蚕豆在开花结荚期的土壤水分条件对于形成作物干物质尤为重要，研究开花结荚期不同土壤水分条件对蚕豆生理生态特性的影响，以及蚕豆自身生理特性对水分的调节适应过程具有重要意义。采用盆栽试验，监测净光合速率、蒸腾速率、水分利用效率、气孔导度等参数，分析了不同土壤水分条件下蚕豆光合效率的光响应特征。结果表明：在适宜含水率时，蚕豆各项光合参数都保持在较高水平，蚕豆得以正常生长；含水率较低或较高时，蚕豆叶片气孔导度都呈现出下降趋势，蒸腾速率也随之降低，最终影响到光合速率的降低，进而影响蚕豆正常生长过程。维持在蚕豆正常生长的土壤含水率范围在28.06%~30.14%之间，最佳土壤含水率在29%左右；适宜光合有效辐射强度为600~1600μmol/(m2?s1)。

以尿素、磷酸二氢铵、硫酸钾3种化肥为例，详细研究了微孔混凝土灌水器在不同灌溉模式下的流量变化规律。结果表明：单纯灌水时，灌水器流量会小幅下降，灌水器内少量沙粒被水剥离堵塞微孔是导致其流量下降的主要原因，灌水器的孔径较大，自来水中的离子在其微孔中沉积对其流量影响很小。水肥灌溉时，加入不同的化肥对灌水器的流量影响很大；尿素中不含难溶物质，加入水中不影响灌水器的流量变化规律；磷酸二氢铵和硫酸钾中含较多难溶物质，加入水中会堵塞灌水器的微孔，导致灌水器流量快速下降；将磷酸二氢铵和硫酸钾配成溶液进行过滤后再加入水中，可避免灌水器堵塞，保证灌水器流量稳定。该研究为微孔混凝土灌水器的科学使用奠定了基础。

水稻在我国已经有 7 000 余年的种植历史，是常食用的粮食作物。世界近 1 /2 的人口都以水稻为食，但 水稻是一种喜水性作物，灌溉用水量达 18 000 m3 /hm2 ，高额的耗水量使使得水资源严重短缺不足、高耗水作物面积锐 减。通辽市农业灌溉仍有一大部分采取传统的灌溉方式，水稻灌溉定额相对较高，存在着水资源严重浪费的现象，因 此农业节水具有较大的潜力。为解决通辽市水资源不足的瓶颈，拟就通辽市主要耗水作物水稻为研究对象，采用试 验分析和数据采集，通过对种植区土壤容重、酸碱度、灌溉制度及作物产量的研究，寻求水稻膜下滴灌最优灌溉制度 及水分生产率，指导丘陵山区水稻的种植生产。

为从普遍应用的侧翼迷宫滴灌带中优选出随水施肥中抗堵塞性能最佳的流道结构，为探明随水施肥过程中侧翼迷宫滴灌带滴头堵塞影响因素以及堵塞机理，根据大田滴灌系统清水与肥水交替运行的方式，通过长周期间歇性施加磷肥进行灌溉施肥试验，对3种流道结构的侧翼迷宫滴灌带抗堵塞性能进行了测试，并且利用CFD方法数值模拟滴头流道内流场分布，与试验结果提供参考和对比，试验结果显示：新型欧姆链式流道的抗堵塞性能明显优于普通几字型流道，其流道内最大速度明显高于另外两种滴头；对堵塞位置的观测发现几字型滴灌带后段易发生堵塞，其中1#滴灌带堵塞从后段逐渐向上游延伸，而2#滴灌带堵塞滴头则是由前段和后端向中游延伸。

为了研究地下水对土壤的补给和影响，通过室内试验研究恒定地下水位条件下，不同地下水质（钠吸附比SAR和盐分浓度C）对不同粒径沙土中的地下水补给以及水盐运移分布的影响。结果表明：毛管水上升高度随时间的增加而增加，二者之间存在明显的对数函数关系；毛管水上升速率随时间的增大不断减小最后趋于0；沙土含水率沿着毛管水上升方向不断减小；地下水补给总量随沙土粒径的增大而减小；沙土中盐分的分布情况与溶液的盐分浓度有关，当溶液的盐分浓度较小且取土点与地下水面距离h较小时，沙土各部分的盐分浓度相差不大，h较大时沙土盐分浓度随h的增大而增大；当溶液的盐分浓度较大时，沙土的盐分浓度随h的增大而减小。

