灌溉排水学试题答案

灌溉排水学试题答案
填空题
1．毛管水是由_土壤对水分子的吸附力、_水分子之间的粘着力__和_水的表面张力的共同作用而保持土壤孔隙内的水分。

2．描述土壤水运动的基本方程是根据__达西定律、质量守恒原理_推导而来。

3．渠道输水损失包括_水面蒸发、渗水损失、漏水损失
4．以地表水为灌溉水源时，其取水方式有．无坝取水、有坝取水、抽水取水、水库取水5．灌溉排水管理包括_工程管理、用水管理、环境管理、经营管理、组织管理
1．对农作物有效的土壤水分是指__田间持水率_和_凋萎系数_之间的土壤水分。

2．地下水的主要类型有__孔隙水、裂隙水、溶洞水_
3．推求设计排涝模数的方法有_平均排除法、地区经验公式法。

4．喷灌灌水技术指标包括__喷灌强度、喷灌均匀度、水滴打击强度_ _
5．灌溉渠道的工作制度有续灌、轮灌
1．作物需水量：作物植株蒸腾量与棵间蒸发量之和
2．灌溉制度：指作物播种前(或水稻栽秧前)及全生育期内的灌水次数、每次的灌水日期和灌水定额以及灌溉定额。

灌水定额是指一次灌水单位灌溉面积上的灌水量，各次灌水定额之和，叫灌溉定额。

3．灌溉水利用系数：灌入农田的有效水量和渠首引入水量的比值。

4．作物水分生产函数：作物产量与投入水量或作物消耗水量之间的关系。

5．地下水临界埋深：在一定的自然条件和农业技术措施条件下，为了保证土壤不产生盐碱化和作物不受盐害所要求保持的地下水最小埋深。

一、名词解释（共5小题，每小题2分，共10分）
1．农田水分状况：农田土壤水、地面水、地下水的状况及其相关
的养分、通气、热状况2．参考作物需水量：土壤水分充足、地面完全覆盖、生长正常、高矮整齐的开阔（地块的长度和宽度大于200m）矮草地（8-15cm）上的蒸发量
3．多年均衡法：是指将地下水含水层作为一个多年调节的地下水库，根据水量平衡原理按照与地面水库相似的方法进行多年调节计算，从而确定地下水库的库容和最低静水位的一种方法。

4．SPAC系统：将土壤、植物、大气作为一个连续体，水分通过土壤、植物到大气的传输过程用势能理论来描述。

5．灌溉用水管理：灌溉水量、流量的调配与控制及灌溉时间的安排等。

四、简答题（共 5 小题，每小题 8分，共 40分）
1．潜水含水层和承压含水层的释水特性有何区别？
潜水含水层的释水是由于地下水水位的下降而产生的重力疏干；承压含水层的释水则是由于压力水头的降低使得含水层中的水体膨胀以及土壤骨架压缩而产生的弹性释水。

2．灌溉水源对水质有哪些要求？
灌溉水质主要指水的化学、物理性状、水中含有物的成分及其含量。

灌溉水源的水质要求包括以下几方面：
1）水温要适宜：水温偏低会抑制作物的生长，水温偏高会降低水中溶解氧的含量并提高水中有毒物质的毒性；
2）含沙量及含沙粒径：粒径大的一般不允许入渠，粒径小的允许少量进入田间。

3）含盐量不得超过许可浓度
4）有毒物质的含量应严格限制
5）污水灌溉时，有机化合物的含量不能超过一定的限度
3．农作物对农田排水有哪些要求？
1）除涝：能及时排除由于暴雨产生的田面积水，减少淹水时间和淹水深度，保证作物正常生长
2）防渍：即控制和降低地下水位，使之满足作物生长需要。

3）防治盐碱化：通过控制地下水位埋深，防止土壤产生盐碱化
4）改善耕作条件：通过降低地下水位，降低土壤含水率，以便机耕等田间作业，提高工作效率
4．简述地面灌溉与喷灌、滴灌的主要特点和适用条件。

