水资源短缺及其时空分布不均，已经成为阻碍我国经济和社会发展的重要问题。农业灌溉用水是国民经济总耗水量的最主要部分，是水资源合理开发、利用所必需的重要依据。发展高效节水新技术，合理配置区域水资源，提高农业用水效率和灌溉管理水平，实现区域水资源的可持续利用是目前迫切需要解决的问题。本研究以陕西关中某典型灌区实测资料为基础，分析灌区需水量与实际引水量变化过程间的关系,研究内容包括对该灌区历年实际用水资料的统计分析及作物需水情况的计算与分析；通过对该灌区多年降水、渠首引水资料的统计分析，结合灌区的种植结构与灌溉制度、农民实际用水习惯、灌区灌溉水利用系数等，分析计算灌区不同水文年理论灌溉需水量与实际灌溉引水量及其用水过程；结合灌区作物的关键需水期，为合理调配灌区水源和优化灌溉制度提供基本依据，对实施灌区的水量调度提供支撑和指导。为合理调配灌区水源和优化灌溉制度提供依据，作者根据灌区灌溉预报的特点，借助现代无线数据传输技术，设计、实现了一种基于Zigbee的灌溉预报新方法，为实时监测土壤墒情，准确拟定灌水方案提供保障。研究取得的主要成果和结论如下：(1)根据典型灌区1989-2011年的气象、土壤、地下水埋深以及主要作物种植比例、种植面积等统计数据及灌区实测资料，利用Penman—Monteith公式和农田水量平衡方程计算得到了灌区各主要作物的作物需水量、灌区的灌溉需水量。结果显示：主要作物全生育期的作物需水量多年变化基本稳定，除冬小麦外，果树、棉花和夏玉米的作物需水量多年变化趋势基本一致；全灌区降雨量及降雨年内分布对灌区灌溉需水量有较大影响外，灌区作物种植结构调整也是影响灌区灌溉需水量变化的重要因素，全灌区总的作物需水量多年呈减少趋势，2001年以前年均减少1489万m3，之后趋于平稳。(2)根据典型灌区1989-2008年实际引水资料及灌区各主要作物的作物需水量和灌区的灌溉需水量计算结果，研究分析了典型灌区灌溉需水量与灌区实际引水量之间的关系，研究发现：由于降雨量、作物种植面积、区域水源、农户用水习惯以及灌溉管理等因素影响，灌区需水量与实际引水量多年均呈减少趋势；考虑地下水利用、作物灌溉比例及土壤水分利用等因素所修正后的灌溉需水量与灌区实际引水量变化曲线吻合较好，除降雨量较大年份外，修正需水量略大于实际引水量；除1992、1996、2003年外，各年实际引水量与需水量的比值基本保持稳定，表明该典型灌区引水管理相对合理，总的引水量基本能够满足灌溉需水要求；但由于灌区水源为夏季多泥沙渭河且没有水源调节能力，虽然灌区采取了诸如储水灌溉、错峰引水等措施，但不同水文典型年都存在不同程度的缺水，尤其是7-8月作物需水关键期的需水要求不能满足。(3)结合墒情监测和灌溉实时预报的技术要求，提出了划分灌区监测单元、布置墒情监测点以及Zigbee网络节点的要求和方法。为方便管理和准确监测数据，将灌区划分为灌溉控制区和基本控制单元两个层次。基本单元内影响预报结论的各因素条件要求基本一致。监测点的布置既要考虑成本又要充分体现区域代表性。Zigbee网络节点的布置则注重数据传输安全、可靠，保证网络高效运行。(4)重点从功能角度对Zigbee网络监测系统和远程控制中心的软硬进行了设计。依据数据传输过程以及操作功能的执行层次，对传感器节点、控制器节点以及网关节点分别进行了功能设计；提出以逐日计算的预报方式对灌区灌溉进行预报，并设计了逐日预报的功能实现程序。以实测土壤墒情为依据对预报结果进行实时修正，确保预报的准确性。