灌溉与排水工程学复习要点
《灌溉排水工程学》第四章：地面灌水方法、灌溉技术及原理
3、微灌灌水方法： 就是通过一套专门设备，将灌溉水加 低压或利用地形落差自压、过滤，并通过管道系统输水至 末级管道上的特殊灌水器，使水和溶于水中的化肥以较小 的流量均匀而又经常地、缓慢地湿润作物根系区附近的土 壤表面或地表下土壤的灌溉方法。依水流由灌水器流出的 方式不同，可分为滴灌法、微喷灌法和涌泉灌法等类型。
间t。影响这些要素的因素主要有土壤渗透系数、田面纵向
坡度、畦田粗糙率与平整程度，以及作物的种植倩况等。
为使田间灌水均匀度高，湿润土层基本均匀，畦灌灌水技
术要素之间应满足如下关系：
(1)渗入到畦田内土壤中的水量达到计划灌水定额时，畦田
内各处所需要的入渗时间tn满足下式：
Ht
m
K
0t
1
n
1
tn
q Q/b
式中：
3.6qt ml
Q 为畦首控制的入畦流量(L/s)；t为畦首处供水时间(h)，
q为入畦单宽流量[L/(s*m)]；b为畦宽(m)；l为畦长(m)；
m为灌水定额(m)。
畦首供水时间： t tn t1
式中：t1为畦首处滞渗时间；t n为畦田各处入渗水量达到 计划灌水定额所需要的时间。
地面灌溉水流运动特性，通常采用地面灌溉田间试验和理 论分析两类方法确定 ： 1、地面灌水田间试验：对一定的作物，根据当地条件， 选择代表性的地块，采用小区或大区对比试验方法，进行 实地灌水，探求作物省水、高产、低成本和高效益的地面 畦、沟、淹灌等地面灌水方法及其最优灌水技术要素。 其过程如下： ①放水前对各个测点（x1、x2、x3）测定土壤含水量； ②准确测记向田间开始供水的时间和引入流量； ③测记田面水流到达各测点距离的时间（t1、t2、t3）及 其相应的水流深度； ④测记水流由各测点消退的时间； ⑤停水后一定时间测记对应于各个测点的土壤含水量。 地面灌溉水流推进过程见图2—3。
石河子大学灌溉排水工程学考试大纲
石河子大学水利建筑工程学院硕士研究生入学考试灌溉排水工程学考试大纲
《灌溉排水工程学》考试大纲适用于农业水土工程、农业工程、水文水资源专业的硕士研究生入学考试。
《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。它介于工程学与农学之间，涉及及土壤、植物、工程、数学、力学、环境及经济等多个学科，是农业水土工程专业必修专业课程。主要包括：灌溉工程：农田灌溉原理；灌水方法与灌水技术；灌溉系统规划设；灌溉管道系统；旱区雨水径流集蓄灌溉工程；排水工程：农田排水原理；农田排水技术；排水系统规划设计；灌排管理及环境与效益评价：溉溉排水对环境的影响与评价；以及灌排工程效益与经济评价等内容。
一、考试要求
1.农田灌溉原理
（1）了解农作物对农田水分状况的要求和土壤水分运动的基本原理。
（2）理解土壤—作物—大气连续体水分运动原理，作物需水量、灌溉制度，作物水分生产函数、灌溉用水量与灌水率概念。
（3）掌握土壤质地的组成，农田水分和土壤含水量的表示和测定方法，作物需水量的确定，充分灌溉条件下农作物灌溉制度制定。
2. 灌水方法与灌水技术
（1）熟悉不同的灌溉技术的优缺点及技术指标，明确灌水技术对于提高灌水效率和作物增产的重要性。（尤其是微喷灌技术）
3.灌溉系统规划设计
（1）了解灌区的特点、规划原则及其相应的灌溉渠系布置形式。
（2）掌握渠道全面规划、综合利用的思想及具体情况具体分析的原则，渠系规划步骤。
（3）掌握渠系构筑物规划及作用，条田规划基本要求。
《灌溉排水工程学》第九章：灌溉排水的影响、效益及评价
第二节 灌排工程经济评价
灌排工程经济评价的任务：是在完成市场要求预测、建设地点 选择、技术方案比较等分析论证的基础上，运用定量分析的方 法，计算项目投人的费用和产出的效益，通过方案的比较，对 拟建项目的经济可行性、合理性进行分析论证，作出全面经济 评价，提出投资决策的经济依据，推荐最佳投资方案。 一、国民经济评价 (1)水利项目国民经济评价中费用和效益应尽可能用货币表示； (2)水利建设项目的费用应计算直接费用和间接费用； (3)某些特定经费不计入项目费用或效益； (4)进行国民经济评价时，投入物和产出物都应使用影子价格; (5)应采用同家规定的12％的社会折现率； (6)水利建设项目的费用，包括项目的固定资产投资，流动资金 和年运行费; (7)根据经济内部收益率、经济净现值及经济效益费用比等评价 指标和评价准则进行。
