我国是一个农业大国,又是一个灌溉大国,但主要采用地面灌溉,并且灌水效率普遍较低,因此,改进地面灌水技术是发掘农业节水潜力的重要方式。在畦灌系统的设计及运行管理中,准确而简便的估算土壤入渗参数和糙率系数,进而对灌水技术进行优化是非常关键的环节,这对获得可靠的灌水技术参数组合,提高灌水质量和水资源利用效率十分重要。本文在借鉴前人灌溉研究成果的基础上,采用理论分析、田间试验和数值模拟相结合的方法,依据陕西省泾惠渠灌区田间灌溉试验数据,提出了一种确定地面灌溉入渗参数和田面糙率的新方法,分析了灌水质量对畦灌系统主要参数的响应规律,得到了最优灌水技术要素组合。总结如下:(1)选定Kostiakov公式为土壤水分入渗模型,以实测水流推进过程和模拟水流推进过程的偏差平方和最小为参数估算原则,根据田间实测灌溉资料,采用二次回归正交试验设计、WinSRFR4.1软件模拟和Design-Expert统计分析及优化,最后得到最优入渗参数和田面糙率系数。为了验证该方法可行性及估算结果的可靠性,将模拟的水流推进及消退过程与实测的水流推进及消退过程进行对比,将模拟值的入渗过程与田间实测的入渗过程对比,将优化的田面糙率和实测的田面糙率进行对比分析,结果表明,实测值和模拟值吻合的非常好,该方法也是可行的,结果也是可靠的。(2)利用本文提出的方法对冬小麦全生育期的3次灌水过程进行模拟和求解,得到不同灌水时期的入渗参数和田面糙率。进行对比分析发现,入渗系数先减小后增大,入渗指数变化不大,而糙率系数逐渐变大最后基本稳定。(3)畦田规格(畦长和畦宽)、入渗参数(入渗指数和入渗系数)、田面参数(田面糙率和畦田坡度)以及管理参数(单宽流量和改水成数)都对水流推进过程、水流消退过程、入渗水分分布和灌水质量产生不同程度影响,3个灌水质量指标(灌水效率、灌水均匀度和储水效率)在参数变化区间一般呈现单峰曲线。各畦灌参数对田面水流运动及灌水质量的影响程度不尽相同,比较复杂,协同作用和拮抗作用同时存在,因此,在对灌水技术参数优化时,要根据具体情况,对参数进行综合的考虑和选取。(4)基于冬小麦不同时期的入渗参数及糙率,借助地面灌溉水流运动软件WinSRFR进行模拟,定义灌水效率、灌水均匀度和储水效率的几何平均值为灌水质量单一指标,考虑冬小麦不同生育期不同灌水定额水平以及入渗参数和糙率的变化的情况下,采用二次回归正交试验设计得到了可靠的最优灌水技术参数组合;试验区的合理畦长在80 m~120 m之间,单宽流量在8 L/(m?s)~12 L/(m?s)之间,考虑灌区的入畦流量一般在30 L/s~40 L/s,因此,灌区的畦宽应在3 m~5 m之间,而改水成数取七八成左右。