通过开展不同土壤初始含水率和不同滴头流量的沙壤土室内滴灌试验，率定了土壤水动力学参数，验证了HYDRUS模型的适用性；利用HYDRUS模型模拟不同灌水上下限点源滴灌土壤水分运移过程，分析了不同灌水上下限对实际湿润体与计划湿润体间差异的影响规律。结果表明，以田间持水量为灌水上限时，实际土壤湿润体体积均大于计划湿润体体积，较小的灌水下限有利于将灌溉水控制在计划湿润体内；以50%θ_FC、60%θ_FC及70%θ_FC为灌水下限时控制实际湿润体体积对应的灌水上限分别为81%θ_FC、 85%θ_FC及 86.5%θ_FC。经模拟验证，适宜灌水上下限滴灌结束时，没有灌溉水分运移到计划湿润体外。

利用DSSAT模型模拟和田间试验相结合的方法，对宁夏引黄灌区春小麦节水灌溉模式进行了研究。采用4因素2水平L16（215）正交试验设计方法，筛选确定了适合宁夏引黄灌区DSSAT模型的春小麦品种宁春50号的10个生长参数和7个遗传参数；模拟了16种不同灌水情景的春小麦产量和灌水生产率，结合田间试验对DSSAT模型的适用性进行了评价。综合分析模拟和田间试验结果表明：(1) DSSAT模型对春小麦宁春50号产量模拟的相对均方根误差、绝对相对误差和平均误差分别为RRMSE=10.32%，ARE=9.79%，ME=2.23kg，表明该模型模拟灌水效果较好；灌溉次数和灌溉时间对春小麦的产量和灌水生产率有显著影响。(2)宁夏引黄灌区春小麦的节水灌溉模式为降雨正常年份可控三水（A1B1C2D1）或控四水（A1B1C1D2），产量和灌水生产率分别为5907 kg/hm2、 1.41 kg/ m3 和6102 kg/hm2、 1.45 kg/ m3，较完全灌溉（产量6635 kg/hm2, 灌水生产率1.30 kg/ m3）减产幅度不大，但灌水生产率有较大的提高；降雨偏多年份可选择只灌2次水（A1B1C2D2），可获得较高的产量和灌水生产率（为6368 kg/hm2和1.93 kg/ m3）。本研究结论可为宁夏引黄灌区春小麦的节水灌溉方案的决策提供依据和参考。

为探索微咸水滴灌条件下枸杞优质高效水氮模式，设置低水（W1：2325 m3/hm2）、中水（W2：2850m3/hm2）和高水（W3：3375m3/hm2）3种灌溉水平以及低氮（N1: 525kg/hm2）、中氮（N2：750kg/hm2）和高氮（N3：975kg/hm2）3种施氮水平，通过田间试验揭示水氮互作模式对枸杞生长及土壤环境的影响。结果表明：枸杞株高、新枝和冠幅的生长速率在春梢生长期较大，而地径生长速率在果实膨大期较大，且W2N2水平下枸杞生长性状较优。通过对枸杞株高的差异性分析得出灌水和施肥不足对枸杞株高影响较大，适宜的灌水施肥与过量的灌水施肥对其影响较小。W2和W3水平下，增施氮肥会使浅层土壤含水率增大，过量施肥会出现相反结果。W2水平能将大部分盐分带到40~60cm土层，使上层主根区呈现一个低盐状态，利于枸杞植株的生长。因此枸杞适宜的水肥组合为W2N2。

由于青铜峡灌区退水量大，对退水量的预测较难。本文在已有前期研究基础上，运用完善后的自然流域水文模型SWAT，设置不同情景模式，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：不同灌水量下，实际蒸散量排序为高水灌溉>中水灌溉>低水灌溉，随着灌水量的增加实际蒸散量数值变大；根部区域渗漏的水量排序为高水灌溉>中水灌溉>低水灌溉，随着灌水量的增加根部区域渗漏水量值加大；地表径流对黄河的贡献量排序为高水灌溉>中水灌溉>低水灌溉，随着灌水量的增加贡献量值变大；地下径流对黄河的贡献量无差异，该值与灌水量的相关性不大。这可以为灌区进一步的节水灌溉发展提供科技支撑。

