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灌区在我国社会经济发展和粮食安全中起着重要的支撑作用。渠井结合灌区地表水和地下水的联合利用促进了优质、高产、高效农业的发展,也密切关系着灌区生态环境的良性循环和经济社会的可持续发展。灌区的水循环及水资源演变规律受自然水循环和人类活动作用下的水循环共同影响,涉及到气象气候、地形地貌、河流水系、灌溉渠系、作物种植结构、灌溉制度等诸多因素,形成了复杂的“自然-人类活动”复合水循环系统。当前随着气候变化和人类活动影响的加剧,灌区的水循环和水资源状况发生了巨大的变化,导致部分农业水资源供需矛盾加剧,引发了水安全问题。另外由于部分渠井结合灌区水资源管理体制和措施不够完善,造成灌区地表水和地下水联合利用缺乏合理的指导和调配机制,造成地表水地下水用水比例失调,出现灌溉用水保证率低、灌溉效益衰减、地下水采补失调重大共性问题,进而使灌区的生态环境遭到不同程度的破坏,严重制约了灌区社会经济的可持续发展,并威胁到我国的粮食安全。灌区分布式水文模型是解决灌区水问题的重要工具,因此深入研究渠井结合灌区水循环,在此基础上对现有的流域水文模型进行改进,形成更符合灌区水循环实际的灌区分布式水文模型具有重要的理论意义和学术价值。SWAT模型是一个应用广泛的分布式流域水文模型。但是,在渠井结合灌区的模拟结果有待进一步提升,当前SWAT模型在灌区的应用存在以下问题:（1）模型没有依据作物种植结构划分水文响应单元（HRUs）,不能体现各种农作物特定的灌溉制度、灌溉水源等;（2）缺少灌区相关水文过程（例如渠系渗漏）的模拟;（3）SWAT模型主要模拟了地表水和土壤水过程,对地下水的模拟不充分。本研究以典型渠井结合灌区——陕西省泾惠渠灌区为研究区,在深入分析灌区自然-人类活动复合水循环的基础上,认真分析SWAT在渠井结合灌区的不足,针对灌区水循环中的关键环节对SWAT模型进行了改进,取得了以下结论:（1）灌区HRU的划分。为了体现各种农作物特定的灌溉制度、灌溉水源等,本研究依据灌区作物种植结构重新划分了HRUs。首先确定灌区作物的种植结构,1988-2014年泾惠渠灌区作物种植结构逐渐由以大田粮食为主转变为以粮食与果园经济作物种植为主,设施农业的种植比例增长较快。考虑种植结构进行HRUs划分的具体过程为:将土地利用层、土壤层分别与作物种植结构多边形重叠,在Arc SWAT操作平台HRU定义中使用单个坡度类,覆盖这三层以生成新的HRUs图。（2）根据渠系水量平衡方程改进和完善SWAT模型的渠系渗漏模块。根据渠系水量平衡方程:输出水量=输入水量-灌溉水-渠道渗漏,计算出渠系每天渗漏量（m3/day）。由于渠系日渗漏量（m3/day）为渠道渗漏率乘以渠道长度（km）和平均渗漏深度（mm/day）计算得出。因此,可以求得渠系日平均渗漏深度（mm）。在水文循环部分,需要将渠系渗漏损失添加到浅层含水层补给(Wrchrg,j)中,最终将渠系渗漏添加到渠道相邻HRUs的浅层含水层中。在代码实现部分,修改FORTRAN语言编写的SWAT模型地下水（gwmod）模块,将渠系渗漏深度（mm）添加到深层渗漏深度（mm）（水从HRU土壤剖面底部流出,形成深层渗漏）。这发生在渠道相邻的所有HRUs中。（3）SWAT模型对地下水的模拟不充分,在渠井结合灌区需要进一步与地下水数值模拟模型MODFLOW进行耦合。本研究基于SWAT-MODFLOW将改进的SWAT与MODFLOW进行了耦合,构建了渠井结合灌区地表水地下水耦合模拟模型,并进行了相关参数的率定和模型验证。（4）在分析1988-2010年泾惠渠灌区降水资料的基础上,选定了3个典型代表年:1998年（丰水年,532.7mm）、2002年（平水年,418.9mm）、2008年（枯水年,353.6mm）。基于构建的地表水地下水耦合模型进行了模拟分析,对比分析了改进的SWAT模型与基本SWAT模型模拟输出的输出结果。模拟结果表明耦合改进SWAT模型的地表水地下水耦合模拟模型能够充分地模拟灌区渠系渗漏补给地下水这一重要环节,可以更好地模拟渠井结合灌区的水循环。