以当地灌溉施肥模式为对照并以探索河西走廊春小麦适宜喷灌灌溉施肥制度为目的，在甘肃省永昌县试验基地开展了田间基础性试验研究，试验分别设置高、中、低三个灌水（3300、2550、1800m3?hm-2）、施肥（337.5、225、187.5kg?hm-2）水平。研究了喷灌条件下不同处理间土壤硝态氮分布运移规律，分析了产量及水分利用效率与灌水量、施肥量之间相关性。结果表明：土壤硝态氮含量主要受施肥量影响；喷灌条件下中等灌水水平土壤硝态氮主要分布在0～40cm土层，有利于春小麦根系对氮素的吸收利用，灌水水平过高或过低都不利于根系对氮素的吸收；产量及水分利用效率与灌水量呈线性正相关关系，与施肥量相关性不显著；中等灌水水平比大水漫灌增产5%、节水32%，节水、增效效果显著；根据产量回归结果，适合河西走廊喷灌灌溉施肥制度为中等灌水施肥水平。

以新疆石河子垦区最早实施滴灌棉田地块为研究对象，采用水平土柱法研究粉砂壤土水分扩散率。结果表明：Boltzmann参数随着土壤含水率的减少而增大，其中40~60cm土层随着土壤含水率的减少Boltzmann参数变幅最为明显；相同含水率情况下，40~60cm土层水分扩散率最高，其水分扩散率大小表现为：40~60cm＞0~20cm＞20~40cm；并用RETC软件对参数进行拟合，由VGM模型和BCM模型的实测值与模拟值均方根误来分析，最终确定BCM模型拟合表达式作为粉砂壤土水分扩散率。

因三角剖面堰多被应用于矩形和梯形渠道，将其用于U形渠道并利用数值模拟方法分析尚未深入。为了探究U形渠道三角剖面堰的适用性以及数值模拟的准确性，本文利用AUTO CAD和GAMBIT建立U形渠道三角剖面堰物理模型，利用FLUENT6.3软件对其进行模拟计算，用Tecplot软件进行后处理，从而获得不同工况下水位和流速分布情况以及水位流量关系曲线。结果表明，不同工况下流量和水位的模拟值与实际值比较接近，流量的平均相对误差为0.21%，水位的平均相对误差为6.02%，水位流量曲线均符合指数函数关系。因此，U形渠道中三角剖面堰测流准确度较高，具有一定的可靠性和实用性，可以为灌区用水配水提供科学依据，提高水资源科学管理水平。

目前农田水利工程实施部门多，各部门在进行工程改造中不能统一规划，缺乏方案的优化和比较，工程设计规划难以达到最优状态，导致水资源的浪费。同时农业水价形成机制不健全，价格水平总体偏低，从而导致农业用水方式粗放以及水利工程失修。针对上述问题，本文基于遗传算法优化编程， 以断面尺寸、渠道长度等因素为变量，灌溉供水成本最低为目标函数，流量、流速、宽深比为约束条件， 建立了涉及矩形、梯形以及U形断面的灌溉渠道非线性优化模型，并进行了工程实例验证。结果表明：该模型可快速有效地确定出灌溉渠道的整体优化方案，在满足农田灌溉要求和节水的同时，降低供水成本，并对制定合理的水价提供借鉴。

设计了一种溶解混施水肥一体化装置，装置由供水模块，控制模块，溶解模块和辅助装备组成，旨在实现固体肥料的边溶解边施肥。试验研究了装置的关键结构及投肥方式对施肥的均匀性的影响，结果表明：本装置同步实现下料、溶解、施肥等作业，在实验室条件下，装置40分钟内能完成90%以上的施肥量；1kg直接加入蓄肥桶，1.5kg加入控制模块的投肥方式下的装置出口水肥浓度的均匀系数为88.4%，相对于其他两种投肥方式，均匀系数分别提高了了3.2%和10.8%。因此该装置能实现定量施肥，且通过改变投肥方式，装置可以达到较好的均匀施肥的效果。

为研究河北省参考作物蒸散量（reference crop evapotranspiration，ET0）的适用方法，以极限学习机模型（ELM）和广义回归神经网络模型（GRNN）为基础，对其1961~2015年的ET0进行了估算，并以Penman-Monteith模型（P-M）为标准，与Hargreaves模型（H-S）模型计算结果进行了比较，结果表明：ELM模型与GRNN模型在ET0日值和月值的模拟精度明显高于H-S模型，同时不同模型的相对均方根误差RMSE值均表现为GRNN <ELM <H-S，而一致性则表现为GRNN模型最高，这表明机器学习模型的计算精度要高于H-S模型，而GRNN模型计算精度最高。