通过大田膜下滴灌试验，研究了不同灌水处理下马铃薯根区水分和硝态氮的运移规律以及不同灌水处 理对马铃薯产量的影响，为宁夏干旱地区防止土壤中硝态氮淋移渗漏、提高土壤水肥利用效率提供理论依据。该试 验以灌溉定额 900、1 260、1 620 m3 /hm2 为变量，采用随机区组试验方法，试验结果表明: 土壤含水率随着灌溉定额的 增大而增加且随着土层深度的增加不断减少; 随着灌水后天数的推移，各个处理不同深度土壤含水率不断降低; 表层 土壤( 0～ 20 cm) 含水率随着灌溉定额的增加而增大，30～ 40 cm 土壤含水率不断降低，50 ～ 100 cm 土壤含水率不断降 低的幅度随着灌溉定额的增加而降低; 30～ 50 cm 土层硝态氮含量低于 0～ 20 cm 土层的，60 ～ 100 cm 土层硝态氮的含 量在 0．2 mg /kg 基础上以 0～ 0．11 mg /kg 上下浮动; 在该试验中，灌溉定额在一定范围内可以促进马铃薯产量的增加， 但是当灌水量超过 1 620 m3 /hm2 时，产量与灌水量呈负相关关系。试验条件下，灌溉定额为 1 260 m3 /hm2 时，马铃薯 产量最高，高达 25．88 t /hm2 ，不同深度土层含水率和硝态氮含量均为马铃薯生长发育对水分的最优需求。

针对坡地喷灌水量分布不均匀、灌溉质量较低的问题，将动态水压供水技术引入坡地喷灌，以雨鸟LF1200型喷头为研究对象，分析了动态水压喷灌对喷头流量、射程、喷洒湿润面积、单喷头水量分布和组合喷头水量分布及均匀度的影响。结果表明：对于单喷头而言，采用动态水压喷灌的上下坡射程差在2.3m左右，动压参数中动压振幅对射程影响较显著，动压喷灌时，振幅建议采用喷头正常工作压力范围内的较大值；单喷头水量分布均匀度在56%左右，动态水压参数对单喷头水量分布和喷灌均匀度影响不显著。在组合喷头的情况下，采用正三角形和矩形布置的均匀度高于正方形布置，其中采用矩形布置喷灌质量最佳。综合考虑工程投资、水量分布以及均匀度，动态水压喷灌时，当喷头采用三角形布置方式时，建议喷头间距为1.0R ~ 1.2R（R是喷头平地射程），当喷头采用矩形布置方式时，坡向间距宜采用0.6R ~ 0.8R，垂直坡向间距宜采用1.0R ~ 1.2R。

为了揭示水肥一体化灌溉过程中肥沙对微孔陶瓷灌水器堵塞的影响和机理，研究了肥沙（质量浓度为3%的尿素和浓度为2g/L的泥沙）和肥水（质量浓度为3%的尿素）对微孔陶瓷灌水器堵塞的影响，并利用XRD分析灌水器内沉积物的成分。结果表明:以平均相对流量的75%作为堵塞的评判标准，肥沙耦合条件下，在灌溉200 h以后，微孔陶瓷灌水器会发生严重堵塞。肥水灌溉条件下不会发生严重堵塞，泥沙颗粒会在微孔陶瓷灌水器内壁逐渐形成一层泥沙膜，泥沙膜的主要成分为SiO2、碳酸钙和硅酸钙，在灌溉过程中逐渐沉积在微孔陶瓷灌水器的内壁，并不会进入微孔陶瓷灌水器的微孔中。泥沙膜的形成是引起微孔陶瓷灌水器发生堵塞的主要原因。

