为了揭示季节性冻融期地表覆盖对土壤温度时空变化的影响，分别设置了裸地（LD）、秸秆覆盖（JG）和地膜覆盖（DM）3种处理，运用数理统计学法和灰色关联度法对冻融过程不同深度的土壤温度随时间的变化进行了统计分析。结果表明：地膜覆盖对土层具有显著的增温效应；秸秆覆盖对土壤温度的影响在不同的冻融阶段有所差异：冻结阶段，秸秆覆盖减少了土壤热量的散失，对土层具有增温作用；融化阶段，秸秆覆盖减弱了地气间的热交换，抑制了土层温度的增加。地膜和秸秆覆盖可以平抑土壤剖面地温的变幅。在整个冻融期，两种覆盖处理均对地温产生影响，0～20cm对地温的影响较大，20～90cm地温随土壤深度的加深，土壤温度的波动幅度逐渐减小。研究成果对于季节性冻土区地表覆盖措施的选取提供依据。

以甘肃省靖远县为研究对象，基于农业气象站1981~2000年作物生长季土壤湿度、气温和降水观测资料，采用最小二乘法和统计分析方法及Mann-Kendall方法，分析了研究区表层（0~50cm）土壤湿度时空变化特征及其对气温、降水量等气候变化的响应。研究结果表明：同一作物类型地表各层土壤湿度随时间的变化规律基本一致，而不同作物类型各层土壤湿度变化则差别较大。不同深度土壤湿度多年平均值则与种植作物类型有一定的关系；其中春小麦地块土壤湿度从上而下依次为低~高~低变化即呈“凸型”变化；而春玉米地块土壤湿度从上而下依次为高~低~高变化即呈“凹型”变化。气温与土壤湿度的关系随种植作物类型和土层深度不同而存在一定的差异；降水与土壤湿度的关系与种植作物类型和土层深度均无关，但它们的关系随作物类型和土层深度敏感程度有一定差别；而径流量与土壤湿度的关系随作物类型不同有着完全相反的表现。

为了探究土壤斥水性与含水率的关系，采用滴水穿透时间法进行室内试验，和基于理想土壤颗粒模型，通过接触角变化进行理论分析，研究了不同含水率下砂土斥水性质的变化规律。结果表明：砂土斥水性随含水率的增大表现出以1.5 %-2 %含水率范围为拐点的先增大后减小的单峰曲线变化趋势；砂土自身斥水强度越高，其斥水持续时间的峰值越大，对应的土壤含水率值越小，且表现出斥水性质的下阈值含水率也相对越小；滴水穿透时间法和接触角法对土壤斥水性的判定存在差异，其实质是二者分别从土壤的斥水持久性和斥水强度两个角度对斥水性质进行评价。以上研究结果可为斥水土壤的研究奠定基础。

为探讨利用土壤图像灰度和蒙特卡洛方法结合测量土壤含水量的可行方法，以宁夏引黄灌区为研究区，采集土壤图像样本提取灰度数据，分析土壤图像灰度的概率分布，构建以土壤图像灰度值为输入土壤含水量为输出的数学模型，采用蒙特卡洛方法测量土壤含水量，对所得土壤含水量检测值与实测值进行精度验证对比。试验结果表明：1）用蒙特卡洛方法测量土壤含水量，减少了复杂非线性模型的分析，减少计算一些附加的一阶或高阶灵敏度系数，降低计算量。2）测量的精度取决于蒙特卡洛试验次数，当增加蒙特卡洛试验次数，土壤含水量测量值越精确。3）对蒙特卡洛法所得测量值进行克里格插值制图分析土壤含水量的空间分布格局，从仿真结果看较为符合研究区土壤含水量的实际状况。

以全自动网式过滤器为研究对象，基于Fluent软件，用多孔阶跃面模型模拟滤网，采用Realizable k-ε湍流模型对其内部流场进行了数值模拟，数值计算与物理试验的进出口压降相对误差为6.77%，说明选择的数学模型具有一定的准确性和可靠度。在此基础上，分析了过滤器内部流场，发现压降发生的部位主要为滤网；出水管内速度、压强分布不均匀，有漩涡区存在。在保持滤网面积不变的情况下，分别模拟了出水管与罐体夹角α为75°、60°、45°、30°时过滤器的流场，结果表明：夹角α对出水管内流场影响较大。随着夹角α的减小，出水管上部流速、压强分布均趋于均匀；出水管左侧漩涡区域逐渐消失，右侧漩涡区域有所增大，但对进、出口压降及其它部位的流场影响较小。出水管与罐体夹角α?并不是影响过滤器流场的主要原因，若要对过滤器进行结构优化，需从滤网着手。