第二节 灌排对环境影响的监测与评价
一、灌区水环境监测 灌区水环境监测主要包括：监测网的布设、监测项目和监 测频率的确定及监测工作的管理等。 监测网的要求： (1)对所监测的环境因子的时空变化能起控制作用； (2)尽量与灌溉排水观测项目共用； (3)在末受影响的邻近地区，设立对比监测点。 监测项目： 监测频率： 监测工作的管理：按照国家规定的有关法规、标准和方法 进行监测工作，监测结果必须以监测数据为依据，确保监 测工作的客观性。
1、经济内部收益率EIRR 内部收益率是指一项工程内在的回收投资的能力或其内在的取 得报酬的能力。
《灌溉排水工程学》第五章：灌溉工程(渠首、输配水工程、田间工程)及排水沟道系统
3、灌溉方式 灌溉方式的确定：根据作物组成、地形、土壤、水源等条 件，结合灌区分区和土壤改良区划，经分析论证后确定。 4、灌区道路、林带与居民点的规划布置 道路：应尽量与灌排系统的布置相协调。 林带：应充分利用渠、沟外坡、塘边、路旁的空地结合防 风、防沙种植树木。 居民点：应尽量少占耕地，以原有的自然村进行改建。 输电线路和通信线路应进行专项设计。
有坝取水 有河流地区
抽水取水
水库取水
无坝取水
有坝取水 抽水取水
（1）无坝取水：灌区附近的河流水源丰富，河道枯水期
的水位和流量均能满足灌溉要求时，可在河岸上选择适宜
的地点作为取水口，修建取水建筑物，从河流侧面引水。
优点：工程简单、投资省、施工易、工期短、收效快；
缺点：不能控制河道水位，常受河水涨落、泥沙运动以及
此确定灌排工程规模。
2、环境影响评价
从环境角度论证灌排工程建设的可行性，并对可能产生的
不利影响提出相应的对策及环境保护措施。
ห้องสมุดไป่ตู้
3、经济评价
国民经济评价
评价工程的合理性
经济评价 财务评价
评价工程项目财务可行性
四、灌溉设计标准 灌溉设计标准一般以灌溉设计保证率或抗旱天数表示。 1、灌溉设计保证率P 灌溉设计保证率是指灌区灌溉用水量在多年期间能够得到 充分满足的机率。采用设计灌溉用水量全部获得满足的年 数占计算总年数的百分率表示，它综合反映了水源供水和 灌区用水两方面的情况。即：
灌溉排水工程学
灌溉排水工程学课程教学大纲
一、课程中文名称：灌溉排水工程学
二、课程英文名称：
三、课程编码：
四、课程性质：专业课
五、学时数、学分数、开课学期、面对专业
学时：32；学分：2；开课学期：第七学期；水资、水利水电
六、课程目的与要求：
本课程的目是通过本课程的学习,使学生了解和掌握农田的需水规律和需水量计算,灌溉用水过程、用水量的确定,灌水方法和灌水技术的应用,灌溉系统规划布置及设计施工与管理;利用灌溉排水工程措施来调节农田水分状况及改变和调节地质水情,及消除水旱灾害,合理科学和利用水资源,为发展农业生产服务;
学习本课程须注意下列要求：
1要深入了解各种农田水分形式对作物影响和机理及作物生长对水分状况的要求,掌握利用势能理论研究土壤水分运动原理及计算;
2运用所学的基本理论,选择合理的设计条件和计算方法,掌握作物需水量的计算、灌溉制度设计,灌水率值的基本技能;
3了解目前我国各灌区主要采用的灌水方法类型及原理,掌握各种节水灌溉技术的要素确定、细部结构设计;
4具有有压管道灌溉输水系统水力计算,管道布置的技能;
5能够结合实际确定灌溉渠系的规划布置原则并能合理规划布置,必须掌握灌溉渠道流量计算,渠道纵横断面设计,渠系水工建筑物工作原理的基本内容;
6具有绘制规划设计图纸、编制规划设计文件的技能;
七、本课程与其它课程的联系：
本课程是水文水资源原理、水利水电工程专业专业课;
先修课程：测量学、水力学、水文与水利计算、土壤物理学;
后续课程：水工建筑物、水利工程施工等专业课;
八、教学方法：：教学方法以课堂授课为主,辅以多媒体课件和节水模型讲解;
灌溉排水习题总结
灌溉排水工程的任务是：研究和利用灌溉排水工程措施来调节农田水分状况及改变和调节地区水情，以消除水旱灾害，合理而科学的利用水资源，为发展农业生产服务
灌溉研究的内容：水源工程、输水工程、田间工程的规划设计、施工、管理的科学
排水研究的内容：产生农田水分过多的原因及相应的排水方法，田间排水工程的规划设计，排水输水沟道系统的规划设计、施工管理和承纳排水系统排.出水量的承泄渠治理的学科。