地面灌溉是将水从地表面灌入田间并借助重力和毛管力作用湿润土壤的一种灌水方法,按湿润土壤方式的不同，一般分为畦灌、沟灌、淹灌和漫灌四种。

其主要特点是技术简单，不需要专门设备，投资较省。

但要求的灌水定额大，需平整土地，而且田间工程占地多。

因此一般适用于地形平坦，水源充足的地方。

喷灌是利用专门设备将有压水送到灌溉地段，再喷射到空中散成细小的水滴，象天然降雨一样进行灌溉的方法。

其特点是对地形的适应性强，机械化程度高，灌水均匀，灌溉水利用系数高。

但需要的投资高，且受风的影响大。

因此主要适用于地形较复杂，水源水量较少，土壤透水性较大，少风的地区，主要适用于经济作物、蔬菜和果树。

滴灌是通过塑料管道系统将有压水直接输送到每棵作物根部，由滴头将水滴入土壤，浸润作物根部的一种灌水方法。

它是一种局部灌溉。

其主要特点是非常省水，自动化程度高，可使土壤湿度维持在最优状态.但投资高，滴头易堵塞。

一般适用于水量缺乏，地形较平坦的地区。

主要适用于果树、瓜果及大棚栽培作物。

5．简述山区、丘陵区的自然特点及灌溉系统的特点。

山丘区的自然特点：
1）山丘区约为全国总土地面积的80%，耕地占全国总耕地面积的50%
2）地势起伏剧烈，地面高差大，坡度大
3）山洪、水土流失、干旱问题突出
4）筑坝建库，蓄水抗旱滞洪；水力发电与水力加工；自流引水灌溉
灌溉系统特点：
山丘区的灌溉系统通常与灌区内部的中小型水库和塘堰相连形成长藤结瓜灌溉
系统，其优点是：
1）可充分利用各种水源；
2）可充分发挥灌区内部小型水库和塘堰的调蓄作用；
3）可提高单位引水流量的灌溉能力，使得引水流量更均匀；
4）减小了水源工程的规模。

四、简答题（共5小题，每小题 8分，共40 分）
1．简述影响作物需水量的因素及推求作物需水量的方法。

影响因素：气象因素：日照、风速、气温、湿度、气压等
作物：作物种类、种植密度、生育阶段
土壤：土壤类别、土壤湿度等农业耕作措施等作物需水量推求方法：
经验公式法：水面蒸发为参数、气温为参数、产量为参数
水汽扩散理论为基础的半经验公式法：空气湿度法、温度风速法、温度日照法
参照作物需水量法：彭曼公式
2．旱作物和水稻对农田水分的要求有哪些不同？
旱作物对农田水分的要求：1）地面一般不允许有积水2）地下水一般不允许上升至根系层内
3）根系层允许最大含水率不超过田间持水率，最小含水率不小于凋萎系数
4）盐碱土地区，土壤水溶液浓度不能超过允许最高值
水稻对农田水分的要求：1）田面可以有适宜的淹灌水层2）地下水位要维持适宜的深度3）要维持适宜的渗漏强度
3．简述地表水的取水方式及其适用条件。

取水方式：无坝取水、有坝取水、抽水取水、水库取水
其适用条件如下：
1）无坝取水：河流水位、流量均能满足灌区用水要求
2）有坝取水：河流水量虽然丰富，但水位较低，适当抬高水位即可自流灌溉；
3）抽水取水：河流水量虽然丰富，但灌区位置较高，修建自流引水工程困难或不经济
4）水库取水：河流的流量、水位均不满足灌区用水要求
4．简述南方平原圩区的自然特点及其主要治理经验。

