为了研究图像去噪及分割算法在枣叶含水率估算中的影响，对2种图像去噪和3种阈值分割算法在枣叶图像分析中的影响进行了探讨。结果表明：中值滤波和均值滤波在枣叶图像去噪中的效果区分不明显，若比较去噪后的MSE和PSNR则前者略优；最大类间方差分割和迭代分割都能较好地将叶片从图像中分割出来，消除高光区域的影响；经均值滤波和迭代分割算法处理后，图像颜色特征(G-R)、H、G/R与枣叶含水率之间均呈现出显著的相关关系，以三者为自变量的枣叶含水率线性回归模型的相关系数R2高达0.9652，F检验的显著性水平为0.0022，回归效果极显著，可用于枣叶含水率的预测估算。

为了探求越冬期间日光温室地表灌溉水温度的调控措施，以小东川河地表水为研究对象，借助传热学的方法，分析了越冬期间河流地表水温度的变化特性及其成因。结果表明：在水面非结冰期和结冰期，水温的变化趋势与气温的变化趋势一致，河流地表水温度都具有随气温呈余弦的日变化规律；在水面结冰期河流地表水温度基本处于相对稳定（-3.6℃左右）状态，而且水温持续高于气温；河床砂卵石介质对河流水的热量补给作用、河流表面冰盖及薄层空气的隔热作用和和不同介质比热的差异是河流水温变化特性产生的关键原因；河流地表水水温与气温具有较明显的线性相关关系，相关系数在0.9以上。研究结果可为越冬期日光温室灌溉水温的调控提供基础参数和依据。

干旱沙化牧区土壤保水、保肥性差，不利于紫花苜蓿生长，而SAP、PAM等化学调控材料具有良好的保水、保肥性，并能够改善土壤结构。因此，通过开展SAP、PAM不同施用量、不同施用方式对干旱沙化牧区紫花苜蓿生长影响的试验研究，以寻求促进紫花苜蓿生长、增产的最佳方案。结果表明：SAP、PAM复配提高了0~20 cm土层体积含水率，促进了紫花苜蓿的生长，产量和水分利用效率最大分别提高19.93 %和35.67 %。在不考虑投入成本等因素前提下，45 kg/hm2的SAP复配30 kg/hm2的PAM对于促进增产和提高水分利用效率方面效果最佳。

本试验针对沙地玉米生长设计灌溉定额及施氮量两个因素。灌溉定额分为3个水平，分别为2925 m3/hm2、2250 m3/hm2、1590 m3/hm2；施氮量分为4个水平，分别为对照处理不施氮125kg/hm2、225kg/ hm2和325kg/hm2。低水的四个施氮量：W3N0、W3N1 、W3N2、W3N3，中水的四个施氮量W2N0、W2N1 、W2N2、W2N3和高水的四个施氮量W1N0、W1N1 、W1N2、W1N3,试验结论：土壤为沙地时，全生育期灌溉水量为2925m3/hm2，施氮量225kg/hm2-325kg/hm2之间的水氮配合比对玉米的株高 、茎粗、叶面积的生长最为有利。同一施肥水平下，增加灌水量有利于作物对氮肥的吸收，但灌水量太大，导致土壤养分向下迁移。合适的水肥配合比会使产量最优化，在W2N2处理下，即全生育期玉米灌水量为2250 m3/hm2施氮量为225kg/hm2时产量最高，水分利用率最大，为本地沙地区节水灌溉适宜的水肥耦合的阈值区域。

膜下滴灌是一种新型的节水灌溉技术，由于其显著的节水、节肥和增温效应，近年来在水稻生产中开始应用。本研究以空育131材料，采用随机试验设计，研明镁肥对寒地膜下滴灌旱种水稻产量的影响，为寒地水稻膜下滴灌旱作高产栽培技术提供理论依据和技术支撑。本文的主要研究结果如下：镁肥的施用增加了膜下滴灌旱种水稻的穗长和单穗重。施用镁肥，膜下滴灌旱种水稻的穗数/m2和结实率分别增加了3.95%和11.98%、穗粒数和千粒重分别降低了0.47%和2.10%。镁肥的施用增加了膜下滴灌旱种水稻的产量。