基于非饱和土壤水运动理论，建立了地埋滴灌条件下土壤水分运动数学模型。采用HYDRUS-3D软件对模型进行求解。通过实测结果与模拟情况对比分析，湿润体内土壤含水率模拟值与实测值差异不大，相对误差在10%以内。总体上模拟结果能较真实地反映点源滴灌条件下的土壤水分运动规律，可为滴灌系统的设计和运行提供了一定的理论依据。

作物需水量是确定灌溉用水定额的基础，其关键参数是作物的蒸腾蒸发量（腾发量）。我们以Penman-Monteith方程为基础，借鉴P-M温室修正式的计算方法，提出了基于常规气象数据和茶树生长发育指标的温室茶树蒸腾蒸发模型ET0(Tea)。在试验期间，选取茶园温室2016年3月10日～4月10日的气象数据，利用P-M温室修正式和温室茶树蒸腾蒸发模型ET0(Tea)对作物腾发量进行逐日统计，并用水量平衡原理验证，结果表明ET0(Tea)与实测值的变化趋势较为一致，误差相对较小，且在晴天条件下比阴天效果更好。我们提出的ET0(Tea)计算精度较高，在理论和实践上均具有较好的可行性，可作为北方温室茶树灌溉决策的重要依据。

为了研究模糊综合评价方法在夏玉米灌水方案优选中的应用，采用改进层次分析的模糊综合评价模型对不同灌水控制下限夏玉米的耗水量及产量特性进行评价，并结合郑州地区非充分灌溉条件下夏玉米种植试验结果进行分析。结果表明：夏玉米全生育期耗水量随灌水控制下限的增加而增加；当灌水控制下限为70%田间持水量时夏玉米产量和水分利用率最高；模糊综合评价结果与试验区试验结果相吻合。因此,改进层次分析的模糊综合评价模型可应用于夏玉米灌水方案优选的研究中，并为模糊综合评价在节水灌溉研究中的应用提供理论参考。

通过研究地表滴灌、地下滴灌、架上滴灌和涌泉灌等4种微灌形式对枸杞园土壤水分、养分以及枸杞产量等的影响，以期为中宁地区枸杞现代节水微灌形式的选择提供建议和支持。结果表明，相同灌水量条件下，涌泉灌方式下土壤水分横向运移更明显，土壤质量含水率比灌水前增加8.82%，并且整个土体土壤质量含水率最高，达14.49%，且水分分布均匀；而其它三种微灌方式下，灌溉后土壤水分增加幅度、土壤剖面水分分布及平均含水率量均没有显著差异；涌泉灌和架上滴灌养分在根区的淋洗强度大于地表滴灌和地下滴灌，而地下滴灌与架上滴灌有造成养分在非根区积累的风险；地表滴灌和涌泉灌方式下，枸杞生长状况和产量均好于地下滴灌和架上滴灌。总体来看，地表滴灌方式下水肥耦合最好，枸杞生长状况和产量最佳。因此，地表滴灌可以作为宁夏中宁地区枸杞灌溉的首选灌溉方式。

不同品种玉米的耐旱程度不同，因此用相似的灌溉制度对待不同品种玉米进行灌溉会降低灌溉水利用效率。选用在引黄地区主推的6个品种，研究了不同品种玉米在充分降雨条件下对不同灌溉制度（蒙头水；蒙头水+拔节水；蒙头水+拔节水+灌浆水）的响应。结果表明，玉米灌浆期的水分消耗土层分布在20-40 cm。不同品种玉米耗水量以中单909最高（434 mm），登海605（411 mm）次之，郑单958（352 mm）最低。先玉335和郑单958的 水分利用效率最高，均为28 kg/hm2/mm；中单909的最低，为23 kg/hm2/mm。高灌水处理登海605和先玉335的产量分别为12.0和11.4 kg/hm2，较低灌水处理增产13.0 %和14.2 %；而郑单958和浚单20在高灌水处理的产量分别为10.1和10.2 kg/hm2，与低灌水处理差异不显著。因此，在引黄地区充分降雨条件下，登海605和先玉335灌蒙头水+灌浆水可以获得高产，郑单958和浚单20仅灌蒙头水即可稳产。

