地膜覆盖灌水法的实质是在地膜覆盖栽培技术基础上，不再另外增加投资，而利用地膜防渗并输送灌溉水流，同时又通过放苗孔，专门灌水孔或地膜幅间的窄缝等向土壤内渗水，以适时适量地供给作物所需要的水量，从而达到节水增产的目的。
如前所述，在地膜覆盖灌水法中，目前推广应用最普遍的类型是膜上灌水方法，尤其是膜孔沟灌法和膜孔畦灌法，其节水增产效果更为显著。
膜上灌水法的突出作用主要表现在以下几个方面：
1．节水效果突出根据对膜孔灌法的试验研究及对其他膜上灌方法的调查分析，其与传统的地面沟(畦)灌法相比较，一般可节水30%～50%，最高可达70%，节水效果显著。膜上灌法之所以能节约灌溉水量，其原因主要是：膜上灌法的灌溉水是通过膜孔或膜缝渗入作物根系区土壤内的。因此，它的湿润范围仅局限在根系区域，其他部位仍处于原土壤水分状态。据测定，膜上灌法的施水面积(为局部湿润灌溉)一般仅为传统为(畦)灌法灌水面积(为全部湿润灌溉)的2%～3%。这样，灌溉水就被作物充分而有效地利用，所以水的利用率相当高。
由于膜上灌法水流是在膜上流动，于是就降低了沟(畦)田面上的糙率，促使膜上水流推进速度加快从而减少了深层渗漏水量；铺膜还完全阻止了作物植株之间的土壤蒸发损失，增强了土壤的保墒作用。所以，膜上灌法比传统沟(畦)灌法及膜侧为灌法田间水有效利用率高，在同样自然条件和农业生产条件下，作物的灌水定额和灌溉定额都有较大的减少。
2．灌水质量提高根据试验与调查研究，膜上灌法与传统沟(畦)灌法相比较。其灌水质量的提高主要表现在以下三方面：
（1）在灌水均匀度方面膜上灌不仅可以提高地膜覆盖沿沟(畦)长度方向的灌水均匀度和湿润土壤的均匀度，同时也可以提高地膜沟(畦)横断面方向上的灌水均匀度和湿润土壤的均匀度。这是因为膜上灌可以通过增开或封堵灌水孔的方法来消除沟(畦)首尾或其他部位处进水量的大小，以调整和控制灌水孔数目对灌水均匀度的影响。
（2）在土壤结构方面由于膜上灌法水流是在地膜上流动或存蓄，因此不会冲刷膜下土壤表面，也不会破坏土壤结构；而通过放苗孔和灌水孔向土壤内渗水，又可以保持土壤疏松，不致使土壤产生板结。据观测，膜上灌灌水4次后测得的土壤干容重为1.49克/厘米3，比第一次灌水前测得的土壤干容重1.41克/厘米3仅增加不到6%，而传统地面沟(畦)灌溉后土壤干容重达到1.6克/厘米3，比灌水前增加了14%。
3．作物生态环境得到改善地膜覆盖栽培技术与膜上灌灌水方法相结合，改变了传统的农业栽培技术和耕作方式，也改善了田间土壤水、肥、气、热等土壤肥力状况的作物生态环境。
膜上灌水法对作物生态环境的影响主要表现为地膜的增湿、增热效应。由于作物生育期内田面均被地膜覆盖，膜下土壤白天积蓄热量，晚上则散热较少，而膜下的土壤水分又增大了土壤的热容量。因此，导致地温提高而且还相当稳定。据观测，膜上灌水法可以使作物苗期地温平均提高1～1.5℃，作物全生育期的土壤积温也有增加，从而促进了作物根系对养分的吸收和作物的生长发育，并使作物提前成熟。一般粮棉等大田作物可提前7～15天成熟，蔬菜可提前上市，如辣椒可提前20天左右上市。
此外，膜上灌水法不会冲刷表土，又减少了深层渗漏，从而就可以大大减少土壤肥料的流失。再加上土壤结构疏松，保持有良好的土壤通气性。因此，膜上灌水法为提高土壤肥力创造了有利条件。
4．增产效益显著由于膜上灌水法通过膜孔(缝)等可以依据作物需水规律，适时适量地进行灌水，为土壤提供了适宜的土壤水分条件，并改善了作物的水、肥、气、热的供应和生态环境，从而促使作物出苗率高、根系发育健壮、生长发育良好。新疆乌鲁木齐灌溉站膜上灌啤酒花单产12555千克/公顷，比大田增产330千克。新疆乌鲁木齐县安宁渠灌区膜上灌蔬菜比常规灌溉增产豆角3000千克/公顷以上，辣椒增产达15000千克/公顷以上。
