石津灌区是我国北方典型的大型灌区,灌区内主要种植作物为冬小麦和夏玉米,灌溉模式为井渠结合。近年来,随着灌区内地下水位的不断下降,灌区水生态环境恶化,水资源的紧张态势加剧。如何充分利用水资源,提高农田水分利用效率,对石津灌区持续发展具有重要意义。本研究考虑土壤质地、根系层厚度、包气带土壤垂直分层和作物类型等情况,采用土壤水分运动理论,基于HYDRUS-1D构建典型地块田间土壤水分运移模型,采用典型地块智墒系统观测的土壤含水率对模型土壤水力特性参数进行率定和验证,在此基础上,根据《河北灌溉定额标准》设置258种情景对田间土壤水分运移过程进行模拟,结合不同降雨和灌溉情景,借助HYDRUS-1D模型和有效降雨量计算方程,得到了石津灌区典型地块的降雨有效利用系数分布规律,为石津灌区合理高效利用水资源和有效降雨量的后续研究提供参考依据。主要研究成果如下:(1)对HYDRUS-1D模型土壤水力特性参数进行了率定和验证。对两典型地块的200cm内的土壤概化为6层,利用2019年冬小麦生育期田间实测土壤含水率对模型参数进行了率定,采用2019年夏玉米田间实测土壤含水率对参数进行了验证,其中,平均误差在-0.04至0.03之间,平均绝对误差变化范围为0.01-0.03,均方根误差在0.01-0.05之间。结果表明,HYDRUS-1D模型可以较好地模拟典型地块土壤水分运移情况。(2)基于HYDRUS-1D模型对观测期内典型地块土壤水分进行模拟。模拟期内,深州市、宁晋县典型地块冬小麦季棵间蒸发量分别占蒸发蒸腾总量的32.17%、9.47%,深州、宁晋县典型地块夏玉米季棵间蒸发量分别占蒸发蒸腾总量的17.93%、11.21%。典型地块土层储水量受灌溉量和降雨量的影响变化趋势一致,且浅层土壤含水率波动幅度大于深层,灌溉量和降雨量越大,土层储水量波动越大;典型地块均产生了深层渗漏,其中,整个模拟期内深州市典型地块深层渗漏量在0-41.18mm之间,宁晋县典型地块为0.02-6.51mm。(3)总体上,深州市典型地块的降雨有效利用系数大于宁晋县。对于冬小麦生育期,深州市典型地块灌溉1次,灌水量为180mm时,降雨有效利用系数最高;在宁晋县典型地块灌水2次,单次灌水量为105mm时,降雨有效利用系数最高;对于夏玉米生育期,两县典型地块均不进行灌溉时,降雨有效利用系数最高。