性显著；碱解氮含量平均较CK高29.91%~51.88%，差异性显著，以处理ST3增幅最大。施用生物炭显著提高了耕层土壤温度，且随施炭量的增加呈增加趋势，但当施炭量达到45 t/hm2后，增温效果减弱。施用生物炭显著提高了玉米产量，处理ST1、ST2、ST3和ST4分别较CK增产11.05%、18.56%、22.46%和18.72%，差异性显著。综上所述，施用生物炭显著改善了耕层土壤的水肥热条件，且增产效果显著，较适宜在河套灌区膜下滴灌玉米种植过程中应用推广。

通过对济南地区水生态环境及水文特性的研究，选取影响试验指标的主要结构参数，包括种植植被、种植土层配料选择、人工填料层填料选择、人工填料层填料粒径，对4因素分别设置3水平，利用正交试验设计理论，通过人工降雨方式对9组试验进行实地试验模拟。利用TOPSIS综合评价法、极差及方差对试验指标雨水蓄存率、初始产流时间、洪峰延迟时间进行分析评价，结果表明：雨水蓄存率、初始产流时间、洪峰延迟时间分别在34.65%—82.83%，38.5min—197.0min，58.5min—219.0min之间，平均值分别为56.08%、103.94min、146.5min，植被选择、人工填料层填料粒径对雨水花园蓄滞效应的影响最显著，种植土层配料选择、人工填料层填料选择影响最弱；最佳雨水花园蓄滞效应的综合配置方案为千屈菜、5份园土+3份的腐叶土+2 份河沙、30cm石英砂+20cm煤灰渣、下层：小粒径。

通过田间试验，计算了玉米开花期土壤、根系、叶水势及各界面水分阻力。结果表明，叶—气界面阻力占总阻力的98%，膜下滴灌及膜孔灌条件下，水分在土壤—玉米—大气系统传输过程中各阻力的重要性均为：水汽扩散阻力?植物地上部分内部传导阻力?土根接触阻力?根系吸收阻力?根内木质部传导阻力?土壤阻力。通过电镜扫描不同灌水定额下叶片气孔形态，在分析气孔长度、宽度、密度的基础上，分析了气孔形态指标与灌水定额、气孔导度、水汽扩散阻力之间的关系。结果表明：叶片气孔长度和宽度、气孔密度均随灌水量的增大而增大，气孔宽度与气孔导度呈线性关系，相关性较好，但气孔长度与气孔导度相关性较差。

新疆棉花人工采摘成本大幅提升，为了达到提高棉花采摘效率和经济效益的目的，膜下滴灌棉花需要采用机械化采摘种植模式，以适应机械化采摘作业，种植模式的改变引起了土壤水分分布规律的改变。本文采用烘干法，数值模拟法分析了1膜2管6行、1膜3管6行和1膜3管5行种植模式下灌出苗水前后土壤水分分布规律，建立Hydrus-2D模型进行数值模拟，验证模型可靠性。结果表明，灌水7天后，（1）1膜2管6行土壤平均含水率表现为：滴头处＞中间窄行＞膜边窄行＞膜间；（2）1膜3管6行土壤平均含水率表现为：窄行＞窄间距滴灌带间＞宽间距滴灌带间＞滴头处＞膜间；（3）1膜3管5行土壤平均含水率表现为：窄间距滴灌带间＞滴头处＞宽间距滴灌带间＞窄行＞膜间。通过分析可知，1膜3管6行土壤水分条件优于1膜2管6行，1膜3管5行，土壤水分条件最优。Hydrus-2D模型土壤水分模拟值与实测值整体吻合程度较好，能很好模拟不同种植模式下土壤水分运动分布特征。研究结论可以为膜下滴灌棉花机械化种植生产提供技术参考。

