The world's water resources are continuously facing challenges in fulfilling the needs of increasing agricultural water demand with finite or diminishing resources. Therefore, it is important to quantify the amount of irrigation water required to attain sustainable yield at a local, regional, and global level, especially in arid and semi-arid regions. This is mostly quantified by using agro-hydrological or agricultural models. The advances in simulation models and several options incorporated in them allow catchment/site-specific application of irrigation water to depict the field management practices undertaken by farmers. The objective of the present study is to provide a review of the simulation of irrigation water demand at catchment scale by agro-hydrological and agricultural models. This study discusses the different types of models, their dimensions, and the hydrological and agricultural process models incorporated into them. Additionally, this review provides an overview of how irrigation can be scheduled, how water is applied, and from which sources irrigation water can be extracted by the considered models, taking horizontal hydrological connectivity into consideration. Adding to the model review, seven different fields of innovative case studies are covered. Many agricultural models have been applied in a regional context without simulating horizontal hydrological fluxes, but only a few hydrological catchment models provide full support of both irrigation and plant growth simulation, which are important for the simulation of future crop yield under different climatic and agricultural management scenarios.

中文翻译：

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流域灌溉需求和控制的模拟——方法和案例研究回顾

在以有限或不断减少的资源满足日益增长的农业用水需求方面，世界水资源不断面临挑战。因此，在地方、区域和全球层面量化获得可持续产量所需的灌溉水量非常重要，尤其是在干旱和半干旱地区。这主要是通过使用农业水文或农业模型来量化的。模拟模型的进步和其中包含的几个选项允许灌溉水的流域/地点特定应用来描述农民进行的田间管理实践。本研究的目的是通过农业水文和农业模型对流域规模的灌溉用水需求模拟进行回顾。本研究讨论了不同类型的模型，它们的维度，以及纳入其中的水文和农业过程模型。此外，本综述概述了如何安排灌溉、如何应用水以及所考虑的模型可以从哪些来源提取灌溉水，同时考虑了水平水文连通性。除了模型审查之外，还涵盖了创新案例研究的七个不同领域。许多农业模型已在区域范围内应用而没有模拟水平水文通量，但只有少数水文流域模型能够充分支持灌溉和植物生长模拟，这对于模拟不同气候和农业管理下的未来作物产量具有重要意义场景。以及纳入其中的水文和农业过程模型。此外，本综述概述了如何安排灌溉、如何应用水以及所考虑的模型可以从哪些来源提取灌溉水，同时考虑了水平水文连通性。除了模型审查之外，还涵盖了创新案例研究的七个不同领域。许多农业模型已在区域范围内应用而没有模拟水平水文通量，但只有少数水文流域模型能够充分支持灌溉和植物生长模拟，这对于模拟不同气候和农业管理下的未来作物产量具有重要意义场景。以及纳入其中的水文和农业过程模型。此外，本综述概述了如何安排灌溉、如何应用水以及所考虑的模型可以从哪些来源提取灌溉水，同时考虑了水平水文连通性。除了模型审查之外，还涵盖了创新案例研究的七个不同领域。许多农业模型已在区域范围内应用而没有模拟水平水文通量，但只有少数水文流域模型能够充分支持灌溉和植物生长模拟，这对于模拟不同气候和农业管理下的未来作物产量具有重要意义场景。本综述概述了如何安排灌溉、如何应用水以及所考虑的模型可以从哪些来源提取灌溉水，同时考虑了水平水文连通性。除了模型审查之外，还涵盖了创新案例研究的七个不同领域。许多农业模型已在区域范围内应用而没有模拟水平水文通量，但只有少数水文流域模型能够充分支持灌溉和植物生长模拟，这对于模拟不同气候和农业管理下的未来作物产量具有重要意义场景。本综述概述了如何安排灌溉、如何应用水以及所考虑的模型可以从哪些来源提取灌溉水，同时考虑了水平水文连通性。除了模型审查之外，还涵盖了创新案例研究的七个不同领域。许多农业模型已在区域范围内应用而没有模拟水平水文通量，但只有少数水文流域模型能够充分支持灌溉和植物生长模拟，这对于模拟不同气候和农业管理下的未来作物产量具有重要意义场景。考虑横向水文连通性。除了模型审查之外，还涵盖了创新案例研究的七个不同领域。许多农业模型已在区域范围内应用而没有模拟水平水文通量，但只有少数水文流域模型能够充分支持灌溉和植物生长模拟，这对于模拟不同气候和农业管理下的未来作物产量具有重要意义场景。考虑横向水文连通性。除了模型审查之外，还涵盖了创新案例研究的七个不同领域。许多农业模型已在区域范围内应用而没有模拟水平水文通量，但只有少数水文流域模型能够充分支持灌溉和植物生长模拟，这对于模拟不同气候和农业管理下的未来作物产量具有重要意义场景。