灌溉农业是我国最大的用水产业，占总用水量的约70％。水资源日益紧缺要求灌溉农业进一步提高灌溉水利用率。喷灌作为一种先进灌水技术，因具有节约灌溉用水，增加作物产量，提高作物品质，调节田间小气候，对土壤和地形适应性强等优点而得以广泛应用。然而在其发展过程中仍遇到一些问题，表现为与地面灌溉不同，喷灌存在冠层截留损失，因此在与地面灌相比是否节水以及节水比例是多少的问题上一直存在较大争议，这种争议已影响到我国节水灌溉发展中适宜节水灌溉技术的选择及评价。因此，研究喷灌作物截留水量及其消耗机制，对于定量回答上述问题，进而推动和促进喷灌技术在我国的良性发展均具有重要理论意义和实用价值。 本研究在参阅大量国内外文献的基础上，明确定义了冠层截留量和截留损失；通过喷灌夏玉米田间试验，确定了玉米冠层对喷灌水量的再分配规律，并着重分析了截留水量的影响因素；通过冬小麦室内试验，确定了冠层截留的变化规律及存储能力；以地面灌溉为对照，研究了截留损失对农田小气候（空气温湿度）的改变，确定了截留损失对作物蒸腾的影响，进而估算了冠层截留损失；利用Cupid模型模拟计算了喷灌作物冠层截留损失，并用试验实测结果对模拟结果进行了验证，在此基础上对模型进行了应用。本文的研究结论和创新点在于： （1）基于水量平衡法，对喷灌水量经夏玉米（宽行阔叶作物）冠层再分配后的各分量（棵间水量、茎秆下流水量和冠层截留量）的空间分布及占喷灌水量的比重进行了研究。得到喷灌水量经夏玉米冠层重新分配后各组分的空间变异性较其未进入冠层前大，表现为截留量最大，其次为茎秆下流水量，棵间水量相对较小。冠层截留量在夏玉米生育初期最小（0.8mm），而后逐渐增加直至生育盛期达到最大（2.6 mm），进入生育后期又有所降低（2.4mm］）。 （2）采用称重法对喷灌冬小麦（密植小叶作物）冠层截留过程及其存储能力进行了研究，结果表明喷灌初始阶段（灌水量小于5mm）冬小麦冠层截留量随灌水量的增加而迅速增加，此后增速逐渐减缓直至达到冠层存储能力。不同生长期的冬小麦冠层存储能力各不相同，变化范围为0．7~1．5mm。喷灌强度对冠层存储能力大小影响不明显。冬小麦拔节至成熟阶段，冠层存储能力随叶面积指数（LAI）和株高的增大而线性增大。冬小麦抽穗前，冠层存储能力与植株鲜重呈正线性相关关系。 （3）基于能量平衡原理，利用农田蒸腾蒸发观测仪器（热平衡茎流计、涡度相关仪及波文比能量平衡观测系统）对截留水量蒸发产生的抑制蒸腾效应进行了研究，并估算了冠层毛、净截留损失。结果表明对各灌水日而言，截留水量的蒸发使得喷灌处理冬小麦的蒸腾量仅占地面灌（或未喷灌）处理的7％~14％，蒸腾抑制量变化范围为1.7~4.1mm；夏玉米喷灌处理蒸腾量仅占地面灌处理的23％~42％，蒸腾抑制量变化范围为0.5～2.8mm。蒸腾抑制量随灌水当日日太阳辐射的增加而线性增加，随日平均空气相对湿度的增加而线性减小，日平均气温、日平均风速对蒸腾抑制量的影响不明显。喷灌冬小麦冠层净截留损失不足0.1mm，而夏玉米冠层净截留损失变化范围在1～2mm之间。全生育期内，喷灌夏玉米净截留损失占灌水总量的5％左右；对于冬小麦，因净截留损失近乎为零，说明由喷灌产生的冠层截留量在蒸发过程中完全用于抑制蒸腾耗水，故在评价喷灌水利用率时应将其视为有效消耗。 （4）利用Cupid模型对冠层截留损失进行了模拟计算，并利用试验结果对模拟结果进行了检验，在此基础上对不同条件下的冠层截留损失进行了模拟。结果表明Cupid模型可以较好地模拟喷灌条件下作物冠层附近的空气温湿度变化及截留过程。对喷灌和地面灌条件下的作物蒸腾及冠层截留水量蒸发的模拟得出与试验相近的变化趋势，但两者的模拟结果与实测值吻合还不够理想。通过对Cupid模型进行应用发现，不同灌水时间对冠层净截留损失的影响不明显；而初始土壤含水率对净截留损失有一定影响，表现为初始土壤含水率较高条件下产生的截留损失小于较低含水率下的对应值。