排水的对象一般有：1、雨涝排水2、防渍排水3、沼泽地排水4、盐碱地排水
旱作物在潮湿土壤中，其根系生长缓慢，多在表土下较浅的土层中平行横走
水分对改善作物生态环境的作用：1、以水调气2、以水调温3、以水调肥4、改善农田小气候5、提高耕作质量和效率
农田水分的四种基本形式：大气水、地面水、土壤水、地下水
凋萎系数：农业生产中将相当于吸持力为1.52x106pa的土壤含水率称为
田间持水率：是确定灌水定额时，计划湿润土层允许含水率的上限，因为超过田间持水率的土壤水，会在重力作用下很快下渗，不能保持在计划湿润层中
全蓄含水率：土壤中超出毛细管含水率的水分在重力作用下很容易排出。又称重力水.这事的土壤含水率称为饱和含水率，又称全蓄含水率
水分常数：相当于各形态的土壤含水率
1.0m3/亩的水量相当于田面建立1.5mm的水层厚度
水分特征曲线;土壤含水率与吸水率的关系曲线
土壤含水率的测定方法：烘干法、负压计法、TDR法、中子法、r射线法
土壤含水率的表示方法：质量含水率体积含水率水层厚度
土壤水分的蒸发强度的两个因素; ,1为外界蒸发能力即气象条件所限定的最大可能蒸发强度2是土壤自下部土层向上的输水能力
灌溉排水工程学
一．名词解释
1.灌溉排水工程学：灌溉排水工程学是研究农田
水分状况和有关地区水情的变化规律及其调
节措施，消除水旱灾害，并利用水利资源为发
展农业生产而服务的科学。
2.气态水：存在于土壤空隙中的水汽。
3.吸湿水：紧束在土粒表面，不能自由移动的水
分。
4.薄膜水：吸附于吸湿水外部，只能沿土粒表面
做微小移动的水分。
5.毛管水：受毛管力的作用保持在土壤中的水分。
6.上升毛管水：地下水在毛管作用下上升并保持
在土壤中的水分。
7.悬着毛管水：当地下水位较低时，降雨或灌溉
后，因毛管力的作用而保持在土壤中。
8.土壤水的有效性：土壤水能否被植物吸收利用
及其难易程度。
9.土壤水分常数：是指土壤水分类型和性质的数
量特征。
10.吸湿系数：吸湿水达到最大时土壤含水率，此
时土壤水分所受吸力约为3.14X106Pa。
11.最大分子持水率：薄膜水达到最大时的土壤含
水率，此时土壤水所受吸力均为6.31X105Pa。
12.凋萎系数：作物产生永久凋萎时的土壤含水率，
作物根系的最大吸水力1052X106Pa。农业生产
中相于吸持力为1.52X106Pa的土壤含水率称凋
萎系数。
13.田间持水率：悬着毛管水达到最大时的土壤含
水率，此时土壤水所受吸力约为3.03X104Pa。
田间持水率通常以灌水两天后土壤所能保持
的含水率表示，外国一般以灌溉水24小时后
的土壤含水率表示。
14.饱和含水率：所有土壤孔隙都为水所充满时的
土壤含水率，吸力为0。
15.土水势：在标准大气压下，从规定高度等温可
逆地移运到土壤中某一吸水点使之成土壤水，
所做的每单位的功。
灌溉与排水工程学复习要点
灌溉与排水工程学复习要点
一、灌溉与排水工程学
1、灌溉与排水系统的基本构成
灌溉与排水系统由水源、管道、设备、管网、控制设备、管布布置和操作组成，其中，水源包括河流、湖泊、地下水以及人工灌溉水源等；管道分为压力管道和自流管道；设备包括水泵机组、减压阀、活门、节流阀等；管网系统由管道、设备、控制设备、阀门等组成，可将指定的水量分配到指定的灌溉核心区域；控制设备由水位控制装置、水质控制装置、电气控制装置等组成，能实现供水量和排水量的控制；管布由灌溉管网、灌溉施肥管网、灌溉阀控管网以及排水管网等构成；操作是指管道系统运行的调节，包括水质控制、水位控制和电气控制等活动。
2、灌溉与排水系统的基本特性
（1）可靠性：灌溉与排水系统的可靠性指的是系统运行的可靠性，包括灌溉和排水系统设计的合理性、设施的完备性以及管网的维护等；
（2）安全性：灌溉与排水系统的安全性指的是系统抗洪能力和防汛能力，这两项性能是灌溉与排水系统可靠运行的基础；
（3）可操作性：灌溉与排水系统的可操作性是指它的调节性和操作规程。
灌溉排水工程学
1.灌溉排水工程学的任务是：研究和利用灌溉排水工程措施来调节农田水分状况及改变和调节地区水情，以消除水旱灾害，合理而科学地利用水资源，为发展农业生产服务。
2.灌溉研究的内容可概括为水源工程、输水工程和田间工程的规划设计、施工、管理的学科；排水研究的主要内容有：产生农田水分过多的原因及相应的排水方法，田间排水工程的规划设计，排水输水沟道的的规划设计、施工、管理和承纳排水系统排出水量的承泄区治理的学科。