南方平原圩区的自然特点：1）地形平坦；2）大部分地面高程在江河洪枯水位之间
3）洪涝渍灾害为主，也常出现干旱
主要治理经验：1）分片排涝，等高截流2）留湖蓄涝，排蓄结合3）力争自排，辅以抽排4）以排为主，排灌兼顾5）全面规划，综合治理
5．简述渠道防渗的作用。

1）减少渠道渗漏损失，提高灌溉水利用率；
2）减小渠床糙率，加大流速，缩短灌水时间；
3）减少渠道占地；
4）提高渠道的抗冲能力，防止渠坡坍塌，增加渠床稳定性；
5）防止渠道长草，减少泥沙淤积，节省维修费用。

计算题
五、计算题（共 2 小题，每小题 10分，共 20分）
1．某排水区面积为40km２，其中旱地占80%，水稻占20%，采用日降雨量150mm，三天排出的排涝设计标准，旱地径流系数0.5，稻田日耗水量为5mm，允许拦蓄利用雨量40mm，求该排水区的设计排涝模数和设计排涝流量。

水田径流深：R1=P-h田-E=150-40-5×3=95mm
旱地径流深：R2=αP=0.5*150=75mm
设计排涝模数：q=(R1*0.2+R2*0.8)/86.4/3=0.3048m3/s/km2
设计排涝流量：Q=q*F=0.3048*40=12.192m3/s
2．某支渠所控制的灌溉面积为1 万亩，灌水模数为0.5m3/s 万亩。

支渠以下的
斗、农渠实行轮灌，同时灌水的斗渠有2条，每条斗渠上有4条农渠，田间水利
用系数为 0.9。

试求支渠配到田间的净流量，农渠的田间净流量以及农渠的净流
量各为多少。

(1)支渠配到田间的净流量。

=1万亩 x0.5m3/s万亩=0.5m3/s
(2)农渠的田间净流量
=0.5/（2x4）=0.0625m3/s
(3)农渠的净流量
=0.0625/0.9=0.0694m3/s
五、计算题（共2小题，每小题10分，共20 分）
1．某渠道从多泥沙河流上引水，设计流量Q=1.0m3/s，渠道土质为粘土，m=1，n=0.025，i=0.001，V不冲=0.8m/s，V不淤=0.35m/s试按梯形断面设计渠道的横断面（只写出一次试算过程）。

(宽深比α=2.8Q1/10-1，假定初始底宽b=1.5m）1)初设底宽b=1.5m
宽深比α=2.8Q1/10-1=1.8
水深h=b/α=1.5/1.8=0.83m
2)校核过流能力
Q=AC(Ri)1/2
过水断面积A=bh+mh2=1.5*0.83+1*0.832=1.934m2
湿周X=b+2h(1+m2)1/2=1.5+2*0.83*(1+1.02)1/2=3.85m
水力半径R=A/X=1.934/3.85=0.50m
谢才系数C=(1/n)*R1/6=(1/0.025)*0.51/6=35.64m0.5/s
因此Q=1.934*35.64*(0.5*0.001)1/2=1.54m3/s>1.0m3/s
应调整断面尺寸,直至Q≈1.0m3/s。

但根据题意，这里只试算一步。

3）校核渠道流速v设计
v设计=Q/A=1.54/1.934=0.796m/s
不冲流速v不冲=0.8m/s
不淤流速v不淤=0.35m/s
v不冲>v设计>v不淤,因此满足要求
2．某地区不透水层在地面以下12m处，排水沟深1.8m，沟内水深0.2m，地下水位在地面以下1.6m处，某次降雨后，地下水上升到
地面，雨停后开始回落，要求降雨停止4天后水位下降到0.8m,土壤渗透水系数1.0m/d，给水度0.05，沟水面宽按0.4m考虑。

求排水沟间距（只迭代一次）。

2．答案要点：
由题意得：
H=10.8m
h1=0.8m
k=1.0m/d
h0=1.6m
μ=0.05
经多次迭代计算后得L=67.93m。