为了实现对蓄水坑灌苹果树蒸腾速率（WSPIT）的定量监测，本研究基于遗传算法（GA）、列文伯格算法（LM）和附加动量算法（AM）优化的三种BP神经网络模型，建立了以气温、大气相对湿度、光辐射强度和饱和水汽压差为输入，以蓄水坑灌苹果树蒸腾速率为输出的GA-BP-WSPIT模型、LM-BP-WSPIT模型和AM-BP-WSPIT模型，对苹果树蒸腾速率进行预测，并采用实测数据对模型进行率定和验证。结果表明GA-BP-WSPIT模型、LM-BP-WSPIT模型和AM-BP-WSPIT模型的平均相对误差分别为2.17%、3.56%和5.68%，GA-BP-WSPIT模型精度最优。蓄水坑灌条件下苹果树蒸腾速率的定量预测建议采用GA-BP-WSPIT模型。

为探明不同灌溉方式对猕猴桃园土壤质量的影响，2016-2017年在陕西眉县和杨凌猕猴桃园布设微喷灌、地面灌溉和滴灌处理，对0~50 cm土层的土壤容重、田间持水量、土壤孔隙度、有机质、速效钾、速效磷和碱解氮进行了统计分析，并利用土壤质量综合指数对不同灌溉处理土壤质量进行了评价。结果表明：（1）微喷灌和滴灌处理土壤容重、土壤孔隙度和田间持水量在0~50 cm各土层内无差异，在0~30 cm各土层均显著优于地面灌溉处理（P<0.05）；（2）3种处理在0~50cm土层内施肥与猕猴桃施肥标准相比，有机质和碱解氮均亏缺，微喷灌和地面灌溉处理速效钾和磷均处于盈余状态；（3）土壤容重和有机质是反映猕猴桃园土壤质量的综合指标；（4）滴灌处理土壤质量综合指数在10~50 cm各土层显著高于微喷灌和地面灌溉处理（P<0.05），是二者的1.21~1.81倍。因此，猕猴桃园采用滴灌是土地可持续性利用的有效措施。研究成果为猕猴桃园灌溉措施筛选及土地可持续性利用提供参考。

以2年生信阳五月鲜桃幼树为试材，在盆栽条件下自然干旱形成水分梯度对信阳五月鲜桃幼树光合特性和生理生化特性进行研究，试验结果表明：信阳五月鲜桃光合速率日变化在清晨8:00最大，随后逐渐下降，在中午14：00降到最低，之后出现回升，有明显的“午休”现象；信阳五月鲜桃光合速率变化与蒸腾速率、气孔导度、叶片温度和胞间CO2浓度具有密切的关系；当土壤相对含水量大于55.7%时，信阳五月鲜桃光合速率降低的主要因素是气孔因素，当土壤相对含水量低于55.7%时，信阳五月鲜桃光合速率降低的主要因素是非气孔因素。当土壤相对含水量大于55.7%时，信阳五月鲜桃渗透调节物质不断积累，以SOD为主导的细胞保护酶系统活性增强，植株抗旱性机制明显提高。当土壤相对含水量低于55.7%时，水分亏缺加重，渗透调节能力减弱，质膜系统遭到破坏，质膜过氧化。

为准确获取区域内地下水埋深空间分布特征以及在水土环境变迁下其年际动态变化规律。本文以甘肃景泰川电力提灌灌区为研究区，以2015年的16个监测井测得的地下水埋深数据为基础，采用ArcGIS软件中的空间插值模块分别运用反距离权重法、样条函数法、趋势面法以及普通克里金法对区域内地下水埋深数据进行空间插值，并采用交叉验证法和误差矩阵评价方法选取地下水埋深最优插值方法。运用最优插值方法对研究区1994、2001、2008和2015年的地下水埋深观测数据进行空间插值。结果表明：普通克里金（球面函数）插值精度最高，能准确反映地下水埋深时空变异规律及分布特征。研究区地下水位埋深总体上表现为西南低东北高的特征，呈现由西南到东北逐渐升高的趋势，研究区地下水埋深最小值每年都在减小，浅埋深区域逐年增加，地下水埋深平均值2015年较1994年减小了4.85m，表明整个研究区地下水埋深都在持续抬升，但研究区内，地下水埋深最大值变化较小。该结果表明在水土环境变迁下研究区地下水埋深呈现出逐年升高的趋势，对研究区盐渍化土壤的水盐调控及地下水资源合理开发利用具有重要意义。

