我国普遍采用明沟排水方式排涝、除渍，这类方式缺乏合适的排水沟出口控制设施，无法进行排水控制。无论是排水系统的控制技术还是排水沟出口控制措施研究和国外相比均有一定差距。为减少面源污染和实施排水管理，本文设计新型排水沟出口控制措施，并应用于多目标控制排水试验，建立不同涝、渍条件下的多目标控制排水模型，分析给出最优解评估选取的PSO算法并应用于模型求解。 主要研究内容和结论如下： (1) 就降雨径流对地表排水的氮、磷流失动力、流失过程以及土壤入渗对地下排水的氮、磷运移、转化影响进行了理论研究，揭示了控制排水减少氮、磷流失的机理。制定了作物不同生长阶段的排水控制准则以及排水量控制原则。 (2) 设计新型排水沟出口控制措施，在研究排水沟出口控制措施实现多目标控制排水工作原理和适应条件的基础上，设计了可调式排水沟水位控制堰；设计了自动开启闸门、土工布沙袋和捆扎秸秆作为田间排水控制措施，用于减少地表排水的氮、磷流失量。 (3) 使用不同排水沟出口控制措施，对排水中氮、磷的流失形态、浓度和流失量进行了田间试验。使用自动开启闸门、土工布沙袋和捆扎秸秆控制排水的氮流失量比非控制排水减少了53.2％、44％和39.1％，磷流失量相应减少了49.7％、30.9％和25.4％，排水中的氮、磷浓度与排水控制时间呈对数关系。 (4) 用SPSS统计软件拟合了Philip累计入渗量公式中的参数，为防止过量入渗产生渍害，建立累计入渗量、排水氮浓度和磷浓度的多目标控制排水模型；当发生持续降雨时，可能形成涝、渍或涝、渍连续抑制，在推导出涝、渍连续抑制作物减产函数的基础上，建立了涝、渍连续抑制条件下的作物减产、排水氮浓度和磷浓度的多目标控制排水模型；建立了水田多目标控制排水模型。 (5) 分析了不同农田水分条件下各目标间的竞争关系，研究了多目标控制排水模型的属性。在优化计算参数的基础上，使用测试函数验证了算法的有效性。设计了基于MATLAB的最优解评估选取的PSO算法程序，对多目标控制排水应用模型的求解结果符合实测数据。