本研究通过田间试验，结合理论与数学分析，对小麦、玉米一体化垄作沟灌灌水技术要素垄宽、沟宽、沟深和田面坡度等进行优化与评价，得到如下初步结论：（1）采集了大量试验数据，计算了不同灌水技术要素组合的累计入渗量，经分析知沟灌中水势梯度和入渗面积对累计入渗量影响显著；沟宽和沟深变化引起入渗面积变化，垄宽变化影响水势梯度变化，垄宽和沟宽是累计入渗量的主要影响因素，沟深影响较小，坡度仅对入渗水量分布有影响。（2）通过分析灌后六小时的土壤水分分布情况对湿润锋运移进行研究，可知在灌水要素中，沟宽、垄宽和沟深对湿润锋影响比较明显，田面坡度对湿润锋影响较小，但沟首部分和沟尾部分的湿润锋曲线差别较大。（3）通过对不同灌水技术要素组合时水流运动的试验观测和理论分析，结果表明：坡度对水流推进与消退影响最大，其它依次为垄宽、沟宽和沟深。（4）用灌水效率Ea和灌水均匀度Ed作为灌水质量评价指标，建立了灌水质量评价模型，采用MATLAB软件优化了70cm和110cm垄宽下不同沟灌灌水技术要素组合的灌水质量；同时对不同灌水技术要素组合进行正交试验和极差分析，结果表明坡度和垄宽对灌水质量的影响最大，为主要影响因素，沟宽和沟深的影响较小，为次要因素。较为合理的一体化垄作沟灌灌水技术要素组合为：垄宽70cm，沟宽40cm，沟深20cm和坡度1‰。