干旱缺水和水资源利用效率低是制约西北内陆河灌区农业发展的主要瓶颈,本论文以青海柴达木盆地怀头他拉灌区为试验点,以其代表性作物枸杞为对象,采用农田连续定位观测的方法,研究滴灌条件下,通过农艺技术调控水分转化过程,实现节水增产增效的科学目标。并采用考虑土壤干空气耦合的水热耦合模型STEMMUS（Simultaneous Transfer of Energy,Mass and Momentum in Unsaturated Soil）模拟不同技术模式下水分转化过程,并探讨对降水挖潜增加雨水资源情景下水分转化过程和作物蒸腾耗水规律。取得如下主要结论:（1）与传统的平地裸地种植模式（FN）相比,垄沟覆膜种植（RM）显著提高20cm土层积温（P<0.05）,并提高10-110cm土壤储水量达到16.1%（2018年）和24.3%（2019年）。同时有效抑制土壤蒸发量达39.9%（2018年）和55.1%（2019年）,为作物生长、开花坐果提供了良好的土壤水热环境。（2）STEMMUS模型能够较好模拟干旱内陆河灌区的土壤水热、蒸发蒸腾动态变化过程。对于土壤温度的模拟,考虑干空气耦合对模拟精度的影响微弱。浅层土壤的水分模拟差异与水分输入（降雨/灌溉）量的增加呈明显的正相关关系,当降水/灌溉达到20mm时,差异增大至1.2%。此外,蒸发蒸腾和蒸发模型的差异也随着水分输入的增加呈正相关性,当水输入量为30mm时,差异增量分别达到0.3和0.2mmd^-1。耦合Shuttle-Wallace（S-W）双源模型成功提高了STEMMUS模拟蒸发蒸腾(一致性指数（9值提高达5.8%）和地表蒸发(（9值提高达13.0%）的精度。（3）降雨挖潜对土壤温度的动态过程影响微弱,0-100cm剖面的温度模拟均值的最大差异仅为0.8%。但明显提高10-110cm土层的土壤储水量,20%降雨增量情景平均提高7%以上。RM计算的作物蒸腾耗水比例（蒸腾/蒸散发）较实际情况分别提高蒸腾耗水比例0.3%（10%降雨增量）和0.4%（20%降雨增量）。在产量增加10%时假设情况下,当增雨量达10%时,水分利用效率增长幅度为7.2%-9.6%,增雨量为20%时的增长幅度为2.3%-5.2%。（4）2018-2019年观测到的RM处理的枸杞果径、果长均显著（P<0.05）高于另外两个处理,并获得最高的枸杞子总产量、水分利用效率和经济净效益,与FN相比,RM提高枸杞产量达到16.5%（2018年）和26.6%（2019年）,水分利用效率较FN提高3%（2018年）和22%（2019年）,经济净效益比FN增长11.74%（2018年）和31.94%（2019年）。然而各处理之间果实维C含量和总糖含量未发现显著性差异。对于西北内陆河灌区,垄沟覆膜种植方式是促进作物生长和增产增效的高效农艺技术措施。模拟结果表明降水挖潜将有效提高作物根区土壤储水量;并在产量增加的前提下提高作物水分利用效率。本研究将为西北内陆河灌区水资源高效利用提供科技支撑。