为探明蓄水坑灌条件下根系的动态变化，基于BP神经网络，建立了以土壤水分、土壤温度、土层深度及时间作为输入因子，以根系生长速率作为输出因子，拓扑结构为4－9－1的预测模型。结果表明：预测模型模拟值与实测值的平均相对误差为4.42%，具有一定的可行性和应用价值，可为蓄水坑灌条件下果树根系生长动态的研究提供新方法。

保水剂是一种高分子保土、保水和保肥的化合物，具有良好的保水性能。通过土壤学作用机制，可以显著降低土壤的密度以及改善土壤的结构机理及抗蚀性，从而在水土保持过程中能够发挥重要作用。本文通过利用回归分析和单因素方差分析对比3种保水剂在不同土壤质地、不同土层深度和埋深条件下保水性能变化规律，进一步对3种保水剂分析和验证，找出3种保水剂保水性能不同点与试用范围，以期揭示在干旱区使用保水剂在改善土壤持水性方面的作用特征和机理。结果表明：1）黏土中施用3种饱和保水剂在不同埋深条件下随时间变化的保水性能差异显著；2）3种保水剂在砂土中均显示了较好的保水、释水能力，其保水和释水能力的大小顺序为MP3005KCE保水剂＞沃特保水剂＞HG-60保水剂；3）在壤土中施用3种保水剂，显著增加保水剂施用层及其下方10cm的土壤含水量，且各保水剂在壤土中的保水性能较其在砂土中好；4）在黏土中，3种保水剂的保水、释水性能最低，推测原因为黏土的粘性较大，吸水后易产生裂缝和结块；5）保水剂埋深在5cm时，各保水剂对砂土的0-5cm和20-25cm的土壤含水量影响率差异较大。

针对宁夏中部旱区灌溉水资源短缺问题，开展枸杞大田试验，研究覆膜与不覆膜两种种植模式下不同灌溉定额对枸杞产量和生长指标的影响，以及同一灌溉定额条件下覆膜与不覆膜种植枸杞生长指标与产量之间的相关性分析。在覆膜与不覆膜种植条件下，灌溉定额均设7个处理，均采用单因素随机区组设计，每个处理3个重复，共42个试验小区。结果表明：以宁杞7号作为研究对象，在覆膜与不覆膜条件下通过方差分析灌溉定额对地径、冠幅、枝条数和产量的影响关系，指出枸杞生长指标和产量随灌溉定额有增大而增大的趋势，但过度增加灌溉定额反而会影响枸杞产量；当灌溉定额为1 620 m3/hm2时，覆膜与不覆膜枸杞产量均达到最大，分别为10 400.7kg/hm2和9 923.4kg/hm2；同一灌溉定额条件下，覆膜枸杞产量均高于不覆膜，覆膜能有效保存土壤水分，提高枸杞产量；覆膜与不覆膜枸杞生长指标地径、冠幅和枝条数之间相关性显著，地径、冠幅与产量之间相关性不显著，而枝条数与产量之间相关性显著。综上所述，灌溉定额为1 620 m3/hm2且采取覆膜种植是一种最优的节水灌溉模式，值得推广应用。

为了进一步促进保水剂在干旱区农业生产中的合理应用，本研究选取AA-AH、MP3005KCE、PAA和WT四种保水剂，分析其在不同压力下和不同溶液中的吸水特性及在空气中的保水性，对其实验结果进行方差分析、多重对比。结果表明:(1四种保水剂在去离子水和0.9%NacL水溶液中的吸水能力均为：PAA>WT>AA-AH>KCE，PAA保水剂的耐盐性较其他三种保水剂好（P<0.05)。(2四种保水剂在去离子水和0.9%NacL水溶液中的吸水倍率均随着压力的增大而降低，其中抗压能力为AA-HA>MP3005KCE>WT>PAA，且在去离子水中的下降幅度大于0.9%NacL水溶液中。(3四种保水剂在空气中的保水性随时间的推移而降低且保水性能为：PAA>AA-HA>KCE>WT。为保水剂在干旱地区的合理应用提供理论依据。