为了探究水肥一体化技术对豫中烟区不同烤烟品种根系发育、化学成分及产值的影响，在豫中烟区选取中烟100、豫烟6号和豫烟10号三个品种，探究了相同肥料用量下的常规栽培与水肥一体化处理对烤烟产量、化学成分、根系发育以及经济效益的影响。结果表明：在相同施肥量下，水肥一体化技术能够有效且显著的提高烟叶产量并提升烟叶品质，但不同品种间的表现存有差异。其中，对豫烟6号的促进效果最为显著，利用水肥一体化栽培技术，株高、茎围和最大叶面积分别提升了19%、4%、7%；烟碱含量提升了15%，总氮含量提升了32%，氯含量降低了40%，钾含量提升了43%；上等烟比例提升了25%，产量与产值分别提升了7%、19%；根系体积提升了19%，总吸收面积提升了20%，活跃吸收面积提升了26%；根系活力、ATPase活性与常规栽培处理组相比，分别上升65%、33%。总体而言，利用水肥一体化技术，豫中烟区烤烟产质量有了显著提升，但针对不同品种烤烟提升效果不同，豫烟6号表现最优，适宜于大面积推广。

为了解决坡度为1/100～1/200的U形渠道量水问题，开发了一种椭直形量水槽。选用6种不同收缩比，在3种不同规格的U形渠道上进行田间试验。利用量纲分析法推求水深流量关系，提出田间试验中壅水高度的计算方法，探讨壅水长度对量水槽建造位置的影响，分析了测流精度和佛汝德数。结果表明：相对水深与相对流量具有良好的幂函数关系，R2=0.995；自由出流流量公式具有一定的精度，平均相对误差为2.38 %，最大相对误差为5.04 %；收缩比应控制在0.55以下；量水槽距离渠道进口应大于渠宽的15倍。本研究为椭直形量水槽在陡坡U形渠道上的进一步应用提供参考。

以大伙房水库为研究区域，选择环境卫星影像数据与同步实测叶绿素a浓度，建立线性回归模型与最小二乘支持向量机（LS-SVM）模型，进行大伙房水库叶绿素a浓度的定量反演研究。结果显示，LS-SVM模型比线性模型更适用于大伙房水库的叶绿素a反演研究。应用LS-SVM模型后，模型预测值与实测值的决定系数R2由0.5918提升到0.8167、平均相对误差从65.4%减小到24.49%，明显提高了大伙房水库叶绿素a的反演精度。

利用合肥环巢湖地区城市地质调查项目取得的浅层地下水测试数据，采用单指标和综合质量相结合的方法对地下水质量进行评价。结果表明，区内浅层地下水质量一般，Ⅰ类水缺失，可直接饮用的Ⅱ和Ⅲ类水所占比例为43.85%，不能直接饮用的Ⅳ和Ⅴ类水所占比例为56.15%。分析认为区内浅层地下水质量受地质营力作用产生的原生指标和人类活动产生的次生污染指标的共同作用，一般化学指标对地下水影响程度最大，超Ⅲ类水单指标贡献率最大为亚硝酸盐，其次为硝酸盐、铁、总硬度、pH等。剔除原生异常指标外，地下水综合质量明显有所好转。

参考作物蒸散量(ET0)对作物灌溉、水资源评价和气候变化均具有重要意义。利用若尔盖湿地及其周边19个气象站1960—2015年逐日气象资料，根据辐射修正的Penman-Monteith模型计算了湿地ET0，采用累积距平、Mann-Kendall检验、Pettitt检验、Theil-Sen趋势度、EOF分解等方法分析了蒸散时空演变规律，并采用通径分析研究蒸散变化成因。结果表明：(1)若尔盖湿地年ET0均值为625.3mm，并以4.89mm/10a的速率显著上升(p＜0.01)，四季ET0表现为夏季＞春季＞秋季＞冬季。年、秋、冬ET0分别在1968年(p＜0.01)、1997年(p＜0.01)、2003年(p＜0.1)突变上升，春、夏两季未出现突变。(2)湿地年均ET0呈南部、东部边缘高、西北—东南一线较低的空间分布特征，且变化速率由东北向西南递减，其中西部班玛以北及南部马尔康、黑水之间地区ET0呈缓慢下降趋势。(3)ET0第一特征向量均为正值，说明若尔盖湿地ET0变化保持高度区域一致性，南、北反向差异和东西、中部反向差异分别为第二和第三空间结构特征。(4)影响若尔盖湿地ET0的主要气象因子为相对湿度，且能够综合其它因子对ET0产生作用。近年来若尔盖湿地ET0的上升主要是因为相对湿度的显著下降，其次是净辐射、平均气温和风速的显著上升。