针对目前山地自压滴灌管网工程中管径选择的难题，建立了以管网造价为目标函数，标准管径为决策变量，满足灌溉水量、水压、流速等约束条件的树状灌溉管网优化数学模型，在管网布置确定的情况下寻求使管网投资最小、可靠性最高的管径组合方案。采用基于整数编码的遗传算法来求解，用模拟退火罚函数法处理约束条件，将模拟退火的良好局部寻优能力和遗传算法的全局搜索能力有机的结合在一起，实现算法的改进。优化结果与经济流速法的计算结果相比较，管网投资减少了27280元，仅占优化前的86.84%，管段水头利用率由65.38%提高到了97.61%。结果表明：改进遗传算法在经济性和重力水头利用率上都优于经济流速法，且该模型算法操作简单，易于实现，具有良好的优化性能和求解效率，可用于实际生产。

为研究ET管理的工程节水、农艺节水和管理节水的综合节水技术，在临县白文镇曜头村选取玉米作物的四种不同组合灌溉模式，采用区域水量平衡的方法，对不同模式下不同耗水ET的变化、作物产量、作物水分生产率及效益等方面进行分析比较，结果表明所选取的“秸秆还田覆膜沟灌”模式是比较理想的应用种植模式。在ET管理综合节水措施下，可在山西及其他适宜区域对“秸秆还田覆膜沟灌”模式进行推广应用。同时对促进区域农业和经济社会可持续发展发挥重要的示范引导作用。

农业灌溉用水效率是评价灌溉水利用情况的重要依据，灌溉水利用效率的提高是加强农业综合实力和保障国家粮食安全的重要举措，也是构建节水型社会的基本要求。本文选取2013—2015年黑龙江省13个地区的数据，基于权重约束DEA和Tobit模型对农业灌溉用水效率及其影响因素进行测算和分析。结果发现：(1)加入权重约束的DEA模型更符合黑龙江省农业灌溉用水的实际情况，该模型一方面降低了传统DEA模型中出现的大范围高效率问题，另一方面避免了输入要素权重值为0的问题；(2)黑龙江省农业灌溉用水效率与降水量、水库容量、粮食作物播种面积占总播种面积的比重、人均GDP呈负向效应，与气温、水库数量、除涝面积呈正向效应，对此引入水价、制度、技术措施来提高黑龙江省农业灌溉用水效率。

基于新疆2001-2015年时间序列数据，运用Tapio模型实证研究新疆农业水资源利用与农业经济增长的脱钩关系，并基于LMDI分解模型对新疆农业水资源利用的时序变化进行效应分解。研究发现：新疆农业水资源利用与农业经济增长脱钩关系经历弱脱钩阶段、不稳定阶段和强脱钩阶段，新疆各流域脱钩状态存在一定程度的差异；新疆农业水资源利用的综合效应为正向效应，规模效应的贡献整体不明显，效益效应贡献为正向效应，效率效应整体为负向效应，表明单位面积产值的增加整体扩大了农业水资源利用，而降低单位农业产值的水资源消耗量可以大幅节约农业水资源利用。因此，提高新疆农业水资源的利用效率，降低单位农业产值的耗水量是未来新疆水利工作的主要目标。

水资源利用合作制约着京津冀区域协同发展政策实施。根据地区经济发展水平和用水量补偿生态环境保护投入成本，解决京津冀区域间水资源环境保护不均衡问题。基于虚拟水足迹模型，对京津冀行政区水足迹与水盈余/赤字的空间变化进行研究，构建生态补偿标准模型，量化京津冀三省市间生态补偿额度。衡量地区降低水足迹（即虚拟水足迹总量）的紧迫性并识别调整重点，为构建京津冀特色水安全保障体系提供依据。在此基础上，给出京津冀针水资源合作补偿机制，为京津冀生态环境共建共享提供参考。