为了提高农业用水效率，解决用水矛盾，2013——2016年在陕西泾惠渠灌区连续进行了4年的冬小麦非充分灌溉制度试验，试验共设置8个非充分灌水处理，每个处理重复2次。通过分析不同生育期灌水量对冬小麦株高、产量、水分利用效率及经济效益在不同降雨频率年型下的影响，确定了泾惠渠灌区合理的冬小麦非充分灌溉制度及模式。试验结果表明：不同生育期灌水量对小麦生长发育和产量有不同的影响。返青灌、拔节灌、抽穗灌均有利于冬小麦的生长发育，其中返青灌的影响尤为显著；返青灌和灌浆灌是影响冬小麦产量的重要时期，返青灌也是提高水分利用效率和经济效益的敏感期。平水年和枯水年降雨年型下，追求高产的最优灌溉模式是冬灌+拔节灌+灌浆灌，灌溉定额为3600 m3/hm2；然而综合考虑产量、灌溉水利用系数及节水经济效益的最优灌溉模式是冬灌+返青灌，灌溉定额为2550m3/hm2；推荐泾惠渠灌区非充分灌溉模式为冬灌+返青灌。研究成果为泾惠渠灌区提供了具体可行的灌溉模式，为非充分灌溉制度的进一步完善奠定了基础，对灌区农业用水的合理配置具有一定的指导意义。

为探明滴灌和施肥对南疆枣园土壤盐分含量的影响，研究了不同水肥处理的土壤电导率分布规律。结果表明，适宜灌溉定额和施肥配比能够达到抑盐脱盐的效果。施肥的单因子效应高于灌溉定额的单因子效应。而氮肥的施用比例对土壤电导率的影响作用显著，当施肥配比中氮钾肥的施用比例达到7:3时，土壤显著积盐。W4F4处理脱盐率较高，节水控盐效果较好。

为探究广西百色右江河谷地区芒果灌溉制度，在广西田东县建立13.33 hm2芒果高效节水灌溉制度大田试验区。通过设置5种不同灌溉定额、15种不同灌溉次数、5种不同灌溉时间，累计25种灌溉处理水平，无灌溉作为对照组。结果表明：（1）百色右江河谷地区芒果最佳灌溉定额分别为：1500m3/hm2。与无灌溉相比，产量平均增加70.16%，无胚果单果重平均增加13.28%，正常果单果重平均增加7.94%。SS、TSS、VC含量分别增加7.07%、19.08%、18.77%，TA含量减少24.23%；（2）百色右江河谷地区芒果最佳灌溉时间和次数分别为：秋梢抽发期灌水1次、花芽分化期灌水1次、开花挂果期灌水2次、果实膨大期灌水2次、成熟期不灌溉。与无灌溉相比，亩均增产61.94%，可食率增加11.27%，SS含量增加9.58%，Vc含量增加8.87%。研究出芒果灌溉制度可为广西百色地区芒果高效节水灌溉提供技术支撑。

多源遥感信息融合技术使得融合影像拥有更多的数据信息，更高的空间分辨率等优点。使融合影像数据在土壤墒情监测中作为数据源更具优势。研究以郑州市为研究区域，采用单窗算法，应用Landsat-ETM+和SPOT影像进行地表温度的反演。结合实测土壤墒情、气象等资料构建土壤墒情反演模型。研究表明：融合后的遥感数据反演土壤墒情的精度比未经融合的遥感数据高。

