陕北地区干旱缺水,天然降水是土壤水分补给的主要来源,蒸散发是土壤水分散失的主要方式。在人工降雨径流试验的基础上,从雨水资源高效利用角度出发,分析了研究区降水特征及变化趋势,评价了有效增加降水入渗、减少蒸发的坡面覆盖措施,研究了枣树坡地土壤水分转化特征并运用模型对水分转换过程进行了模拟,取得的主要结论如下:　　 (1)通过对降水的季节分布和频率分析研究了米脂地区枣树种植的风险性;通过降雨截留试验分析了不同降雨量条件下枣树降雨截留变化特征,结果表明:截留率随降雨量的增大而减小,它们之间的关系可以用幂函数表达;以叶面积指数和降雨量为变量的指数模型可以很好的模拟该地区枣树截留量的变化。　　 (2)分析了雨强、初始含水率、坡度、坡长对降雨产流的影响,结果表明:相同条件下,雨强和初始含水率对降雨产流影响较大,坡度、坡长对降雨产流影响较小;分析了不同PAM施量对降雨产流的影响,从增加入渗减少径流角度考虑,PAM的最佳施量为1.5g/m2;通过对不同覆盖措施降雨径流试验表明,秸秆覆盖措施蓄水减流效果最为显著,化学覆盖次之,草地覆盖效果不太显著;通过对降雨结束后不同时期土壤剖面土壤含水量测定结果表明,秸秆覆盖措施可有效抑制土壤蒸发,保墒效果最好,而覆草措施尽管可以增加降雨入渗,但由于覆草的蒸腾耗水,其保墒效果最差,对照无覆盖措施、PAM小区保墒效果不明显,其蒸发量与无覆盖措施相差不大。　　 (3)以Peman-Monteith为标准方法,对3种基于温度、4种基于辐射的PET计算方法进行了评价,结果表明,利用原始常数的温度法和辐射法的PET计算结果都不理想,计算平均误差大多在20％以上。经验公式通过遗传算法常数修正后,两类方法的计算精度都有明显提高,辐射法的平均误差都明显小于温度法。修正常数的经验公式检验结果表明其能够很好的应用的于该地区的潜在蒸散量计算。通过常数修正和检验过程,温度方法中,推荐使用高桥公式;辐射法中,推荐使用Prestley-Taylor方法。　　 (4)研究区2010年枣树生育期坡地潜在蒸散量计算结果表明,全生育期内,试验区潜在蒸散量为840.95mm,其中,开花坐果期蒸散量最大,果实膨大期次之,果实成熟期最小;潜在蒸散量划分结果表明:枣树生育期蒸散发中,潜在蒸发量占主要部分597.4lmm,占总蒸散量的71％,但其占总蒸散量的比例随生育期的变化不断减小,不同生育期内占总蒸散量的比例分别为8g％、74％、60％、56％。　　 (5)利用水量平衡原理建立了土壤分层实际蒸散发计算模型,利用分层蒸散发模型对研究区2010年枣树生育期实际蒸散发进行计算,结果表明:枣树生育期内实际蒸散量果实膨大期最大,萌芽展叶期次之,果实成熟期最小。　　 (6)应用三种经验模型（Kostiakov公式、Mezencev公式、Horton公式）对25场代表性降雨径流资料进行模拟,结果表明:三种经验公式都可以与实测值实现很好的拟合,相关系数大多在0.9以上,Kostiakov公式适用于短历时降雨的入渗模拟,Mezencev公式适用于长历时的降雨入渗模拟,Horton公式对于长、短历时的降雨都能很好的模拟,而且拟合参数范围比较合理。　　 (7)对概念性入渗模型Mein-Larson模型和物理模型Philip模型参数敏感性以及推求方法进行了分析,在Mein-Larson模型和Philip模型中,对计算结果影响较大的参数分别为有效饱和导水率Ke和吸渗率S,通过对无覆盖措施降雨入渗资料分析,K。的合理取值范围为Ks/4左右,S的取值主要受初始含水量影响,可根据式(5-16)计算。　　 (8)应用坡面运动波方程和Green-Ampt入渗模型对坡面产汇流过程进行了模拟,利用系统优化方法对坡面有效糙率系数进行了优化,结果表明模型能够很好的模拟黄土坡面降雨产汇流过程,可作为黄土坡面径流预报的有效方法。　　 (9)利用HYDRUS-1D模型对坡地土壤水分运动过程进行了数值模型,结果表明该模型可很好的模拟一维条件下土壤水分的入渗、蒸散发以及再分布等过程,在确定模型参数基础上,该模型作为该地区土壤水分运动模拟的有效工具。