样点灌区的选择对于农业灌溉用水量统计有着重要意义。根据《用水总量统计方案（试行）》中用水大户逐一计量统计、一般用水户抽样调查、综合推算区域灌溉用水的技术方法，结合各省灌区基本情况，综合确定灌溉用水量统计的样点灌区选择和布局方法。各省级区样点灌区选择和布局包括省级区样点灌区数量确定、灌溉分区样点灌区数量分配和灌溉分区样点灌区布局。省级区样点灌区数量根据《用水总量统计方案（试行）》和统计学相关理论确定；灌溉分区样点灌区数量根据分区内灌区数量权重按比例分配；灌溉分区样点灌区布局根据灌区信息按照非随机抽样方法确定。

参考作物需水量是作物需水量的计算基础，是灌排工程规划、设计、管理和水资源合理开发利用的基本依据。为提高 Hargreaves法计算参考作物需水量（ET0）的计算精度，本文在传统回归法的基础上，利用主成分分析法，以滇中地区7个气象站56年（1958～2013年）的逐日气象资料作为数据基础，引入相对湿度气象因子改进H-S法，以P-M法计算的ET0为标准评价改进H-S法的计算精度与适应性。结果表明：与 P-M法计算结果相比，改进H-S法和P-M法的ET0计算结果相关性得到提高，逐日ET0值绝对偏差和偏差率得到降低，引入相对湿度气象因子后的改进H-S法改善了传统H-S法4～5月后计算值偏大的缺点，具有较高的计算精度，可作为滇中地区参考作物需水量（ET0）的计算方法。

贝叶斯理论是一种基于概率的数学统计方法，将贝叶斯理论引入地下水水质评价体系，建立贝叶斯地下水水质评价模型，并选取独山子区至沙湾县区域共8组水质数据，进行实例应用。同时使用单因子评价法、F值法、模糊综合评价法与之评价结果进行对比分析，以验证该模型评价结果的准确性。结果表明，贝叶斯模型评价结果与模糊综合法结果相近，且计算过程更加简单，值得进一步应用与验证。

以星海湖三期（丰水期、平水期、枯水期）14个采样点的水质监测数据为基础，采用贝叶斯评价法对水质状况进行评价，并通过SPSS主成分分析法分析影响星海湖水质时空的主要因素，旨在为星海湖合理开发利用、水环境保护和综合治理提供参考和建议。结果表明：（1）通过贝叶斯公式对星海湖的水质得出的评价结果表明79.9%监测点水质级别达到Ⅴ类，最大概率Pk值较高，除D7和D14以外均大于50%，评价结果可行度较高，水质污染严重，预测还将会持续加重，需要加大综合治理力度。（2）SPSS主成分分析法分析得出TP、TN和CODMn是星海湖的主要污染因子，星海湖水质主要受TP、TN、CODMn三个指标的影响，因此，TN、TP和CODMn就成为治理该湖泊水质的主要控制因子。该研究为星海湖水质改善奠定了基础。

利用水足迹相关理论，构建畜牧业水足迹核算公式，分析新疆畜牧业2016年的相关数据发现：生产单位质量的畜禽产品用水足迹由高到低依次为大牲畜(14.15m3/KG)、绵羊(8.73m3/KG)、山羊(6.23m3/KG)、禽(3.76m3/KG)、猪(3.08m3/KG)；新疆畜牧业的总用水足迹为185.27亿m3，其中绿水、蓝水、灰水足迹分别为12.42亿m3、106.86亿m3、65.99亿m3，灰水足迹的占比为35.62%，对环境保护带来的压力是种植业的3倍；各畜禽用水足迹分别为大牲畜(85.79亿m3)、绵羊(62.88亿m3)、禽(16.44亿m3)、猪(15.27亿m3)、山羊(4.88亿m3)；根据灰水足迹的占比，各畜禽对环保产生的压力由高到低依次为大牲畜、猪、禽、绵羊、山羊。

在当今水资源供需矛盾十分尖锐的背景下，研究水资源承载力有多大并寻找水资源与经济社会发展的平衡点成为焦点。选取榆林市为研究对象，对可供水量和需水量进行预测进而分析得到2020年、2030年可承载的最大经济规模分别为5 528亿元、11 924亿元、最大人口规模分别为603万人、744万人。在此基础之上构建多目标优化模型对2020年、2030年产业结构进行优化。2020年、2030年榆林市国民经济总量分别为4860亿元、10 659亿元，总用水量分别为114 200万m3、168 340万m3，产业结构比重分别为4.6:53.7:41.7、3.6:47.9:48.5。水资源能够满足用水要求。