设计了一种气泡雾化喷头，利用喷头雾化性能综合实验平台，对喷头的混合室临界压力进行了实验研究。考察了不同结构对临界压力特性的影响，对影响气泡雾化喷头混合室临界压力的各项因素进行了分析。实验研究结果表明：临界压比只与喷头的结构有关，与气液压力无关。临界压比随着面积比的增加而增加。出口直径越小，临界压比越大。通气方式对临界压比的影响比并不大。增加旋流芯，喷头临界压比增加。混合室收敛角对喷头临界压比的影响很小。实验研究确定了不同结构气泡雾化喷头的临界工况时临界压比的变化规律，为气泡雾化喷头的设计及安全可靠运行提供了依据。

水资源是人类生存发展的重要战略资源，而农业是水资源密集型行业，受水资源条件的冲击最大，科学的评判农业对水资源短缺的脆弱性对农业安全问题至关重要。将农产品虚拟水净贸易量纳入指标体系，构建水资源投入产出流量表和核算模型，以江苏省为例，初步评价江苏省农业对缺水的脆弱性，并对降低脆弱性提出了相关建议。

为了解东寨港红树林自然保护区及周边水域在不同时空条件下的水质状况及其原因，分旱、雨两季对邻近陆域养殖塘、保护区码头水域、红树林内、红树林沟渠、红树林外侧海域共设定42个水样监测点，测试了COD、DO、BOD5、NH3-N、TP指标值，并采用基于层次分析法的水质模糊评价模型和缓冲区梯度空间分析分析法进行了综合评价分析。结果表明：（1）无论单因子污染值分析还是模糊评价，研究区的旱季水质优于雨季，尤以BOD5和TP表现得最为突出；（2）无论是雨季还是旱季，自陆向海随着空间距离的增加，水体污染程度总体上均趋于下降态势。同一缓冲区梯度带内，旱季水体的污染程度明显低于雨季；（3）养殖塘是所有监测水体中污染最严重的区域，这表明养殖塘是东寨港红树林自然保护区水体最主要的污染源；（4）居民近海捕捞作业具有搅浑效应，也能影响保护区水质状况。

基于非饱和土壤水动力学理论，通过计算机模拟方法，应用HYDRUS-3D软件建立了地下涌流根灌土壤水分轴对称三维数值模型，采用Galerkin有限元分析法对土壤水分运动状况进行了数值模拟。利用土壤入渗试验剖面含水率指标的实测值与模拟值来验证模型的正确性。结果表明，相对误差基本在10%以内，吻合良好，表明所建模型可以用于分析供试土壤条件下水分运动状况，可为涌流灌溉系统的合理设计及运行提供一定的理论依据。

为了研究不同灌溉施氮模式对麻风树水氮利用的影响，采用4种供水水平（T1：100%ET（ET为蒸散量）；T2：80%ET；T3：60%ET；T4：40%ET）和3种施氮水平（N1：0g?kg-1；N2：0.4g?kg-1；N3：0.8g?kg-1）。结果表明：根区土壤硝态氮质量分数差值表现为T2＞T3＞T1＞T4。与高水高氮的T1N3相比，T2N2处理节水20%，节约氮肥用量50%，其灌溉水利用效率提高了26%，氮素吸收表观利用率及氮素吸收效率分别提高149%、26%。水分利用效率和氮素吸收效率均与施氮量呈显著二次曲线关系，均在低氮水平下达到最大值。因此，有利于麻风树生长和水氮高效利用的最优灌溉施氮模式是T2N2处理。

土壤水、盐运移规律的研究，是农田水利、水土环境等领域的重要基础内容。本研究内容是对不同节水措施（覆膜灌溉、浅湿灌溉、浅水灌溉）下水田土壤中的水盐运移规律的研究和对冬季不同积雪深度及施盐情况下，春季土壤水盐垂直分布规律的测定与分析。土壤盐分测定采用电导率法，土壤水分测定采用烘干法。结果表明：天津市西青区土壤电导率变化趋势大致一样，在50cm以上的土层电导率是逐渐变小，50cm以下的土层电导率基本就没有太大变化，地表的盐分随着淋溶过程运移到地下，导致地表的电导率值变小。

