水是农业生产必不可少的,农业用水量达到全国总用水量的73.4%,是名副其实的第一用水大户,但是落后的管理模式使得我国农田水分利用效率仅为发达国家的43%。毛乌素沙地位于我国西北半干旱地区,受地理位置限制和年际降雨严重分配不均的影响,该地区地表水严重缺乏。近30年以来,受气候和人类活动的双重影响,水资源量呈日益降低的趋向,天然降雨和土壤水满足不了作物生长所需,水资源成为制约当地农业发展的一大障碍。为研究干旱地区作物的耗水与农田水分转化规律,为当地地下水资源的合理利用、促进生态环境的改善提供依据,本文选取毛乌素沙地海流兔河流域为研究区,结合收集的资料、野外调查和原位试验等手段,定性定量分析当地主要农作物春玉米与水分之间的关系,并利用模型对农田水分转化进行水分转化模拟。作物蒸腾是研究农田水分耗散的重要一面,研究表明植株茎秆液流呈现明显的昼夜变化,白天在辐射、温度、水汽压等气象因素的综合作用下波动变化,夜间几乎没有液流发生。在晴天时决定茎流速率的气象因子主要为净辐射和大气温度,在阴雨天时为相对湿度和净辐射。参考FAO56估算了2014年和2015年的各生育阶段作物系数,并将计算结果与实测的农田蒸散发量进行了相关性分析,结果表明作物系数法能够较准确地计算当地的农田实际蒸散发量。SWAP模型在国内外许多实践应用中得到了良好的应用,本文也运用SWAP模型对干旱半干旱地区不同水文年的农田水循环进行了模拟,模拟显示含水率模拟值与实测值拟合度较高,整个模拟结果是可靠的,能够在研究区应用SWAP模型进行农田水分运移模拟。