×106 Pa（15atm）的土壤含水率称为凋萎系数。
4.田间持水率：在生产实践中，常将灌水2天后土壤所能保持的含水率叫做田间持水率。
5.土壤含水率的测定方法：烘干法、负压计法、TDR法、中子法、γ射线法。
6.土壤含水率的表示方法：质量含水率θm（g/g）、体积含水率θv（cm3/cm3）和水层厚度h（mm）。θv=Yθm。
7.土壤水分蒸发的强度取决于两个因素：①外界蒸发能力；②土壤自下部土层向上的输水能力。P31
8.SPAC系统的组成：土壤、植物和大气中的水分。P34
9.农田水分的消耗主要包括：①植株蒸腾；②株间土壤蒸发；③深层渗漏。
10.作物需水量：植株蒸腾和株间土壤蒸发所消耗的水量。P39
11.参照作物需水量：指土壤水分充足、地面完全覆盖、生长正常、高矮整齐的开阔（长、宽均在200m以上）绿草地（高3～15cm）的蒸发腾发量。P42
12.灌水定额：一次灌水单位面积上的灌水量。
灌溉定额：各次灌水定额之和。P47
13.灌水率：指灌区单位面积上所需灌溉的净流量q净，又称灌水模数，以m3/（s·万亩）计。
《灌溉排水工程学》各章思考题与计算题
（3）该站的棉花生育期为：4 月 23 日播种，10 月 20 日收割，共 181 天。全生育期
的作物系数 Kc 为 0.751。
（4）该站的夏玉米生育期为：6 月 21 日播种，9 月 28 日收割，共 100 天。全生育期
的作物系数 Kc 为 0.838。
要求：（1）计算潜在腾发量 Ep；
（2）计算作物需水量 E。
限？ 6、 分别说明土水势及各分势的基本概念。 7、 什么是土壤水分特征曲线？在实践中如何应用？如何测定？ 8、 作物体内水分存在的状态有哪两种、有何区别？它们在作物生理活动中起何作用？ 9、 什么是渗透作用？ 10、 作物吸收和运输水分的动力是什么？影响根系吸水的因素有哪些？ 11、 作物是通过什么途径进行蒸腾的？气孔的开闭与水分状况的关系？ 12、 水分不足和水分过多时对作物产生什么危害？ 13、 根区土壤水分平衡方程有什么作用？
间持水率θFC=75%（占孔隙体积的百分比）。田间适宜含水率以田间持水率为上限，以田间持 水率的 60%为下限。播前土壤含水率为孔隙体积的 50%，播种前灌水达θFC，到播种时土壤含
水率已降至 0.9θFC。因计划湿润层加深所增加的水量，按 0.9θFC计算土壤含水量。
（4）有排水沟，地下水位在地面以下 2.5m 处，故地下水补给量很小，可忽略不计。
28%（干土重的百分数计）。春小麦地在年前举行秋冬灌溉，开春解冻后举行抢墒播种。春小
灌溉与排水工程【整编】
一、灌溉与排水工程
（一）输配水工程
1、明渠
（1）渠道断面计算
灌溉渠道采用明渠均匀流公式计算，设计一系列断面尺寸，分别计算渠道通过设计流量下的各水力要素，从中选择满足过水流量的断面尺寸。
明渠均匀流公式：
（2）灌溉渠道纵断面设计
设计灌溉渠道时，要使渠道断面能够通过设计流量和保持渠床稳定，并保证其水位满足自流灌溉的要求。渠道的水位控制，密切结合沿渠地形条件及灌溉田块参考点高程进行。为了保证渠道所控制的灌溉面积都能进行自流灌溉，各级渠道在分水点处都具有足够的水位高程。各分水口的水位控制高程，是根据灌溉土地的地面高程加上渠道沿程水头损失以及渠水通过各种建筑物的局部水头损失，有下式自上而下逐级推算出。
（3）渠道用材的选择
参考当地材料价格和来源对浆砌石渠道（M5）、现浇混凝土（C15）渠道、U 型槽渠的进行比较。浆砌石（M5）渠道不仅造价贵，而且项目所在区域砌石工较少，石料匮乏。U 型渠道和现浇混凝土（C15）渠道则比较经济也比较容易施工，但U 型渠结构单薄，较容易被破坏。
经综合考虑并征求业主和群众意见，新建渠道选择现浇混凝土渠道；
其中为确保现浇混凝土渠道的安全稳定，现浇混凝土渠采用整体式结构，并在施工时沿渠线长度方向设置伸缩缝，原则上控制每12m 设置一道（当地质软弱或施工有其他要求时缝距可作适当调整），缝宽20mm，内嵌沥青板方材。
渠道跌差在50cm 以上的（包括50cm）采用跌水联接上、下渠段进行消能。
（4）流量设计
设计流量计算公式：
（5）渠道设计
新建渠道采用现浇砼结构,现浇砼渠道每隔12 米设置一处横向伸缩缝，伸缩缝内埋置沥青板枋材，板宽为12cm，板厚20mm。
