我国水资源极度匮乏,人均淡水资源量仅为世界平均水平的28%。国家统计局统计结果表明,2015年全国粮食播种面积、单位面积产量及粮食总产量继续增长,持续增长的粮食生产给农业灌溉提出更大的挑战的同时也带来了更好的机遇,因此,大力发展农业节水灌溉已经成为促进农业生产、缓解水资源供需矛盾的战略选择。我国农业灌溉当前主要存在以下三大问题：(1)农田有效灌溉率低,全国农田有效灌溉面积9.37亿亩,仅占耕地面积的51.5%,而节水灌溉工程面积仅占有效灌溉面积的50%。(2)灌溉水有效利用程度低,全国灌溉水有效利用系数只有0.53,水分利用效率提高的潜力巨大。(3)水生态破坏严重,日益增长的灌溉水量已造成我国华北、东北地区多处出现地下水漏斗。为解决上述三大问题,研究作物生长规律和田间水循环规律势在必行。目前,作物模型用于对作物生长、产量评估的研究众多,但传统的研究往往只注重研究作物在不同条件下各性状的变化,以此来优化田间管理模式,达到增产的效果,但缺乏与其他学科的交叉整合；随着我国生态文明建设的步伐逐渐加快,对水生态保护的需求也日益增加,如何将作物生长与区域水生态相结合,从而拟定节水增粮灌溉方案,对于作物管理措施改进与保护水生态意义重大。基于上述我国农业灌溉存在的问题和需求,本文选择典型井灌区——安达市节水增粮示范区为试验区,在原型观测的基础之上,收集研究区气象、水文、地质、土壤、作物类型、农业管理等相关资料,分析生长季典型作物(玉米)水分与作物生长规律。在试验数据的支撑下,集成DSSAT、MODFLOW等模型构建井灌区水分循环及作物生长过程模拟系统,并以试验区作为研究区,通过情景模拟,探讨不同灌溉方式及灌水量对东北平原地区春玉米生长生产及地下水资源量的影响,论文所得到主要结论如下：(1)2015年研究区玉米生长总历时172天,生长期内总降水量379.5mm,属平水年,平均气温19.8。C。研究区有喷灌和地面灌溉两种主要灌溉方式,其中喷灌一次总灌溉量60m3/亩,地面灌溉两次灌溉量分别为60m3/亩和40m3/亩。玉米LAI和株高从5月底开始增加,LAI最大值约5.0,株高最大值约2.5m,三种灌溉方式下LAI和株高总体差别不大；过渡区、喷灌区和地表灌区的产量分别为531.6kg/亩、559.4kg/亩、555.3 kg/亩,说明灌溉有增产效果。研究区土壤含水量在20%上下波动,随着土层深度的增加含水量波动趋于平缓,灌溉和降水对土壤含水量的影响深度超过了80cm。研究区地下水类型为潜水,地下水总体流向为自北偏东向南偏西,埋深约6m,全年呈现先降后升再降的变化趋势,在5月1日前后受灌溉影响地下水位发生突变。(2)在原型观测试验收集的研究区基本数据的基础上,集成DSSAT、MODFLOW等模型构建井灌区水分循环及作物生长过程模拟系统,利用观测数据对模型进行校验。模型最终拟合效果如下：三种灌溉方式处LAI符合度D值分别为0.986、0.985、0.981,均方根误差RMSE分别为0.086、0.090、0.078,株高符合度D值分别为0.986、0.980、0.990,均方根误差RMSE分别为0.088、0.046、0.032,说明模型对LAI和株高的模拟十分准确；作物产量模拟值与实测值对应点几乎位于l：1基准线上,决定系数R2=0.9894,说明模拟值与实测值已经达到较高的吻合度。三种灌溉方式处20cm土壤含水量符合度D值分别为0.594、0.638、0.548,均方根误差RMSE均为0.003,其中系统误差所占比例较大；喷灌区40cm、60cm、80cm土壤含水量符合度D值分别为0.505、0.547、0.351,均方根误差RMSE分别为0.002、0.001、0.001,其中非系统误差所占比例较大。喷灌区田间蒸散发符合度D值为0.844,均方根误差RMSE为0.038,其中非系统误差所占比例较大；地下水位模拟符合度D值高达0.968,均方根误差RMSE仅为0.010,可以看出模型对地下水位模拟精确度较高。总体而言,模型对LAI、株高、产量、蒸散发和地下水位模拟比较准确,而对土壤水的模拟准确度相对较低,还需进一步改善。(3)通过P-III曲线对安达1964-2013近50年降水量进行排频后,确定2011年、2006及1999年分别作为典型丰水年、平水年和枯水年。参考历史灌溉方案成果和农村应用经验,结合玉米各生育期的需水量,按灌水定额和灌溉时间的不同,制定6种灌溉方案和1种空白对照方案,并应用于三个典型年。结果表明：方案V是增大玉米LAI和促进株高生长的最佳灌溉方案；方案Ⅵ是增大玉米产量和提高水分生产率的最佳方案；方案Ⅶ下地下水位增幅最大,而方案Ⅵ会导致地下水位的下降。选择作物产量、水分生产率和地下水位变化量作为评价指标,使用层次分析法确定各指标权重,并对不同典型年下7种方案分别进行了分析和评价,评价结果表明：在枯水年和平水年,方案Ⅵ为最优灌溉方案,在丰水年,方案ⅡI为最优灌溉方案。