以吐哈盆地葡萄棚架为研究对象，基于fluent软件，对葡萄棚架下的喷雾降温系统进行数值模拟。结果显示：棚架下测点处空气温度和相对湿度的模拟值与实测值的平均相对误差分别在0.6%和4.1%，模拟结果与试验结果吻合良好，说明建立的数学模型具有一定的可靠度和准确性，边界条件设置较为合理。截取水平层面上不同高度处的温度场模拟图，发现喷雾后流场在竖直方向上和水平方向上均呈梯度变化，距离喷头位置越远，温度变化越缓慢，距进风口越远温度越低。由于边界条件中有葡萄藤蔓和敞开一侧的干热风影响，同一水平的温度场在两侧变化明显不同。

滨海低平原区有地下水位埋深浅和土壤盐碱化的问题，而田间排水是解决这一问题的主要方法。田间排水通常采用自然排水沟或混凝土排水沟的形式，而生态袋护坡排水沟的坡比较小，可以在一定程度上节省工程用地，但其排水排盐效果仍有待分析研究。因此，本试验以天津市滨海新区北大港农场为研究对象，采用盐度计和烘干法，对布设生态袋护坡排水毛沟的田间土壤进行含水量和含盐量的取样实验，对其排水排盐效果进行分析。研究表明，生态袋护坡排水毛沟与自然排水毛沟相比，不仅可以实现自然排水毛沟的排盐效果，并且可以在保证灌溉排水流量的同时，降低边坡系数，减少耕地占用。

通过对内蒙古西辽河平原地区玉米播种机现状进行调研，研制了适宜当地条件的2BD-2型玉米无膜浅埋滴灌播种机，该播种机可以一次性完成开沟、施肥、铺带、播种、覆土、镇压全工序。田间测试表明，该播种机株距控制在233mm～400mm、行走速度控制在3.5km/h～4km/h之间进行作业时，能够完成日播种面积4.2hm2～4.8hm2，重播指数≤2%，漏播指数≤2%，播种效率和效果较佳。

对于目前我国农业灌溉用水量居全国用水量首位、农田灌溉水利用效率低且节水灌溉设备自动化水平低的现象，本文基于C#和Access数据库相结合设计无线精准灌溉系统软件。系统的软件设计由三个部分组成，分别是下位机软件设计、数据通信通道的软件设计、上位机软件设计。下位机软件设计实现对所需数据的定时采集、通过串口与无线模块交互及根据条件判断驱动执行机构；数据通信通道软件设计完成下位机的数据以无线的方式传输至上位机；上位机软件设计包括欢迎界面、登录界面、管理员身份验证界面、新用户注册界面、系统监测与控制主界面，设计的软件系统实现了自动灌溉。设计的无线精准灌溉系统界面友好，操作简单，运行稳定，为无线精准灌溉系统的设计提供了参考。

针对农田水利节水减污系统的净化能力具有多属性、多指标的特点，选择总氮、氨氮、硝态氮、总磷、可溶磷等5项特征指标作为评价因子，通过计算信息熵确定各评价指标的权重，建立了基于熵权的TOPSIS农田水利节水减污系统进行综合减污能力评价模型，利用最优解的欧氏距离评价系统的综合减污效果。应用该模型对在广西桂林市青狮潭灌区及广西灌溉试验中心站农田水利节水减污系统进行减污能力的评价，结果表明该模型计算简便、客观可靠，为广西农业面源污染的削减与水肥高效利用提供理论和实践依据。

由于青铜峡灌区退水量大，对退水量的预测较难。本文结合青铜峡灌区引黄水循环特点，在对自然流域水文模型SWAT完善的基础上，设置不同情景模式（不同节水方案），基于SWAT模型对不同节水模式下灌区水文过程进行模拟，分析不同水管理措施对灌区水循环转化的定量影响。研究结果表明：模型基本概化了研究区的参数，基本能够模拟青铜峡灌区的排水沟流量变化过程。利用校准后的模型初步定量模拟出如下结果：灌区实际多年平均蒸散量约为16.7亿m3，地表径流汇入黄河的多年平均水量约为8.1亿m3，地下水补给黄河的多年平均水量约为11亿m3，地表水入渗补给地下多年平均水量约为19亿m3。这可以为灌区进一步的节水灌溉发展提供科技支撑。

