本文以我国西部干旱区具有浅地下水位之独特水土资源特点和秋浇之独特灌溉模式的特大型灌区-河套灌区为研究对象,通过综合田间试验观测,以SPAC系统和机制及土壤水盐动力学理论为基础,分析确定田间灌溉水、降水、土壤水、地下水和作物水(“五水”)的相互转化关系,研究包括作物生长期和非生长期在内完整水文年的田间灌溉水有效性。选择了河套灌区具有代表性的春小麦与夏玉米套种的种植模式,在此种植模式下,对当前实际灌溉条件下的田间灌溉水有效性进行评价,科学全面地分析田间灌水的节水潜力,为当前河套灌区正在实施的以节水为中心的灌区改造提供科学依据。研究获得主要结论如下:(1)从水量平衡理论出发,研究了SPAC系统中灌水量、降雨量、根系层土壤水分变化量、地下水补给量与渗漏量和作物腾发量之间的相互转化关系,在科学地描述了“五水”之间动态变化过程。研究结果表明,在以浅地下水位为主要特征的河套灌区,农田间“五水”转化频繁而复杂。灌溉后,前期灌溉水渗漏成为地下水,后期地下水又补给成为根层土壤水为作物所利用,因此不能简单的将渗漏水视为无效水。(2)以综合分析SPAC系统农田水分运移转化为基础,从动态观点出发,在时间尺度上考虑深层渗漏量和根系层储水量对作物的有效性,全面合理地对浅地下水位灌区春小麦套种夏玉米模式下田间灌溉水的有效性作出评价。研究结果表明,当前灌溉制度下,春小麦套种夏玉米的田间灌溉水利用率只能达到80.6%。可以说,在这一种植模式下,田间灌溉水仍有一定的节水潜力。(3)对河套灌区的非生长季灌溉-秋浇进行田间灌溉水有效性评价。秋浇的主要作用可以概括为淋盐、储水,但是秋浇问题是极为复杂的。在本次研究中就充分体会到了这一点。试验田2004年底以及2005年全年试验田耕作层各层土壤都保持了较低的土壤含盐量,以致基本没有淋盐要求,因此本文只对其储水保墒效果进行了评价。研究结果表明,非盐碱地的秋浇水利用率较低,以此次试验为例,秋浇水利用率只有30.1%,可见,可以针对农田不同的土壤状况制定不同的秋浇定额来提高秋浇灌溉水利用率。