黄河干流引黄灌区农业灌溉用水占整个黄河用水量的80%左右,是黄河经济用水的主体,对农业需水过程的精确预测是实现黄河水资源精细化调度的难点。本文立足于历史引水资料,分析了黄河干流灌区引黄用水时空分布、用水关键期及用水影响因素,建立了黄河干流河段灌区引黄用水预测统计模型;采用遥感技术实时获取土壤墒情的空间分布信息,研究了多因素影响下土壤含水量的变化机理及土壤墒情动态预测方法,建立了典型灌区引黄需水预测模型,为准确获取并预测农业用水需求信息、优化黄河调度方案提供理论支撑。主要取得了以下成果:(1)在对比实测资料的基础上,采用逐步回归法、基于模糊贴近度的选择回归法、BP神经网络法、支持向量机法,建立了适用于黄河宁夏、内蒙古、河南、山东河段的年引黄用水预测模型和月引黄用水预测模型。(2)提出了用于遥感的土壤墒情监测指数(CI),以综合描述灌区农作物的作物类型、作物生长期和作物供水状况等信息。结合站点实测土壤含水量数据,建立了基于TVDI的灌区平均土壤含水量反演公式,研究了基于CI的作物不同生长期的土壤墒情遥感监测指标,,实现了遥感影像直接监测灌区土壤墒情。(3)运用水量平衡原理、时间序列模型、灰色模型和神经网络模型对灌区土壤墒情动态变化过程进行了预测,提出了适用于引黄灌区土壤墒情动态预测方法。建立了以特征气温为主要输入参数的作物需水量计算方法,通过试验研究,建立了有效降水量计算方法和作物地下水利用量预测公式,为土壤墒情动态预测模型输入参数的确定奠定基础。(4)构建了典型灌区引黄用水需求模型,以RS获取灌区当前土壤含水率的栅格数据为基础,以地下水埋深类型、土壤类型、工程分布、作物种植类型等划分计算单元开展数据处理与计算,计算结果和实际引黄结果吻合较好。