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我国90%以上的灌溉面积采用地面灌溉方式,且地面灌溉田间灌水效率普遍较低,改进地面灌溉灌水技术具有较大的节水潜力。在地面灌溉设计与管理过程中,土壤入渗参数与田面糙率系数的确定和寻求最优灌水技术要素是两个十分重要的环节,这对于提高灌溉效率和灌水质量具有十分重要的意义。在借鉴国内外地面灌溉研究成果的基础上,采取田间试验与数值模拟相结合的方法,基于新疆巴州地面灌溉试验数据,提出了一种确定地面灌溉土壤入渗参数与田面糙率系数和寻求最优灌水技术要素的新方法。并借助地质统计学方法对田间微地形时空变异性进行分析,分析了不同田面平整精度对水平畦灌灌水性能的影响。取得了如下结论：(1)以地面灌溉水流推进距离实测值与模拟值的差值平方和最小为目标函数,采用WinSRFR模拟软件、均匀设计和多元回归分析相结合的方法,建立地面灌溉条件下Kostiakov土壤入渗参数与田面糙率系数优化识别模型,利用粒子群优化算法对模型进行求解。(2)利用本文提出的方法,采用新疆巴州地面灌溉试验数据,分别计算Kostiakov入渗公式、修正的Kostiakov公式入渗参数及田面糙率系数,田间实测数据验证结果表明这一方法是可行的；将本文提出的方法与遗传算法进行对比分析,两种方法计算结果较为接近,利用本文提出的方法对于测点间距较大、测点个数较少的水流推进数据模拟效果优于遗传算法。(3)以入畦流量和灌溉供水时间为决策变量,采用WinSRFR模拟软件与均匀设计、多元回归分析相结合的方法,构建以灌水均匀度和灌水效率为目标的多目标优化模型,采用粒子群优化算法对模型进行求解,采用新疆巴州地面灌溉试验数据,可获得了该地区棉田不同灌季最优灌水技术要素。(4)基于新疆巴州实测水平畦田相对高程数据,利用地质统计学方法,对田面微地形时空变异性进行分析；并根据田间实测灌水资料,分析田块平整精度对水平畦灌田间灌水性能的影响,结果表明：不同田块平整精度对水平畦灌田间灌水评价指标影响较大。