灌溉排水工程学考点
名词解释
田间持水量：13 土壤中悬着毛管水达到最大时的土壤含水量，包括全部吸湿水、膜状水和毛管悬着水。是土壤中对作物有效水分的上限指标，常把它作为灌水定额的依据。
土壤水分特征曲线：15 土壤水的基质势或土壤水吸力是随土壤含水率而变化的，用原状土样，测定其不同含水量时的土壤水吸力相应值，并绘制成曲线。
作物需水量：25 包含生理和生态两个方面的需水量。通常认为其为植株蒸腾量和棵间蒸发量之和。
参考作物蒸发蒸腾量：29 指高度一致、生长旺盛、完全覆盖地面而不缺水的绿色草地的蒸
发蒸腾量。它不受土壤含水量和作物种类的影响。
作物系数：32 某时段作物蒸发蒸腾量与参考作物蒸发蒸腾量之比。
灌溉制度：36 指特定作物在一定的气候、土壤、供水等自然条件和一定的农业技术措施下，为获得高产或高效，实现节约用水，所制定的适时适量的农田灌水方
案。
灌水定额：36 一次灌水单位面积上的灌水量。
灌溉定额：36 作物全生育期各次灌水定额之和。
作物水分生产函数：50 指农业生产水平基本一致的条件下，作物所消耗的水资源量与作物
产量之间的关系。
非充分灌溉：52 在作物的全生育期，如何合理分配有限水量，以获得较高产量或效益；或使缺水造成的减产损失减少。
灌水率：56 指灌区单位面积上所需要的灌溉净流量。
灌溉用水量：55 指某一灌溉面积上需要从水源提供的水量。
土壤计划湿润层深度：在灌水时，我们计划湿润的土层深度，需要调节控制的土壤层深度。灌水方法：59 指灌溉水进入田间或作物根区内土壤转化为土壤肥力水分要素的方法。也指灌溉水湿润田面或田间土壤的形式。
灌溉排水工程学(二版)
灌溉排水工程学（二版）
灌溉排水工程学是一门研究和解决农业灌溉和排水问题的学科，它涉及到许多科学技术的综合运用，如水文学、土木工程学、水利、地质学、农业工程学、经济学和社会学等。
灌溉排水工程学的研究主要包括两个方面：一是灌溉系统设计，主要研究灌溉工程的设计和建设，包括灌溉工程水源的开发、灌溉系统的组织、灌溉系统的成本估算、灌溉系统的运行和维护等；二是排水系统设计，主要研究排水工程的设计和建设，包括排水系统的组织、排水系统的设计、排水系统的运行和维护等。
灌溉排水工程学的研究方法主要有水文学方法、水资源规划方法、水利工程设计方法、水利工程运行方法、水利工程维护方法、经济学方法等。
灌溉排水工程学是一门综合性学科，它涉及到许多学科的研究，并将它们综合起来以解决农业灌溉和排水问题。它的研究不仅是为了提高农业生产能力，而且还为社会经济发展提供了重要的支撑。
灌溉排水工程学的发展受到了越来越多的重视，其研究也得到了越来越广泛的应用，因此，灌溉排水工程学的研究已成为当今世界农业发展的重要组成部分。
The research of irrigation and drainage engineering mainly includes two aspects: one is the design of irrigation system, which mainly studies the design and construction of irrigation engineering, including the development of water source for irrigation engineering, the organization of irrigation system, the cost estimation of irrigation system, the operation and maintenance of irrigation system, etc.; the other is the design of drainage system, which mainly studies the design and construction of drainage engineering, including the organization of drainage system, the design of drainage system, the operation and maintenance of drainage system, etc.