可供水量分析是水资源优化配置的重要依据。综合考虑了钦州市现有水利工程的开发现状，并从工程来水情况、供水能力和需水要求三个方面分析钦州市可供水量，构建了城市可供水量分析框架体系，重点分析中、小型蓄水工程与引、提水工程的可供水量简化计算方法。通过对钦州市2014年、2020年、2030年三个水平年四种来水频率下各分区的可供水量计算，得出P=50％来水频率下的可供水量分别为12.64亿m3、18.66亿m3、21.63亿m3。根据水资源公报校核结果可知，该成果较为合理。此分析成果可为钦州市水资源优化配置提供参考依据。

节水灌溉项目优选是典型的不确定性多属性决策问题，本文提出了决策信息为二参数区间数的节水灌溉项目优选的负理想投影法。根据决策方案在负理想决策方案上投影的大小对决策方案进行排序，决策方法体现了决策方案远离负理想决策方案贴近正理想决策方案的思想，最后将本文提出的决策方法应用到节水灌溉项目投资决策中，结果说明了决策方法的合理性。

根据1996—2015年乌鲁木齐县人口、经济和水资源方面的相关数据，构建乌鲁木齐县人口-经济-水资源的评价指标体系，测算出人口、经济、水资源的综合评价指数及其耦合度和耦合协调度指数，分析其相关性，从而得到乌鲁木齐县20a年的人口-经济-水资源发展趋势、耦合度和耦合协调度的变化趋势以及相关关系。研究结果表明：（1）1996—2015年乌鲁木齐县人口-经济-水资源综合发展水平在总体上呈现波动状态，相比1996年，2015年略有所降低，下降幅度为0.112；（2）1996-2015年，乌鲁木齐县人口-经济-水资源的耦合协调度的变化格局如同字母“W”，呈现波动式递减的趋势；（3）综合指数（T）与经济（U1）和水资源（U2）呈现强的正相关（p<0.01），与人口成正相关，但是不显著（p>0.05）。最后根据研究结果，结合“十九?大”有关内容，并根据乌鲁木齐县自身的条件，提出可持续发展的相关建议。

入渗水水质是土壤水分入渗过程的主要影响因素之一, 将入渗水水质因素融入淡水入渗模型，可改善其对微咸水入渗过程的描述和计算精度。本文首先采用淡水条件下的一维代数模型模拟微咸水入渗土壤含水率分布，在对模拟结果对比分析的基础上，将微咸水水质对水分入渗特性的影响归结为土壤孔隙率发生改变的结果，从而建立了微咸水入渗条件下的一维代数模型，验证结果表明模型的计算精度较高。改进模型便于描述微咸水灌溉条件下的土壤水分运动，为在实际生产中预测预报土壤水分特征提供了新的方法。

水足迹是评价一个地区水资源利用模式以及消费模式的新方法，是目前生态学领域的热点问题。本文基于水足迹理论，从农、林、牧、渔四个方面对2015年于田县农业景观要素的虚拟水含量进行计算和分析，结果如下：（1）于田县小麦虚拟水总量最多，占于田县总需水量的28.35%，说明小麦为于田县的主要种植作物；（2）于田县主要农业要素单位质量虚拟水含量大小排序为棉花>小麦>葵花>苜蓿>玉米>薯类>葡萄>蔬菜>果用瓜；（3）2015年于田县总灰水足迹为6.68×105 m3，棉花无论是总灰水足迹还是单位质量灰水足迹都最大；（4）于田县农业景观要素水足迹中，各要素生产水足迹分别为：2.31×108m3及3.13×108m3，二者消费水足迹共为2.27×108m3；（5）从于田县城乡居民消耗农畜产品来看，除禽肉、奶类及水产品外，乡村居民消耗均高于城镇居民消耗。本文旨在为于田县水资源的可调蓄性和优化农业种植结构提供参考。