研究广西农业水资源利用效率区域差异及其影响因素，为促进广西农业生产节水增效提供现实指导意义。基于2007～2016年广西14个地市的面板数据，运用Global超效率DEA模型和基于全要素思想的水资源利用效率测度方法对广西农业水资源利用效率进行测算，并运用面板Tobit模型探究农业水资源利用效率的影响因素。研究结果表明：2007～2016年，广西农业水资源利用效率呈波动式上升走势，效率值总体偏低，防城港、钦州、北海、南宁等北部湾经济区城市的水资源利用效率较高，而河池、百色、贵港3个城市的水资源利用效率较低；年均降水量、年均气温、地表水占供水结构比例、耗水作物种植面积、农村居民纯收入对广西农业水资源利用效率呈正向相关性，人均水资源量、有效灌溉面积对广西农业水资源利用效率呈负向相关性。结合广西农业发展的现实背景分析发现，农民节水意识不强、季节性与工程性缺水、农业经济发展水平较低、粗放式灌溉都是造成农业水资源利用效率不高的原因。

全球气候变化和西南喀斯特地区社会经济的发展，区域水资源脆弱性问题逐渐凸显。选取人类活动强烈、喀斯特地貌发育典型的黔中典型区县为例，基于DPSIR模型构建了反映黔中地区水资源脆弱性的评价指标体系，采用熵权-TOPSIS法对研究区2007、2015年的水资源脆弱性进行了诊断评价。结果表明：镇宁县、关岭县水资源脆弱性分别出现降低、六枝特区大致保持稳定外，普定县、平坝县水资源脆弱性均呈上升趋势（加剧），上升程度为16.44%、7.03%，其中普定县、平坝县2015年水资源脆弱性贴近度为0.4878、0.4961，为中度-偏重度脆弱。分析认为，黔中地区经济社会迅速发展对水资源需求的急剧增加，大型水资源工程缺乏及水资源利用率低，尤其是地下水资源是区域水资源脆弱性上升的主要原因。此外，区域石漠化等生态环境破坏也是造成水资源脆弱性增加的重要因素。

番茄目标产量预测对于合理制定灌溉施肥制度以及减少水肥的浪费有着重要意义。以番茄历年产量数据为依据，提出了一种基于长短期记忆递归神经网络的番茄目标产量预测模型，包括模型设计、网络训练和预测过程实现等，将模型预测结果与自回归移动平均(ARIMA)、小波神经网络（WNN）、支持向量回归（SVR）三种时间序列预测模型进行对比，验证了所提出的LSTM递归神经网络预测模型在番茄目标产量预测中具有较高准确性。

农田水利基础设施管护主体缺失、管护效率低下是制约我国农业可持续发展的关键，根据不同地区经济社会发展状况选择适用的管护模式，对于明确农田水利基础设施管护主体、提高农田水利基础设施管护效率具有重要的意义。首先，采用文献调研和案例分析的方法归纳总结出4种常用的农田水利管护模式；其次，根据评价原则选取相应的评价指标，并构建农田水利管护模式评价指标体系，再利用综合集成赋权法计算出各个评价指标的权重；最后，以M市某灌区为例，对农田水利管护模式适用性进行评价研究，以确定适宜M市农田水利基础设施的管护模式。

