我国平原河网地区水资源丰富,但农田用水粗放,尤其在稻田排水过程中,污染物排放得不到有效地控制,给当地水生态环境带来了很大的压力。本文从沿运灌区的农业用水管理与控制的角度出发,以减少农田排水达到减少农业非点源污染输出为目的,选用DRAINMOD模型模拟研究了不同灌溉制度条件下的水文过程,氮磷分布规律以及稻田流失量,并分析了小麦最佳经济效益农田排水系统的优化布置,成果可为当地农业生产发展提供理论依据与技术支撑。取得的成果如下:(1)水稻生长期间地下水位均较高,排水量较大,且随着灌水的出现呈周期性变化。对DRAINMOD进行参数率定,发现模拟值与实测值吻合较好,说明模型能够较好的预测研究区稻麦轮作农田的排水水文过程;对主要输入参数的敏感性分析发现,在用DRAINMOD模型模拟研究区农田水文过程时应对土壤侧向饱和导水率与排水模数慎重选择。(2)运用DRAINMOD模型对常规灌溉、深水灌溉和浅水勤灌三种不同的灌溉模式进行模拟分析,研究发现,后两种灌溉模式不仅能提高作物的产量还有一定的节水减排的效果,且以浅水勤灌表现尤为明显,该模式下灌溉量减少了 108mm,削减率达11.8%,排水量减少达到了 25.0%,作物产量增加了 5.5%,与实测得出的增产532.5kg/hm2一致。因此浅水勤灌是研究区较为科学的水稻灌溉制度选择。(3)通过对研究区农事记录以及不同地下水和排水沟的定期取样监测,研究发现:在稻作期间,农田中不同形态的氮含量均较高,且以铵态氮的变化尤为明显,该时间段内浓度达2.67mg/L,在非水稻生长季,该值仅为0.33mg/L;而总磷的含量在整个监测期间均较小;随着埋深的增加,污染物浓度均呈现出减小趋势。(4)通过对农田氮磷流失量的研究发现,水稻种植期间,农田中磷的流失整体偏少,主要表现为氮的流失,铵态氮仅在7月份流失的量就占到整个氮素流失总量的38.7%,说明在施肥期后,尤其是尿素的施用后,很大一部分的氮素以铵态氮的形式随着排水从田间流失;浅水勤灌的灌溉方式在氮磷流失上的削减表现也较为明显,硝态氮、铵态氮分别较常规模式削减了 21.1%、36.5%,总磷则减少了 0.30kg/hm2。合理施用化肥不仅提高水稻产量增加经济收入,还能减少农业水对环境产生的负面效应。(5)在研究区现有排水条件下,不能安全满足小麦的排涝除渍要求。以小麦产量最大化的排水系统方案进行的模拟研究发现,排水强度越大小麦的相对产量就越高,小麦相对产量也随地表排水状况的改善而增高,且受涝渍胁迫的影响较大,在排水间距大于20m以后变化则尤为明显。根据模拟结果,在保证作物涝渍产量的同时,综合考虑经济因素,研究区以地表排水良好(Sm=1),排水暗管埋深为1.2m、间距为20m的排水系统设计,可得到最佳经济效益。