《灌溉排水工程学》各章思考题与计算题

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
麦各生育阶段的田间需水量、计划湿润层深度、计划湿润层增深土层平均含水率及允许最大、
最小含水率（田间持水量百分数计），如表 3-6-1。据农民的生产经验，春小麦亩产达
300-350kg时，生育期内需灌水 5-6 次，灌水定额为 50-60m3/亩。抢墒播种时的土壤含水率
么? 7、 简述灌溉用水量的计算方法。 8、 什么叫非充分灌溉？试述非充分灌溉制度的含义。
计算题
1、 用“以水面蒸发为参考的需水系数法”求水稻的耗水量。基本资料：（1）某地根据气
象观测资料，设计年 4 月~8 月 80cm直径蒸发皿的蒸发量（E0）值如下表：
月份
4
5
6
7
8
蒸发量（E0）
182.6
145.7
灌水延续 额（m3 /
比（%）
/亩） 起
止
中间日 天数（d） 亩）
（1） （2） （3） （4） （5） （6） （7） （8） （9） （10）
1
50
11/9 22/9 17/9 12
2
50
21/11 2/12 27/11 12
冬
23/9 50
3
45
4/3 13/3 9/3
10
235
小
~16/5
4
系数σ=0.8，全生育期地下水补给量K=30m3/亩。生育初期土壤计划湿润层深度取 0.3m，后 期取 0.8m。土壤孔隙率 n=48%（占土体），田间持水率θFC=70%（占孔隙体积的百分比）。在 冬小麦播前进行灌溉，灌后使土壤最大计划湿润层范围内的含水率皆达到田间持水率，收割 时可使土壤含水率降至田间持水率的 80%。
18
15
10
9
85
阶段α值 0.784 1.060
1.341
1.178
1.060
1.133
日 渗 漏 量 1.5
1.2
1.0
1.0
0.8
0.8
（mm/d）
根据上述资料，推求该地水稻各生育阶段及全生育期的耗水量。
2、 用“以产量为参考的需水系数法”求棉花的耗水量。
基本资料：（1）棉花计划产量：籽棉 300kg/亩。
57
8.5
2.3 180.3 6.9
58.7
3 13.7 -1.6 5.6
57
11.0
2.7 232.2 5.9 137.2
4 21.8 5.4 13.8
55
9.7
3.0 236.5 18.1 214.0
5 28.1 11.4 20.1
59
8.7
2.6 283.5 27.2 283.2
6 32.3 16.7 24.6
（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。
10 20.9 4.8 12.6
73
7.0
1.7 227.2 26.4 119.9
11 11.4 -2.2 4.3
69
7.6
2.0 182.7 8.7
65.9
12 3.9 -8.3 -2.7
62
8.8
2.0 184.0 3.1
41.5
生育期
起止日期
天数 作物系数
播种至 分蘖 10.1— 10.24
24 0.58
《灌溉排水工程学》 习题集
编辑：黄兴法 李光永
中国农业大学水利与土木工程学院 2007.10
1
第一章 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. 灌溉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？
第二章 农田水分状况和土壤水分运动
81
83
112
允许最大含水率(%)
100
100
100
90
允许最小含水率(%)
55
55
60
55
计划湿润层深度(m)
0.4
0.4-0.6
0.6
0.6
计划湿润层增深土层
65
平均含水率(%)
7、 北方半干旱半湿润地区棉花灌溉制度设计——图解法
已知：（1）设计年为中等干旱年，在棉花生长期渗入土壤的降雨量如下表：
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
要求：（1）计算播前灌水定额；
（2）按土壤水分平衡原理，用图解法设计棉花灌溉制度。
8、 引水灌区灌水率的确定
已知：（1）某灌区灌溉面积为 10 万亩，主要种植小麦、棉花、玉米及谷子等旱作物。
各作物的生ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ期、种植面积的百分比及设计的灌溉制度，如下表：
作物 生育期 种植面 灌 水 灌水定 修正前
灌溉定
积百分 次数 额 （ m3 灌水时间（日/月）
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？
表 3-3-2 某站冬小麦作物系数 Kc 值表
分蘖至返 返青至拔 拔节至抽 至抽穗至
青
节
穗
灌浆
10.25— 3.15— 4.18— 5.9—
3.14
4.17
5.8
5.23
141
34
21
15
0.58
0.93
1.52
1.28
灌浆至成 熟
5.24— 6.14
22 0.65
全生育期
10.1— 6.14 257 0.88
生育阶段
幼苗期
现蕾期
结铃期
吐絮期
起止日期（日/月）
1/4—15/6
16/6—
14/7—
27/8—31/10
13/7
26/8
计划湿润层深度 H（m）
0.5
0.5~0.6 0.6~0.7
0.7
5
模 比 系 数 阶段值
10.5
31.0
46.5
12.0
（%）
累积值
10.5
41.5
88.0
100.0
（3）表层土为粘壤土，0~70cm土层内平均容重 1.49t/m3，孔隙率 n=42.5%（占土体），田
62
8.4
2.5 278.0 64.5 294.5
7 31.8 20.5 26.2