近几十年来,随着全球气候的变暖,极端天气气候事件的发生频率在迅速增加,严重影响了人类的生存和社会的可持续发展。极端干旱事件对河流的生态系统健康有着极大的影响。保证极端干旱条件下的生态基流量，对维持物种的生存、保护和生物多样性具有重大的意义。本文以渭河宝鸡段为例, 分别采用湿周法、Tennant和最小日平均流量法，计算了百年一遇的特大干旱年的生态基流量，参考渭河宝鸡林家村断面特大干旱1929年的逐日流量分析，最终得到渭河宝鸡林家村断面的生态基流量为2.51m3/s,该基流维持的时间为10天。开展本次研究，不仅有重要的科学价值，而且为西北干旱地区的河流生态系统健康起到一定的指导意义。

三江平原是国家商品粮基地核心区、绿色食品生产样板区和高效生态农业先行区，其生态系统健康问题，关系到区域农业的可持续发展和国家粮食安全。本文针对三江平原生态系统健康问题，建立了评价指标体系，运用基于粒子群算法优化的投影寻踪评价模型对三江平原生态系统健康进行了综合评价。评价结果表明三江平原整体生态系统健康具有恶化的趋势，不同子区域的生态系统健康状况存在差异性。三江平原生态环境问题日趋突出，应加快治理，保持该区域的可持续性发展。

为了解决温室大棚的精准灌溉问题，设计一套基于修正后的Penman-Monteith方程计算作物灌溉量的智能灌溉系统。系统选用光照传感器、温湿度传感器，土壤水分传感器采集温室大棚环境参数，由数据采集器传送至上位机，利用灌溉模型计算出作物不同生长期的蒸散量，并将蒸散量换算成灌溉量，通过上位机发出灌溉命令，控制恒压变频控制器的运行和电磁阀的启闭。远程操作系统采用GPRS与基地控制系统连接，实现参数设置、实时数据显示和查询以及控制灌溉模式。试验结果表明， 该系统能够实现精准灌溉自动控制，系统稳定可靠，操作方便，适用于温室大棚精准灌溉。

微灌技术能够实现农作物的精准灌溉，基于ZigBee技术的智能微灌技术可有效解决干旱、缺水地区灌溉问题，实现农业的可持续发展。介绍了一种低功耗微灌系统，采用太阳能供电，有效节省了能源，该系统有效解决了田间控制点分布区域广，无线通信距离较远，电池寿命短的问题，显著提高了农作物灌溉水利用效率，智能自动控制，提高了劳动效率。

针对当前农田灌溉管道工程设计规划难以达到最优、农业灌溉供水成本过高等问题，从用水户角度出发，以管长、管径、水泵扬程等因素为变量，灌溉供水成本最低为目标函数，建立了农田有压管道系统非线性优化模型。结合设计人员经验和工程实际，根据单点供水原则，采用枚举法对管网布置进行优化。在此基础上采用遗传算法对管径进行优化，得到各管网布置方案下的管径组合及水泵扬程，最后选择出供水成本最低的方案作为最优设计方案。编写了C++和Matlab程序，并进行了工程实例验证。结果表明，本文方法可快速有效地确定出农田有压管道系统整体优化方案，在满足农田灌溉要求的同时，降低供水成本，切实保护用水户的利益。

综述了痕量灌溉及微润灌溉技术的应用及研究进展。重点对两种技术的作物节水增产效应、灌水技术要素、土壤水分运移规律、数值模拟等方面的研究进展进行了综述，对两种技术的关键性参数进行了对比分析，并提出了两种技术存在的问题和发展趋势。可供灌溉工作者参考。

合同节水管理是由节水服务公司提供技术和资金支持，节水效益由参与方共享的一种新型节水模式，具有广阔的发展前景，但效益分配机制的缺失已经成为其推广的主要阻碍因素。通过米切尔评分法确定合同节水管理的核心参与方，再运用层次分析法建立递阶层次模型，确定参与方的权重，以此为基础构建公平熵模型，证明节水效益与双方重要性权重和资源投入贡献密切相关。最后通过算例分析认为，节水效益由用水企业流向节水服务公司，节水服务公司享有最多节水效益。

以黑龙江省庆安县为例，介绍了确权工作目的与意义，根据确定的可分配水总量对庆安县生活用水、生态用水、非农生产用水、预留水量和农业用水进行初始水权分配，确定了庆安县县域水资源的空间范围，明晰水权的归属关系和权利义务，最后介绍了确权登记发证工作。