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华北地区水资源短缺,气候复杂,频发的干旱对区域经济发展和农业生产造成严重威胁。因此,关注干旱的发生、演变机制,分析区域干旱演变和干湿周期特点,模拟玉米生育期的墒情变化,利用气象预报系统对土壤墒情变化进行预报,提前了解区域的旱情变化趋势是抗旱减灾最主要的研究内容之一。本文是在土壤水量平衡模型基础上对土壤墒情的模拟和预报等问题做了研究,主要内容如下:1)郑州地区干旱规律分析归纳总结了干旱的定义、干旱的分类以及各种干旱类型的评价指标,选择了适合分析郑州地区干旱特点和干湿周期的标准化降雨指标,利用不同时间尺度的标准化降雨指标得出:(1)分析夏玉米生育期内的干旱演变规律;(2)郑州地区的旱涝有一定的周期性,目前处在一个干湿交替期,容易发生干旱。2)不同模型的土壤墒情模拟为了能够更好地研究夏玉米生育期内土壤墒情的变化规律,选择了土壤水量平衡模型来模拟土壤墒情的变化。根据郑州地区的实际情况,对土壤水量平衡模型进行优化,利用优化后的土壤水量平衡模型得出:(1)用BP神经网络模型模拟参考作物蒸散发量与彭曼公式P-M计算量结果相近,解决了土壤水量平衡模型中作物蒸散发量确定复杂的问题;(2)将BP神经网络模拟的参考作物蒸散发量与彭曼公式P-M计算值分别输入土壤水量平衡模型进行墒情模拟。结果表明,基于BP神经网络模拟值的土壤墒情模拟结果与P-M公式计算值模拟结果相近。因此在气象资料不完整的情况下,将BP神经网络得到的参考作物蒸散发量输入到土壤水量平衡模型进行土壤墒情模拟的方法可行。3)土壤墒情预报土壤墒情是衡量农业干旱的重要指标,若能对土壤墒情进行准确的预报,将会在干旱发生时对区域的抗旱减灾提供更可靠的依据。本文首先对T213中期集合预报系统降雨数据的可用性进行分析,发现T213集合预报系统在无雨或者少雨时精度更高。根据T213集合预报系统在干旱时精度更高的特点,对土壤墒情进行预报,将预报值与实测值进行对比,合格率达到了85%以上。为了更有效的指导抗旱减灾,根据国家旱情划分标准,将土壤墒情转化成了相应的干旱等级,发现预测的土壤干旱等级跟实际干旱等级基本一致,只是存在部分预测干旱等级过大,但也只是相差了1级,结果可靠。