灌溉与排水
农田水利主要包括灌溉和排涝，以及土壤改良工作。农田水利工程主要是灌溉工程和排涝工程。
当农田水分不能满足作物需要时，则应增加水分，这就是灌溉；当水分过多时，则应减水，这就是排水。灌溉与排水是农田水利的两项主要措施。
一、灌溉方法
1.地面灌溉这是我国采用最广泛的方法，将地面水直接引入农田内，称为自流灌溉。由于地势关系，有时需抬高水源的水位才能引水入田。有的利用水泵引水，称为提水灌溉或扬水灌溉。
地面灌溉有三种方式：
（1）畦灌将农田用土埂分成许多畦田，将水引入畦田内，每块畦田的地面应平整，以利水流均匀散漫。畦灌的管理工作较简便，畦灌的缺点是灌水过程中水流容易破坏土壤结构，干时表土易结成硬盖。
（2）沟灌在农田内修建灌水沟网，将水引进作物行间的灌水沟。灌水沟的横断面呈梯形，间距等于作物行距或行距的两倍。水分借毛细管作用浸湿土壤，不致破坏土壤结构，可以使作物根部得到适宜的水分和通气条件
（3）淹灌此法与畦灌类似，只是农田分块较畦田大。淹灌之前，将田地用土埂隔成格田，然后灌水。每块格田在平原地区一般为1～5亩，在丘陵区和山区要小一些，随地形而异。灌水层深度一般为20～30cm。每块格田应平整，其地面高差不应大于水深。此法多用于水稻灌溉和冲洗灌溉。
灌水方式有串灌和单灌两种：串灌，即由渠道灌水进入第
一块格田后，可经田埂上放水口依次流入其它格田（图a）；
单灌，各格田有独立进水口和出水口（图b）。
2.喷灌由管道和喷头组成。当需要灌溉时，打开管道上的阀门，压力水自喷头洒出，形成均匀的水滴洒布在农田里，也称人工降雨灌溉。
灌溉排水工程学习题集
灌溉排⽔⼯程学习题集
灌溉排⽔⼯程学习题集
编辑：迟道才夏桂敏张旭东孙仕军王丽学
绪论
思考题
1.试述灌溉排⽔⼯程的基本任务。
2.试述我国⽔资源的特点。
3.试述我国灌溉排⽔分区特点。
4.排⽔⼯程学的主要研究内容有那些？
5. 什么叫农⽥⽔分状况和地区⽔情？
第⼀章农⽥⽔分状况及⼟壤⽔分运动
思考题
1.⼟壤是由哪⼏部分物质组成的？
2. 农业⼟壤的剖⾯⼀般有哪⼏层？各层性质有何不同？
3. 什么是⽔分常数？常⽤的⽔分常数有哪⼏种？并分别说明其含义。
4. 什么叫⼟壤的有效⽔？各类质地的⼟壤有效⽔范围是什么？
5. 如何确定⼟壤有效⽔的最⼤贮量？⽣产实践中灌⽔时，为什么不能以凋萎系数作灌⽔下限？
6. 分别说明⼟⽔势及各分势的基本概念。
7. 什么是⼟壤⽔分特征曲线？在实践中如何应⽤？如何测定？
8. 作物体内⽔分存在的状态有哪两种、有何区别？它们在作物⽣理活动中起何作⽤？
9. 什么是渗透作⽤？
10. 作物吸收和运输⽔分的动⼒是什么？影响根系吸⽔的因素有哪些？
11. 作物是通过什么途径进⾏蒸腾的？⽓孔的开闭及⽔分状况的关系？
12. ⽔分不⾜和⽔分过多时对作物产⽣什么危害？
13. 根区⼟壤⽔分平衡⽅程有什么作⽤？
计算题
1.某农⽥1m深以内⼟壤质地为壤⼟，其孔隙率为47%，悬着⽑管⽔的最⼤含⽔率为30%，凋萎系数为9.5%（以上各值皆按占整个⼟壤体积的百分数计），⼟壤容重为1.40g/cm3，地下⽔⾯在地⾯以下7m处，⼟壤计划湿润层厚度定为0.8m。
要求：计算⼟壤计划湿润层中有效含⽔量的上、下限，并分别⽤m3/亩，m3/ha和mm⽔深三种单位表⽰有效含⽔量的计算结果。
灌溉排水工程学
灌溉排水工程学
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。
农田水分
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。
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：
