对波涌灌溉技术、水平畦田灌溉技术和地下滴灌技术进行比较深入的研究。北海节水在波涌阀设计结构中采用双阀形式和时间耦合方式，使设备具有独特的自动切断水流功能自控能力，对实现灌区输配水系统自动化控制管理十分有利，节水批发为波涌灌水技术的推广应用提供了可靠的技术支撑。采用将波涌灌溉设计管理模型从设备主机控制系统中分离出的设计方法，使整个设备操作使用过程简便明了，易于农民实际应用。

灌溉可分为传统灌溉和节水灌溉。传统灌溉是指灌溉水从地表进入田间、直接浸润土壤的方法，主要有淹灌和漫灌。淹灌是用田埂将灌溉土地划分成许多格田，灌水时，使格田内保持一定深度的水层，北海节水借重力作用来湿润土壤；在没有田间灌水工程或工程简陋的条件下，水引入田块后，任水漫流渗入土中则为漫灌；节水灌溉措施包括渠道防渗、节水型地面灌溉、低压管道输水灌溉、喷灌、滴灌、涌泉灌、渗灌、微喷等。与传统的灌溉相比，草地节水节水灌溉省水、省力，减少能量的消耗，是现代化都市农业的发展趋势，也是实现水资源高效利用的途径。

地面灌溉是最传统的灌溉方式，草地节水包括沟灌和畦灌等。这种方式灌水不均匀，蒸发量大，容易表层土壤的团粒结构，形成板层，影响土壤中好气微生物的分解作用。节水批发这种方式是浇地而不是浇作物。但由于田间工程设施简单，不需要能源，目前仍然被广泛采用。

不合理的灌溉方式（主要指大水漫灌）下，草地节水大量的水没有被植物吸收，而是从地表蒸发。在干旱半干旱地区，由于辐射强烈、空气干燥，蒸发更加旺盛。节水批发蒸发旺盛所带来的结果之一就是土壤的毛细管上升现象加剧，这就使土壤下层的矿物质大量的随着水分上升到地表，待水分蒸发后，这些矿物质就留在了土壤表层，形成盐害。本身盐碱重的土壤更易发生盐害。

通过对主要农作物节水高效灌溉制度的研究，北海节水确定了节水高效灌溉条件下，冬小麦、夏玉米、棉花关键需水期及土壤水分控制指标，需水敏感指数等定量指标。根据水分胁迫的后效应和补偿效应建立的Jensen修正模型更加客观地反映了作物不同生育阶段，不同程度水分胁迫与产量的关系。综合考虑了水分调控的作物生理生态及作物补偿效应，形成了节水灌溉条件下三种作物的水分生产函数。通过研究提出了节水高效灌溉条件下冬小麦、夏玉米、棉花的调亏灌溉指标、适宜调亏期及其土壤水分控制指标。确定了三种作物的水分生理、光合作用、冠层 结构、干物质积累等生理生态节水高效灌溉指标，提出大田作物调亏灌溉综合技术体系。上述节水高效灌溉制度成果在山西霍泉灌区753.3hm2示范区应用后，冬小麦全生育期节约灌溉水量2985m3/hm2，节水45.3%，增产1035kg/hm2，增产幅度16.2%。夏玉米节约灌溉水量2010m3/hm2，节水47.2%，增产1725 kg/hm2，增产幅度22.4%。棉花节约灌溉水量1800m3/hm2，节水50%，增产幅度53.8%。粮食水分生产率达1.83kg/m3。