全球范围内来看，30％—50％的地球表面已受到面源污染的影响，其中主要的面源污染源包括农业面源污染，我国是一个农业大国，在以往的农业生产过程中，由于过量施肥、过量喷洒农药以及管理不当等等原因，造成我国农业面源污染问题比较严重，但是，我国对农业面源污染问题的严重性认识比较晚，农业面源污染所造成的水环境质量恶化已日益明显和突出，如东部湖泊的污染负荷输入量中，农业面源污染负荷入湖量已超过50％，大理洱海流域面源氮、磷污染负荷分别占流域污染负荷的97.1％和92.5％。在国外，农业面源污染问题同样严重，如美国环保局在提交国会的报告中指出，大量的农田养分流失是造成内陆湖泊富营养化的主要原因，全国46％的河流和57％的湖泊受到农田径流的污染，在其他的一些发达国家也面临着农业面源污染的影响。　　 随着国内外对农业面源污染问题的关注度提高，国内外针对农业面源污染的研究日益增多，同时，研究的深度和广度也在日益加强。国内外所研究的农田控制排水就是一项很好的农业面源污染防治措施，如在美国北卡罗莱纳州的14项农田控制排水试验表明，每年平均减少45％的农田氮素排出，同时，磷也减少了35％的排出；在我国，也进行了类似的实验研究，证明了农田控制排水能有效的减少农业面源污染，另外，在美国所研究的灌溉—排水—湿地系统也是一项很优秀的农业面源污染控治措施。在国内外的基础研究以及相关研究达到一定程度的时候，研究将进一步朝着软件化、自动化、智能化等方向发展，国外已经有相关的控制排水模拟软件，如美国的Drainmod软件以及日本的排水分析软件等，在我国，相关的系统模拟软件开发很少。　　 本论文的研究课题就是一项农田控制排水模拟软件的开发，首先是对农田控制排水模拟的相关因素分析，同时，对与农田控制排水相关的研究成果进行分析总结，建立模拟软件所需要的数学模型以及对数学模型的解析；其次，根据数学模型设计软件的模拟功能(本软件主要包括九个模拟功能：入渗模拟、蒸腾模拟、地下水渗流模拟、地下水位模拟、地表水控排及监控模拟、土壤含水率模拟、农田地表水中铵态氮素浓度模拟、农田土壤中铵态氮素浓度模拟、农田土壤中硝态氮素浓度模拟等)；第三，利用计算机语言VB对各项模拟功能进行编程实现；第四，根据软件市场化、方便、美观大方等要求进行模拟软件的界面设计和其他功能设计；最后，模拟软件的验证，即根据已知实验数据进行的验证，验证结果说明能基本满足实践要求。　　 本研究的主要创新有：第一，本论文选取开发设计稻田控制排水的模拟软件作为研究内容，是非常具有挑战意义的，在实践生产中也具有很强的应用价值；第二，在本软件开发设计当中，引入了纵横嵌入术、流形拓扑学等一系列技术，在理论和实际应用上，这些技术的引用是极具创新意义的；第三，本论文非常系统地针对稻田控制排水所牵涉的水分和养分的运移规律进行了很好的综合分析研究，并筛选了一系列对应的数学模型，同时利用差分法对一些数学模型进行了解析，这些为本软件的实际开发设计提供了基础源泉和理论依据，在理论应用方面进行了集成创新；第四，在模拟软件界面设计方面，本软件采用了简单明朗的设计方案，符合模拟软件本身的特点要求，也顺应市场化的要求；本模拟软件提供了分项模拟和总模拟两个选择，很好的体现了模拟软件的应用方便性、操作灵活性等特点；在模拟软件的开发设计当中，利用VB语言中的新控件MSCHART与软件Excel实现模拟结果的输图，这些都是本论文的特色和亮点。　　 本模拟软件的完成具有很重要的现实意义，利用完成的软件初级版本可以实现灌区农田控制排水下水流与养分的可视仿真化，为灌区的合理及时控制排水与充分控制利用养分提供决策依据，同时还可为排水工程的优化布局，加强灌区水分与养分的预测利用，提高灌区水资源利用率以及降低农田营养物质流失量提供服务。