定义灌溉排水工程学是一门研究农田水分状况和地区水情变化规律及其调节措施、消除水旱灾害和利用水资源为发展农业生产而服务的科学，我国以往也称之为农田水利学。
主要研究内容包括以下几个方面。
1、调节农田水分状况
农田水分状况一般是指田间地面水、土壤水和地下水的多少及其在时空的变化。在调节农田水分状况方面主要研究的问题有：
1) 研究农田水、盐运动和作物需水规律，探求土壤、作物和水分、盐分之间的内在联系。
2）研究灌溉排水技术与理论。把渠道（管道）中的水分配到田间并供给作物的措施称之为灌水技术，也成为灌溉方法；把通过修建排水系统将田间多余的水分排入容泄区（河流或湖泊），使田间处于适宜的水分状况，称为排水。我国已开展了多种种节水灌溉技术的试验研究和应用推广，如地面灌溉、低压管道输水、喷灌、微灌、节水灌溉制度、井渠结合灌溉以及工程节水与农业节水相结合的措施等。需要进一步研究各种节水灌溉措施的适用条件和灌水技术参数，优化规划设计方法。
3) 研究不同地区灌排系统的合理布置，做到山、水、田、林、路综合治理，既便于灌排和控制地下水位，又适应机耕。
4) 研究灌排系统管理。灌排系统管理好坏直接影响灌排工程效益的发挥，因此必须针对当前灌排系统实际存在的问题，研究切实的工程管理和用水管理措施，实现灌排管理现代化，做到适时适量灌水、及时排水和控制地下水位、减少渠道渗漏，防止次生盐碱化，充分发挥工程效益。
2、改变和调节地区水情
地区水情主要是指地区水资源的数量、分布情况及其动态。我国幅员辽阔，水资源在不同地区以及不同年份和季节分配不均，供水与需水在时间和空间上亦常不一致，时旱、时涝或涝旱交替出现。这是影响农业高产稳产的一个重要原因，因此，要根据水土资源条件，研究改变和调节地区水情的各工程措施。在改变和调节地区水情的措施方面主要研究的问题有：
1) 蓄水保水措施。通过修建水库、河网和控制利用湖泊、地下水库以及大面积的水土保持和田间蓄水措施，拦蓄当地径流和河流来水，改变水量在时间上(季节或多年范围内)和地区上(河流上下游之间、高低地之间)的分布状况，通过蓄水措施可以减少汛期洪水流量，避免暴雨径流向低地汇集，可以增加枯水时期河水流量以及干旱年份地区水量贮备。
2) 调水、排水措施。调水排水措施主要是通过引水渠道，使地区之间或流域之间的水量互相调剂，从而改变水量在地区上的分布状况。用水时期借引水渠道及取水设备，自水源(河流、水库、河网、地下含水层等)引水，以供地区用水。汛期某一地区水量过多时，则可通过排水河道将多余水量调送至地区内部的蓄水设施存蓄，或调送至水量较少的其他地区。
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