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灌溉与排水工程学灌溉排水：利用人工干预方式，采用灌溉或利用降雨田间土壤水分和排除农田多余水分。
精量灌溉：精确估算出农作物生长必需的灌溉水量，并采用高效的节水灌溉技术将此水量准确而均匀的灌入作物根系层土壤中。
农田水分状况：农田土壤水、地面水和地下水的状况及其相应的养分、通气、热状况。
我国水资源现状：水资源不足，时空分布不均匀，旱涝灾害频繁，东南沿海向西北内陆减少。灌溉地带的划分的依据：根据不同地区及农作物对灌溉排水的要求，按降雨量划分：常年灌溉地带：降雨量小于400mm/年。不稳定灌溉地带：400-1000mm/年，东北和黄淮海地区。水稻灌溉地带：长江中下游及西南地区，1000mm以上。
1、非充分灌溉制度：是在有限灌溉水量条件下，为获取最佳的产量目标，对作物灌水时间和灌水定额进行最优分配的灌溉制度。
农作物的灌溉制度：是指旱作物播种前(或水田栽秧前)及全生育期内的灌水次数，每次灌水的灌水日期、灌水定额以及灌溉定额。
灌水定额：是指一次灌水单位面积上的灌水量。
灌溉定额：农作物在全生育期各次灌水定额之和。
土壤计划湿润层深度：采用水量平衡制定旱作物的灌溉制度，作物主要根系吸水层。
作物水分亏缺：当作物植株的蒸腾失水超过作物根系吸水时，造成植物细胞体内储水量减少，叶水势降低
作物需水关键期：水分亏缺对作物产量影响最敏感、最严重的生育时期
烘干法测定土壤含水率的步骤；每个人在同一位置取三个土样。步骤：1.称取土壤铝盒质量
m1 2.取土3称重m2 4.烘干5.称重m3 6.计算公式：含水率=m水/m土x100%
土壤水分的存在形式；固态、汽态、液态（吸着水：不能被利用其上限以下的水为无效水；毛管水：田间持水率和无效水之间的水，容易被植物利用，有效水；重力水: 地下水位高，停留在根系层的水影响土壤的通气，这部分水称为过剩水，地下水位低，水很快排出根系层而不能被使用。）
水分入渗的规律、特点及考斯加可夫计算公式
入渗前土壤含水率θ0很小时，地面初始入渗速度i1很大，地面处的含水率短时间内就接近饱和含水率θs。随时间的延长，入渗路径的加大，入渗速度i t不断减小，最后趋于一稳定值i f，即接近该土壤的渗透系数K。通常用入渗速度i t和累积渗水量I与时间t的关系曲线描述入渗规律。入渗过程分：渗吸阶段，入渗速度i t随着入渗时间加大不断减小，为非稳定流阶段；渗透阶段。考斯加可夫公式：i t=i1t—a, 式中：i t是任一时间的入渗速度，以单位时间渗入土壤的水层厚度(mm／min或cm/h)；i 1是第一单位时间末的入渗速度；t为入渗时间(min或h)；经验指数α=0.3～0.8，一般土壤取0.5。
水分亏缺的定义和影响；（1）水分亏缺对作物生理过程的影响,抑制作物器官和个体的生长发育；影响光合与呼吸作用；影响碳水化合物代谢和同化物运输；影响生化反应；影响对矿物质吸收。（2）水分亏缺对作物干物质累积和产量的影响，导致作物干物质累积和产量的降低，影响程度取决于水分亏缺的程度及发生水分亏缺的时间。（3）有益作用：适度的水分亏缺有益于提高作物产量和改善果实品质。
计算：经测定某灌区土壤干容重为1.41g/cm3，田间持水率为23%（重量比），冬小麦拔节期计划湿润层为0.6m ,日耗水量为3mm，土壤水分下限为田间持水率的70%，假定土壤初始含水率为20%（重量比），在无雨情况下还需多少天应进行灌溉？其灌水定额为多少？
解：计划湿润层内土壤可供水量为：W1=γ(θ0－θmin)H=1.41 ×(θ0－70%θf) ×600mm=1.41
×(20%－70%×23%)×600mm=33mm 距离下次灌溉的时间为：t= W1/e=33mm/3mm/d=11d