为探索不同气候区适宜的参考作物需水量计算方法，基于全国不同气候区典型区域 9 个气象站多年日气 象资料，分别利用 8 种常用计算方法计算参考作物需水量，并以 Penman－Monteith 公式计算结果为标准，对不同计算 方法计算结果进行评价，结果表明，Hargreaves 公式在各气候区的精度表现均比较理想，McClound 公式和 Brockamp and Wenner 公式在温度大陆气候区和温带季风气候区表现较为理想，根据不同气候区典型气象站 60 年( 2013 年以 前) 的实测气象资料，率定了不同气候区 Hargreaves 公式及 McClound 公式的适宜参数，2014 年实测资料验证结果表 明，与 PM 公式计算结果相比，中国不同气候区 Hargreaves 公式计算结果的 RMSE、PE 和 R2 值分别为 0．42 ～ 0．95 mm/ d、0．81% ～ 10．69%和 0．66～ 0．94，在温带大陆气候区和温带季风气候区 McClound 公式计算的 RMSE、PE 和 R2 值分别 介于 0．80～ 1．23 mm/d、1．36% ～ 14．52%和 0．60～ 0．87，在温带大陆气候区 Brockamp and Wenner 公式计算结果的 PE 值 普遍偏高，而在温带季风区( TMZ) Brockamp and Wenner 公式计算结果的 RMSE、PE 和 R2 值分别为 0．95 ～ 1．29 mm/d、 1．14% ～ 7．87%和 0．59～ 0．81。

参考作物需水量（ET_0）是计算作物需水量、指导农田灌溉和水资源规划的重要依据。根据赤峰气象站34a长系列资料（包括最高气温、最低气温、相对湿度、平均风速和日照时数），利用FAO56-PM公式对3种ET_0估算方法（Hargreaves公式、McCloud公式、Irmark-Allen公式）进行比较分析，主要依据平均偏差、平均相对偏差、相关系数3种指标分别对日、旬、月序列的吻合度进行评价。结果表明：Hargreaves公式和Irmark-Allen公式与FAO56-PM吻合较好，其次为McCloud公式，从而说明Hargreaves公式和Irmark-Allen公式在该区运用的可行性，通过回归分析对二者进行修正，得出Harg公式与FAO56-PM计算结果更为接近，即Harg公式更适合燕山北部丘陵温热区ET_0的计算和预测。

作为一项社会心理因素，社会规范对农户采用新技术的行为有着不可忽视的重要影响。以陕西省杨凌区农户节水灌溉技术采用行为为例，引入社会规范相关因素，并用因子分析法对社会规范及其各维度进行度量，提出相关假设，利用Logistic模型验证社会规范指数及其他因素对农户采用节水灌溉技术行为的影响。研究结果表明：社会规范中描述性规范、命令性规范、个人规范对农户采用先进节水技术行为均有显著的正向影响，且各维度的影响效果不同；另外，年龄、风险偏好、家庭收入、兼业程度、水价和水资源稀缺度对农户技术采用也有显著影响。

根据黄土高原丘陵沟壑区小流域的观测资料，利用HYDRUS软件建立了该区域的土壤水分运移模型，分析了在降水条件下沟道不同地理位置及不同土层深度下土壤水分的分布规律，将模拟结果与实测数据进行了对比验证，同时利用该模型对暴雨条件下土壤水分的运移进行了模拟。结果显示，建立的模型能够较好的反映当地土壤水分的运移状况，模拟结果显示暴雨结束后，上游20 cm及40 cm深处土壤水分含量降低相对较快，下游40 cm深处土壤水含量降低最慢，且保持了较高水平。