开展玉溪市水资源短缺风险时空分异及预测研究对于水资源的合理利用和社会经济的可持续发展具有重要意义。本文利用模糊聚类法分析玉溪市2005~2015年的水资源短缺风险时空分布，并预测2020、2030年的短缺风险，最终利用灰色关联法分析各指标对短缺风险的影响大小。结果表明：（1）玉溪市2005~2015年水资源短缺风险时间差异显著，呈现先增加后减小的趋势。（2）玉溪市各区县水资源短缺风险呈现“东高西低”的格局。（3）2020年在平水年和枯水年条件下，各区县处于2-3级短缺风险。在特枯水年，各区县处于3-4级风险；2030年在平水年和枯水年条件下，各区县处于2-4级风险。在特枯水年，处于4-5级风险。（4）农业用水量对短缺风险评估结果的影响最大，生态用水量和有效灌溉面积影响最小。

针对遥感墒情监测存在的时空分辨率矛盾，提出利用高时间分辨率的共享遥感数据，将修正归一化植被指数（NDVI）作为墒情指示因子，实现对大区域冬小麦全生育期墒情准实时、半定量化监测的思想。首先，对冬小麦种植区域进行地域划分，依据冬小麦的物候特征进行生育期阶段划分；其次，利用遥感数据计算各地域、各阶段的NDVI，针对各阶段冬小麦的生长情况，进行NDVI的自适应修正。经实测墒情数据和修正NDVI相关分析表明，修正NDVI可以作为农田墒情的指示因子；最后，将监测年的修正NDVI与前三年平均值做距平差值分析，得到与前三年平均值相比，冬小麦墒情的时空分布规律，结果与实际观测值相符。可以预见：如果有较长的时间序列积累，可以得到监测年与常年相比，麦田的墒情时空分布规律。研究结果表明：本文提出的方法，可以用于大区域冬小麦全生育期墒情的半定量化准实时监测，而且遥感数据容易获得，基本不需要实测数据，计算方便，成本低廉。对冬小麦农田管理与决策具有重要的参考价值。

本试验为研究滴灌对盐碱地土壤的改良作用，合理开发和利用盐碱地资源，以耐盐碱牧草紫花苜蓿为试验材料，按12 mm的灌水定额和一周一次的灌水频率，来研究滴灌过程中，一次滴灌前后盐碱地土壤水盐运移规律。结果表明：滴灌对盐碱地土壤有良好的淋洗作用，滴灌后24 h和72 h，滴头下表层土壤的电导率和pH分别较滴灌前降低了72.2 %和8.2 %、74.7 %和5.0 %。滴灌结束后，随时间增加，土壤水分蒸发量增多，返盐现象严重。

科学客观的评价流域水资源承载力，对于合理、高效利用水资源，促进经济社会的可持续发展具有重要意义。该文根据干旱区水资源特点，并结合塔里木河流域实际情况，建立了涵盖4个方面（水资源系统、社会系统、经济系统和生态系统）、12项评价指标的水资源承载力评价体系。利用可变模糊集理论与综合赋权法对研究区不同水平年水资源承载力进行评价，结果表明：2015年，阿克苏河流域与塔里木河干流水资源承载力评价等级为2级，和田河流域与叶尔羌河流域水资源承载力已达到2～3级，若继续恶化必将阻碍流域可持续发展；至2035年，叶尔羌河流域与和田河流域水资源承载力等级均为2级，表明研究区水资源复合系统有好转趋势，承载力有所增强；阿克苏河流域水资源承载力评价等级为2级，水资源复合系统相对稳定；塔里木河干流水资源承载力等级稳定在2级，说明该流域水资源系统可支撑当地生产生活与生态用水。本文所建模型评价结果稳定、精准程度高，研究结果为流域水资源优化配置提供了重要参考。

