目前淡水资源短缺问题已经成为世界上许多国家和地区所面临的难题，在我国由于农业、工业和生活用水量不断增加，淡水资源出现紧缺现象。为了解决农业用水供需紧张的问题，在农业灌溉中利用微咸水资源来解决淡水资源的短缺是一个新的途径，但由于微咸水对土壤环境和作物生理有潜在的负面影响，故其同时也成为科研工作者面临的一个新命题。 本论文在针对国内农业灌溉应用较为广泛的咸水沟灌问题，建立在国内外大量的咸水利用试验研究结果和土壤水分运动和溶质运移理论的基础上，以求再现田间水流运动形态为目的，根据水力学相似原理建设沟灌试验装置进行室内模拟试验和理论分析为主要手段，设计了咸淡水交替灌溉的试验研究，探索地表水流一土壤水分运动的耦合沿沟长方向上任意断面处任意时刻的土壤水分分布规律以及咸淡水交替沟灌过程中土壤三维空间上盐分的运移规律和分布状态，揭示盐分的累积与淋洗过程，提出针对咸淡水交替灌溉的最佳模式。 本研究试验采用“二咸一淡”的交替灌溉方式，咸水分为1.5、5.0和10.0g/l高、中、低三种不同的矿化度，试验研究内容主要包括地表水流运动规律研究、土壤水分入渗参数推求与验证、土壤水分运动规律以及土壤盐分运移分布规律四个部分，通过实验规律测定和水盐运动理论以及HYDRUS-2D水盐运移模型进行分析研究，主要结论如下： (1)交替沟灌方式下土壤水分再分布过程的研究结果表明，灌水沟由于受到两侧沟灌水的影响，水分主要在剖面上的垂直方向上运动，侧向渗入沟顶中土壤水量的比例较小，水分下渗深度较深，湿润锋位置在70cm土层以下，且由灌水入渗造成的土壤水分再分布过程持续时间较长。在特定的边界条件下利用HYDRUS-2D软件研究单断面沟灌水分二维入渗可以较好模拟沟灌条件下水分再分布规律； (2)本文采用地表水流运动模型与二维的非饱和土壤水分运动模型(HYDRUS-2D)迭代建立地表水与土壤水耦合运动沟灌模型，推求在灌溉过程中沿沟长方向上任一时刻处土壤垂向剖面上水分运动特性，对水流推进阶段的土壤水分分布在入口处的断面上作了较好的预测与验证： (3)土壤盐分的变化与土壤含水量密切相关，其运动变化的剧烈程度随土壤含水率的减小而增加。咸水盐分变化规律呈现“M”形，盐分在土壤的表层累积比较严重，前两次灌溉咸水结束后，盐分的累积达到了最大，随着灌溉次数的增加，盐分累积有逐渐降低趋势，特别是最后一次淡水的淋洗，盐分迅速降低。由于“盐随水来，盐随水去”的运动规律，土壤表层盐分由于强烈的蒸发作用累积严重。咸淡水交替灌溉过程中，在任一个断面的不同位置，其盐分在土壤剖面上累积量按“沟底-沟侧-沟顶”的顺序依次减小。 (4)应用低矿化度的咸水灌溉农田，只是在地表出现土壤的积盐，形成一些盐壳，在根系层不会出现土壤积盐现象，反而还会出现淋洗现象，故利用低矿化度的咸水灌溉土壤是适宜的。