下次罐水定额为：W=γ(θf－θmin)H =γ(θf－70%θf)H =1.41×(θf－70%θf) ×600mm
=1.41×(23%－70%×23%)×600mm =58.4 mm ( 584m3/hm2)
2、灌水方法：灌溉水进入田间或作物根区土壤内转化为土壤肥力水分要素的方法。
灌水技术：相应于某种灌水方法所必须采用的一系列科学技术措施。
4种灌水方法：地面灌水方法：使灌溉水通过田间渠沟或管道输入田间，水流呈连续薄水层或细小水流沿田面流动，主要借重力作用兼有毛细管作用下渗湿润土壤的灌水方法。地面灌水三种：畦灌法、沟灌法、淹灌法。喷灌灌水方法：利用一套专门的设备将灌溉水加压或利用地形高差自压，通过管道系统输送压力水至喷洒装置，将水喷射到空中分散成细小水滴，像天然降雨一样降落到地面，随后主要借毛细管力和重力作用渗入土壤灌溉作物的灌水方法。微灌灌水方法：就是通过一套专门设备，将灌溉水加低压或利用地形落差自压、过滤，并通过管道系统输水至末级管道上的特殊灌水器，使水和溶于水中的化肥以较小的流量均匀而又经常地、缓慢地湿润作物根系区附近的土壤表面或地表下土壤的灌溉方法。依水流由灌水器流出的方式，可分为滴灌法、微喷灌法和涌泉灌法。渗灌灌水方法：利用修筑在地下的专门设施将灌溉水引入田间耕作层，借毛细管作用自下而上湿润土壤灌溉作物的灌水方法。
地面灌溉水流推进过程：①：灌溉水由田间渠沟或管道进入田块后，迅速沿田面的纵向推进，在水流推进的前缘形成一个明显的湿润前锋；②：水流在向前推进的同时向土壤中下渗；③：当湿润前锋到达田块尾端，或到达田块某一距离，并已达到所要求的灌水量时，停止向田块灌水；④：田面水流继续向田块尾端流动，田面水流深度不断下降，向土壤内下渗的水量逐渐增加；⑤：田块首端水深先下降至零，地表面形成一落干锋面；⑥：落干锋面随田面水流和土壤入渗向田块尾端移动；⑦：落干锋面与湿润前锋在田块某距离处或尾端相遇；⑧：当田面完全
无水，田间水全部渗入土壤转为土壤水。
灌溉方式的划分：根据灌溉水向田间输送与湿润土壤的方式划分。
灌水质量的衡定标准指标的意义：1、田间灌溉水有效利用率Ea：是指应用某种灌水方法或某项灌水技术灌溉后，储存于计划湿润作物根系土壤区内的水量与实际灌入田间的总水量的比值。2、田间灌溉水储存率Es：是指应用某种灌水方法或某项灌水技术灌溉后，储存于计划湿润作物根系土壤区内的水量与灌溉前计划湿润作物根系土壤区所需要的总水量的比值。3、田间灌水均匀度Ed：是指应用灌水方法、灌水技术实施灌水后，田间灌溉水下渗湿润作物计划湿润土层深度的均匀程度。4、田间灌水质量综合有效利用率Eg：有效入渗水量V 1(即作物蒸腾量)与有效入渗水量V1+深层渗漏水量V2+田间灌水径流失量V3+土壤棵间蒸发量和水分漂移损失水量V4+灌水不足区域所欠缺水量V0的总和的比值。
第三章
以河流为水源的4种取水方式：无坝取水：灌区附近的河流水源丰富，河道枯水期的水位和流量均能满足灌溉要求时，可在河岸上选择适宜的地点作为取水口，修建取水建筑物，从河流侧面引水。优点：工程简单、投资省、施工易、工期短、收效快；缺点：不能控制河道水位，常受河水涨落、泥沙运动以及河床变迁等的影响。无坝渠首位置的选择：一般选择在灌区的上游，以减小坝高，使灌区农田大部分能自流灌溉。设在河岸坚固、河床较稳定、河流弯道的凹岸。取水口宜设在凹岸中点的偏下游处。
有坝取水：当河流水源较丰富，而水位较低，不能满足引水灌溉要求时，在河床上修拦河坝(又称壅水坝、溢流坝或滚水坝)，抬高水位，以便自流引水灌溉。这种引水方式叫有坝(或低坝)取水，所建工程称有坝渠首。优点：引水口距灌区较近，缩短了干渠长度；缺点：增加了拦河坝(闸)工程；无坝渠首位置的选择：一般选择在灌区的上游，以减小坝高，使灌区农田大部分能自流灌溉。