水资源是支撑区域经济社会发展的基本保障，科学合理地评价水资源承载能力对区域实现可持续发展具有重要意义。本文从“量、质、域、流”维度出发，筛选22个评价指标，构建水资源承载能力评价指标体系：针对评价指标量化、等级标准划分的不确定性问题，建立了基于正态云理论的水资源承载能力评价模型，并采用单因素轮换法(OAT)分析指标权重的敏感性。将构建的评价指标体系与模型应用于黄河流域2015年水资源承载力评价，结果表明：黄河全流域水资源承载能力等级特征值为2.70，处于第Ⅲ等级临界状态，其中，水量维度承载能力为第Ⅲ级临界状态，水质、水域、水流维度的承载能力均为第Ⅱ级超载状态，除甘肃、宁夏、陕西和河南四省区为Ⅱ级超载状态外，其他省区均为Ⅲ级临界状态。评价结果与SPA-VFS、TOPSIS法评价结果基本一致，表明基于“量、质、域、流”的评价指标体系及模型有效可行，本文研究以期为水资源承载力评价提供多维量化评价体系与方法。

针对目前土壤墒情采集器存在兼容性差、精度低以及稳定性差等问题，设计了一种便携式多通信接口的土壤墒情采集器。基于FD阻抗变换原理的土壤湿度传感器和数字温度传感器可同时测量土壤的温湿度；多种通信接口设计可满足不同需求的无线数据传输。GPS用于传感器地理位置信息获取，通过蓝牙或GPRS网络可将测得土壤信息发送至手机及远程服务器，也可直接存储。试验结果表明，所设计的便携式土壤墒情采集器，具有响应速度快、稳定性高、成本低等优点，可实现土壤温湿度的便携式采集及与数据的多无线途径传输。

在灌溉预报过程中，要利用土壤水分传感器监测土壤墒情，同一剖面土壤水分传感器埋设数量越多，测墒精度就越高在实际应用时，就要求减少土壤水分传感器的埋设数量以降低系统的成本，并保证一定的测墒精度。本文选取4个试验区，0-100cm土层深度内，采用取土烘干法测得的5个测试深度土壤水分数据。分析了0-60cm和0-100cm土壤剖面平均含水率与监测点含水率的相关关系，并设置了1个监测点和2个监测点不同组合的对比，分别计算了各种情况下土壤剖面平均含水率与监测点含水率的相关系数（R2）、平均相对误差（δR）以及均方根误差（RMSE）。研究结果显示：一个监测点时，40cm深度的含水率能较好的反映0-60cm土壤剖面平均含水率，R2达到0.95以上；0-100cm土壤剖面平均含水率用60cm深度含水率反映，R2能达到0.93。两个监测点时，20/50cm处的含水率与0-60cm土壤剖面平均含水率的相关性最高，R2为0.994；0-100cm土壤剖面平均含水率与40/70cm处的含水率相关性最高，各试验区平均的R2为0.965。

河套灌区是我国3个特大型灌区之一，也是国家重要的商品粮基地。近年来随着灌溉面积的逐年增加和引黄水量的减少，土壤盐渍化和水资源紧缺的矛盾日益突出。膜下滴灌，作为一项先进的节水灌溉技术，在我们西北旱区的农业节水和盐碱地治理中发挥着重要的作用，然而该技术在河套灌区的应用和研究还相对较少。本文在分析河套灌区农业节水现状的基础上，综述了膜下滴灌技术在该地区的研究进展，重点探讨了膜下滴灌在河套灌区应用前景和下一步研究重点。