参考作物蒸发蒸腾量（ET0）是制定作物灌溉制度与灌溉工程规划、设计的重要依据。基于1961-2014年呼伦贝尔市7个典型站点以及其周边隶属于黑龙江省的6个站点的农业气象观测资料，利用国际粮农组织FAO推荐的Penman-Monteith公式计算ET0，采用克里金法进行空间差值，利用MATLAB进行Mann-Kendall检验，采用SPSS对ET0及气候因子进行相关分析。结果表明：1）呼伦贝尔市作物全生育期及逐月ET0的空间变化趋势呈北低南高之势；ET0随时间推移呈逐月递减趋势，呼伦贝尔市南部地区5月ET0高达158mm。2）除东南地区外，全生育期ET0年际间线性趋势与多项式趋势一致，基本呈现上升趋势；除5、6月份生育期内其它月份ET0均有上升趋势。3）逐月及全生育期ET0突变检验结果均为正值，6月和9月各有两个站点上升趋势显著（U>Ua）。4）ET0变化与相对湿度为负相关，与其它气象因子均呈正相关关系，其中气温与水气压是影响ET0最大的两个气象因素。

城市内涝与水资源短缺在一定程度上反映了雨水资源利用与控制技术的不足,为实现雨水源头减排和提高雨水资源利用效率，基于传感器技术和单片机原理，设计了由雨水收集系统、浇灌系统和智能控制系统等组成的自动集雨灌溉系统，并针对该系统的实现过程和运行模式开展了模型试验测试。试验表明：自动集雨灌溉系统设计方案可行，单片机程序编写合理，整套系统具有较好的智能感知和识别能力，能够自动实现雨水的收集与灌溉过程。本研究成果可为提高雨水资源利用效率和缓解城市内涝提供设计思路和技术支撑。

为了研究越冬期日光温室不同升温设施中灌溉水的升温特性，以黄土高原离石区设施蔬菜示范基地日光温室群的越冬期跟踪监测数据为依据，研究了地下浅式升温池和地上深式升温池中灌溉水水温的变化特性。结果表明：①升温池内表层水温随气温剧烈波动，而0.3m以下灌溉水水温不随室温剧烈波动而稳步升温，但升温速率与气温变化有关；②地下浅式升温池的升温效果远远领先于其他型式的升温池，地下浅式升温池中灌溉水在升温27h之后便能达到灌溉要求，而地上深式升温池在升温48h还没有达到灌溉要求；③地下浅式升温池在占地面积、升温效果、管理风险、经济成本等方面明显优于其他结构型式的升温池，推荐地下浅式升温池作为越冬期间日光温室灌溉水的升温设施。研究结果可为北方高寒地区越冬期温室大棚的灌溉水温管理提供具有实际意义的技术支撑，对丰富灌溉理论与技术具有一定的科学价值。

为探究U形渠道三角剖面堰量水的可靠性及其水力特性，以更好的进行灌区科学化管理，合理分配水量。基于堰流原理，通过Fluent 6.3软件，采用VOF方法和RNG k-?湍流模型对U形渠道三角剖面堰进行三维数值模拟，并对模拟结果进行分析。对不同流量工况下沿程水面线，流速分布，佛劳德数以及水头损失进行探究分析，得到水面线在量水堰处急剧下降，同时流速增大。水流流态从缓流到急流再恢复缓流，临界流出现在堰顶处，且最大水头损失不超过上游总水头的13%，理论分析发现各项水力特性均符合经典水力学基本原理。建立流量公式并比较分析计算流量，模拟流量和渠道流量，最大误差为13.86%，最小误差为0.03%，基本符合灌区量水堰测流的精度。

针对即有全渠道灌溉系统（Total Channel Control）成本过高，规约标准不统一等问题，设计了一种用于全渠道灌溉系统的采集水情信息、水位控制闸门的一体化装置。该装置借助模块化思想搭建硬件部分，包括太阳能供电模块，远程通讯模块，PLC继电器控制模块等，采用模糊控制方法结合脚本程序互补来提高控制精度，充分利用MCGS操作系统的可扩展性实现数据交互管理和功能控制。实验测试表明装置能稳定传输数据，远程监控中心能实时获取监测数据和闸门启闭机状态参数以及远程控制闸门动作，该装置的测量精度和控制自修正补偿精度契合我国规约标准，具有实际应用和可推广价值。