80
5.5
1.9 222.2 165.5 192.9
8 30.4 19.1 24.7
83
5.7
1.6 218.5 204.2 152.1
9 27.1 12.0 19.5
77
5.6
1.4 234.5 40.9 144.9
45
19/4 28/4 24/4 10
月4
5
6
7
8
9
10
合
旬 上中 下上 中 下 上中 下上 中 下 上 中 下上 中 下上 中 下 计
P
9. 1.2 22.5
4.8 52. 45 97.5 34.5
21.0
331.2
mm
0
5
（2）计划籽棉产量为 120kg/亩，需水系数 K=2.67m3/kg。棉花各生育阶段计划湿润层深度
及需水量模比系数如下表：
模比系数（%）
11
24
49
计算棉花各生育阶段耗水量累积值。
71
206
16
100
3、 用（1979 年修正的）彭曼公式求潜在腾发量从而计算作物需水量。
已知：（1）华北平原某站位于东经 115°03′，北纬 38°41′，海拔高度 40.09m。该站的
多年平均气象资料如表 2-3-1。
（2）该站的冬小麦作物系数 Kc 值如表 2-3-2。
计算题
1、 [农田土壤有效含水量的计算] 某平原农田，1m深内土质为壤土，其空隙率为 47%，悬 着毛管水的最大含水率为 30%，凋萎系数 9.5%（体积），土壤容重 1.4 t/m3，地下水位在地 面以下 7m处，土壤计划湿润层厚度为 0.8m。计算土壤计划湿润层中有效含水量的上、下限， 要求：（1）分别用m3/亩，m3/hm2和mm三种单位表示结果；（2）将含水率转换为以干土重的百 分比及用空隙体积的百分比表示。 2、 [土壤入渗水量的计算] 某土壤经测定，第一分钟末的入渗速度i1=6mm/min，a=0.4。求： 运用土壤入渗经验公式计算 30min内的入渗量，平均入渗速度，及第 30min末的瞬时入渗速 度。 3、 [土壤蒸发计算] 某均质土壤 1m土层内初始含水率θ0=19%（体积，下同），小于临界含 水率θc，蒸发处于强度递减阶段。测得风干含水率θa=6%，饱和含水率θs=48.9%。当θ<30% 时，扩散率D（θ）=4.77（θ/θs）3.876（cm2/min）。（1）绘制蒸发强度ε与时间t的关系曲
2
线；（2）计算 3d后 1m土层内土壤含水率降到多少？ 4、 [土壤蒸发计算] 某均质土壤 1m土层内初始含水率θ0=18%（体积，下同），小于临界含 水率θc，蒸发处于强度递减阶段。测得风干含水率θa=6%，饱和含水率θs=49.2%。当θ<20% 时，扩散率D=0.0589（cm2/min）。（1）计算不同时间t的蒸发强度ε，并绘制蒸发强度ε与 时间t的关系曲线；（2）计算 1d后、3d后及 5d后 1m土层内土壤含水量。
（2）由相似地区实验资料得，当产量为籽棉 300kg/亩时，棉花需水系数K=1.37m3/kg。
（3）棉花各生育阶段的需水量模比系数如下表：
生育阶段
苗期
蕾期
花铃期
吐絮期
全生育期
起止日期
4.11—6.10 6.11— 7.7—8.24 8.25—10.30 4.11—
7.6
10.30
3
天数
61
26
49
表 3-3-1 某站多年平均气象资料表
月
气温（℃）
平均相对 最大风 平均风 日照时 降雨量 蒸发量
份 最高 TM
最低 Tm
平均 Tav
湿度RHav （%）
速 （m/s）
速 （m/s）
数 (h/mon
)
（mm）
（mm）
1 3.3 -11.2 -4.6
49
8.3
7.9 193.2 2.3
45.1
2 6.6 -8.9 -1.6
4、 冬小麦播前灌水定额计算。 已知：（1）土壤最大计划湿润层 H=0.8m；
（2）土壤平均孔隙率 n=41.3%（占土体）；
4
（3）土壤田间持水率θFC=75.0%（占孔隙体积的百分比）； （4）播前土壤含水率θ0=48.0%（占孔隙体积的百分比）。
5、 用水量平衡方程式估算冬小麦全生育期的灌溉定额M2。 已知：某灌区冬小麦全生育期需水量E=380m3/亩，设计降雨量P=150mm，降雨有效利用
第三章 作物需水量和灌溉用水量
思考题
1、 作物需水量的含义及其因素如何?简述计算作物需水量的方法? 2、 什么叫参照作物蒸发蒸腾量？如何计算？ 3、 什么叫作物的灌溉制度，有几种方法制定？影响作物灌溉制度的因素有哪些？ 4、 简述用能量平衡法计算作物需水量的原理与步骤。 5、 试述用水量平衡方法确定旱作物灌溉制度的方法和步骤。 6、 什么叫灌水率? 其用途如何？为什么要对灌水率图进行修正？修正的原则与方法是什
为 75%（田间持水量百分数计）。
要求：用图解法制定春小麦灌溉制度。
表 3-6-1 春小麦灌溉制度设计资料表
生育阶段
播种至分蘖 分蘖至拔节 拔节至抽穗 抽穗至成熟
起止日期(月.日)
3.21—4.30 5.1—5.20 5.21—6.8 6.9—7.14
天 数(d)
41
20
19
36
需水量(m3/亩)
24
178.5
198.8
201.5
（2）水稻各生育阶段的需水系数α及日渗漏量如下表：
生育阶段 返 青 分 蘖 拔节孕穗 抽穗开花 乳 熟 黄 熟 全生育期
起止日期 4.26— 5.4— 5.29— 6.16— 7.1— 7.11— 4.26—
5.3
5.28
6.15
6.30
7.10
7.19
7.19
天数
8
25
6、 西北干旱地区春小麦灌溉制度设计——图解法
西北内陆某地，气候干旱，降雨量少，平均年降雨量 117mm，其中 3-7 月降雨量 65.2mm，
每次降雨量多属微雨（5mm）或小于（10mm）且历时短；灌区地下水埋藏深度大于 3m，且矿
化度大，麦田需水全靠灌溉。土壤为轻、中壤土，土壤干容重为 1.48t/m3，田间持水量为