在滴灌技术的应用与推广中,如何在降低系统成本的基础上保证水分利用效率一直是众多学者关注的热点问题。灌水均匀度是指导滴灌系统设计和运行管理的关键参数,直接影响到系统成本和作物产量。针对现行设计均匀度取值科学依据不足的问题,已有研究对不同气候区代表性作物,通过田间试验探讨了滴灌均匀系数对土壤水、氮、盐分分布和作物生长的影响,指出现有滴灌工程设计规范中的均匀度标准(Cu=0.8)具备可行性并有进一步降低的空间。土壤水分再分布对灌水不均匀有补偿作用,同时作物根系的延展能够缓解水肥分布不均带来的不利影响,因此为了将理论上存在的“降低空间”转换为切实可行的技术指标,应在综合认识系统-土壤-作物三者关系的基础上,以经济效益最大为目标,针对不同气候和作物特征,提出均匀度合理取值的标准。为此,本文以均匀度为研究对象,通过试验研究、数值模拟和理论分析的方法,建立了一种滴灌水力计算模型,提出了不同根系特征的作物的系统均匀度最优值;同时得到了系统均匀度、土壤含水率均匀度和作物产量的定量关系,保证了系统均匀度选取的安全性;最后对实际工程优化设计中的一些问题进行了探讨。主要结论如下:(1)基于有限元法建立了一种水力计算模型,局部水头损失通过当量长度法和局部阻力系数法添加到模型中,减小了模拟值与实测值的偏差,可以有效的应用到不同形式的滴灌管网水力解析中,能够准确计算支管单元压力流量分布、系统均匀度和流量偏差等指标。(2)与取土测定相比,试验中TDR连续监测得到的数据能更好的反应生育期内土壤含水率均值及均匀度的变化规律,土壤水分分布特征评价的准确性与测点位置、测点个数、测定时间和时长的选取有关;随着滴头间距和毛管间距的减小,土壤含水率均匀度升高,同时提高了氮素和盐分分布的均匀性;提出的模型能够衡量土壤含水率均匀度与系统均匀度的关系,计算结果与试验数据较为吻合。(3)土壤含水率均匀度通过影响根系生长和形态来影响作物产量,整体上,随着土壤含水率均匀度的提高,作物产量和水分利用效率均会提高。当均匀度在0.80-0.94间时,产量虽产生显著差异,但总体保持平稳,继续低至0.79时产量急剧下降,对于浅根系密植作物,应保证土壤含水率均匀度维持在0.79以上。(4)提出了合理均匀度的选取办法,根据根系特征不同,选取密植和非密植两种典型作物进行分析,得到:种植棉花时,系统合理设计均匀度为0.78;对于橄榄,系统合理设计均匀度为0.86。(5)对有限元模型进行了优化,极大提高了收敛速度并保证了计算精度,应用到优化设计中发现,环状管网更为灵活可靠,某些情况下均匀度更高,投资更低。