随着城市化和规模化节水灌溉的推广，西北干旱内陆绿洲区的地表植被覆盖发生了很大的变化。利用遥感对地观测技术，选取新疆石河子地区1998、2007和2017年的TM/OLI影像数据，结合像元二分模型估算了各年的植被覆盖度和植被变化情况，并计算各年间植被覆盖面积变化转移矩阵。结果表明1998年、2007年和2017年植被覆盖度分别为：52%、60%和48%，呈先增加后降低的趋势；Ⅱ和Ⅲ级植被覆盖区分别以平均每年1.17%和1.56%的速率递增；Ⅰ、Ⅳ和Ⅴ级植被覆盖区分别以平均每年0.05%、0.26%、0.75%的速率递减，总体而言，该地区近20年植被退化面积大于恢复面积。结合土地、气象、水文等资料分析，认为节水灌溉的规模化使用，地下水的过度开采和城市化的扩大是该地区植被发生退化的主要原因。

为观测不同尺寸鱼雷网式过滤器内的水流流动情况，本研究基于fluent软件和相应的计算方法，对不同尺寸鱼雷网式过滤器进行了数值模拟计算。结果显示：数值模拟计算与实际试验计算的8寸鱼雷网式过滤器进出口水头损失相对误差最大值为5.99 %，最小值为1.41 %，说明选择的数学模型具有一定的准确性和可靠度；不同4种尺寸的鱼雷网式过滤器内流场的数值模拟结果表明，不同尺寸的过滤器内部流场变化基本相同，压强变化及速度变化基本一致；结构大小不同的过滤器都有一个最适合的工作流量范围。试验研究进一步揭示不同尺寸鱼雷网式过滤器内流场变化规律的同时，实际应用中为选择高效、节能的过滤器尺寸提供参考依据。

在山西省黄土高原区进行野外试验获取土壤样品，经室内试验测定，最终获得土壤样品的水分特征曲线以及理化参数，建立了基于支持向量机的Van-Genuchten预测模型。研究与分析的结果：输入变量选用了五个土壤基本理化参数（土壤黏粒、粉粒、容重、有机质和全盐量），输出变量为Van-Genuchten模型的参数α、n，对土壤水分特征曲线Van-Genuchten模型的参数进行预测并取得良好的结果。本文所建立的支持向量机预测模型下， Van-Genuchten模型参数α、n的预测值与检验值的平均相对误差都小于4%，建模与检验样本都具有较高的精确度。研究成果有助于丰富黄土地区的土壤水分特征曲线理论研究。

输水调度是引水灌溉工程最为核心和关键业务，为确保工程安全平稳运行，对调度风险进行深入研究和系统分析是十分必要的。总结分析影响引水工程调度安全众多因素，将调度风险归纳为调度制度风险、调度人员风险、调度技术风险、调度协调风险四方面，细化各类风险因子，建立了调度风险评价指标体系。在此基础上，提出了基于云模型可能性测度风险评估方法，利用正态分布云模型量化风险因子的重要程度和效用值，通过模糊积分计算综合风险程度。实例表明，建立的引水灌溉工程调度风险评价指标体系和评估方法，能够较全面、合理反映调度运行安全影响因素，综合考虑了风险评估中的模糊性和随机性，操作性强，为风险评估研究提供了一种新思路。

为了探明膜下滴灌技术的综合效益，设计了一套膜下滴灌技术的综合效益评价方法，该方法的评价指标体系共三层，分别为目标层、准则层、指标层，其中准则层共三项，分别为经济效益、环境效益、社会效益，指标层共六项，分别为亩净效益、经济效益费用比、平均含水率、脱盐率、推广示范作用以及农民素质的提升。用层次分析法计算各指标权重，再用比重法对各指标进行标准化处理，最后通过线性数学模型对各效益以及综合效益进行计算。以北疆典型的滴灌方式(一膜二管)为研究对象，以种植的典型作物棉花为例，对其在膜下滴灌条件下两年的综合效益进行了评价及对比，最后结果为2012与2013年的综合效益分别为0.2215、0.3253，从而分析得出降水以及棉花价格的波动是影响综合效益变化的主要因素，为膜下滴灌技术未来效益的提升提供了改进的方向。研究结果说明该评价模型可以较全面客观的对膜下滴灌技术的综合效益进行评价，并为膜下滴灌未来更好的发展提供方向。