农田水利学习题集说课讲解.docx
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农田水利学习题集说课讲解
农田水利学习题集
第一章 绪论
思考问答题
1、简述灌溉排水工程学的任务和内容是什么？
2、简述这门课程的特点和学习方法？
第二章 农田水分状况
一、填空题
1、农田水分状况指农田（ ）、（ ）和（ ）的多少及其在时间上的变化。
2、农田水分存在三种形式为（ ）、（ ）和（ ），其中（ ）是与作物生长关系最密切的水分存在形式。
3、旱作物田间允许平均最大含水率不应超过（ ），最小含水率不应小于（ ）。
4、吸着水包括（ ）和（ ）。
5、土壤水分运动的研究包括（ ）和（ ）。
6、田间水分运动是在（ ）的作用下产生的。
7、SPAC系统是一个（ ）和（ ）连续的系统。
8、水流从水势（ ）的地方向水势（ ）的地方移动。
二、名词解释
1、凋萎系数
2、田间持水率
3、干旱
4、重力水
5、渗透系数
6、SPAC系统
三、分析计算题
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/hm2和mm水深三种单位表示有效含水量的计算结果。
2、某土壤经试验测定，第一分钟末的入渗速率i1=6mm/min，α=0.4。
要求：
运用土壤入渗经验公式计算30min内的入渗水量及平均入渗速率，以及第30分钟末的瞬时入渗速率。
3、某均质土壤1m土层内初始含水率θ0=18%（占土壤体积的%，下同）小于临界含水率。
土壤水的蒸发处于蒸发强度递减阶段。
经测定风干含水率θa=6%，饱和含水率θs=49.2%，当含水率小于20%时，扩散率为0.0589cm2/min。
要求：
（1）计算不同时间t的蒸发强度ε，并在对数纸上绘制ε-t关系线图；
（2）计算1d后、3d后及5d后1m土层内的含水量。
第三章 作物需水量与灌溉制度
一、填空题
1、农田水分消耗的途径有（ ）、（ ）和（ ）。
2、直接计算需水量的方法有（ ）和（ ）。
3、（ ）是指一次灌水单位灌溉面积上的灌水量，各次灌水定额之和为（ ）。
4、土壤计划湿润层深度和（ ）、（ ）、（ ）等因素有关。
5、降雨入渗系数与（ ）、（ ）、（ ）、（ ）、（ ）、（ ）有关。
6、地下水补给量与（ ）、（ ）、（ ）、（ ）、（ ）有关。
7、作物水分生产函数指在作物生长发育过程中，（ ）与（ ）或（ ）之间的数量关系。
8、灌溉用水量是根据（ ）、（ ）、（ ）、（ ）、（ ）等因素而定。
二、名词解释
1、植株蒸腾
2、深层渗漏
3、需水量模比系数
4、参照作物需水量
5、灌溉制度
6、土壤计划湿润层深度
7、地下水补给量
8、非充分灌溉
9、灌溉水利用系数
10、灌水率
三、分析计算题
1、用“水面蒸发为参数的需水系数法”求水稻的需水量。
基本资料：
（1）根据某地气象站观测资料，设计年4月至8月80cm口径蒸发皿的蒸发量（E0）的观测资料见表3-1。
表3-1 某地蒸发量（E0）的观测资料
月 份
4
5
6
7
8
蒸发量ET0（mm）
182.6
145.7
178.5
198.8
201.5
（2）水稻各生育阶段的需水系数α值及日渗漏量，见表3-2。
表3-2 水稻各生育阶段的需水系数及日渗漏量
生育阶段
返青
分蘖
拔节育穗
抽穗开花
乳熟
黄熟
全生育期
起止日期
月
日
4至5
26 3
5至5
4 28
5至6
29 15
6至6
16 30
7至7
1 10
7至7
11 19
4至7
26 19
天 数
8
25
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（mm/a）
1.5
1.2
1.0
1.0
0.8
0.8
2、用彭曼公式查表法求潜在腾发量，并计算作物需水量。
基本资料：
（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见表2-3。
（2）该站的冬小麦作物系数KC值见表2-4。
（3）该站的棉花生育期为：
4月23日播种，10月20日收割，共181d。
全生育期的作物系数为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100d。
全生育期的作物系数为0.838。
要求：
（1）计算潜在腾发量ET0。
（2）计算作物需水量ET。
表3-3 某站多年平均气象资料表
月份
气 温（℃）
平均相对湿度（%）
最大风速（m/s）
平均风速（m/s）
日照时数（h）
降雨量
（mm）
蒸发量
（mm）
最高
TM
最低
Tm
平均
Tav
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
3.3
6.6
13.7
21.8
28.1
32.3
31.8
30.4
27.1
20.9
11.4
3.9
-11.2
-8.9
-1.6
.4
1.4
16.
20.5
19.1
12.0
4.8
-2.2
-8.3
-4.6
-1.6
5.6
13.8
20.1
24.6
26.2
24.7
19.5
12.6
4.3
-2.7
49
57
57
55
59
62
80
83
77
73
69
62
8.3
8.5
11.0
9.7
8.7
8.4
5.5
5.7
5.6
7.0
7.6
8.8
1.9
2.3
2.7
3.0
2.6
2.5
1.9
1.6
1.4
1.7
2.0
2.0
193.2
180.3
232.2
236.5
283.5
278.0
222.2
218.5
234.5
227.2
182.7
184.0
2.3
6.9
5.9
18.1
27.2
64.5
165.5
204.2
40.9
26.4
8.7
3.1
45.1
58.7
137.2
214.0
283.2
294.5
192.9
152.1
144.9
119.9
65.9
41.5
表3-4 某站冬小麦作物系数KC值表
生育期
播种至分蘖
分蘖至返青
返青至拔节
拔节之抽穗
抽穗至灌浆
灌浆至成熟
全期
起止日期
10月1日至10月24日
10月25日至3月14日
3月15日至4月17日
4月18日至5月8日
5月9日至5月23日
5月24日至6月14日
10月1日至6月14日
天 数
24
141
34
21
15
22
257
作物系数
0.58
0.58
0.93
1.52
1.28
0.65
0.88
3、用图解法设计春小麦灌溉制度。
基本资料：
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）或小雨（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，土壤容重为1.48t/m3，田间持水量为28%（占干土重的百分数计）。
春小麦地在年前进行秋冬灌溉，开春解冻后进行抢墒播种。
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2-5所列。
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为75%（占田间持水量百分数计）。
要求：
用图解法设计春小麦灌溉制度。
表3-5 春小麦灌溉制度设计资料表
生 育 阶 段
播种～分蘖
分蘖～拔节
拔节～抽穗
抽穗～成熟
日期（日/月）
21/3～30/4
1/5～20/5
21/5～8/6
9/6～14/7
天数（d）
41
20
19
36
需水量（m3/亩）
24
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平均含水率（%）
65
4、水库灌区灌溉用水量计算。
资本资料：
某灌区需从水库引水，灌溉面积40万亩，种植小麦、棉花等作物，复种指数1.40，各种作物种植面积如下：
冬小麦18万亩，棉花8万亩，春玉米8万亩，夏玉米16万亩，其他杂粮6万亩。
中等干旱年各种作物净灌水定额，见表2-6。
全灌区灌溉水利用系数η水为0.6。
表3-6 中旱年各种作物净灌水定额统计表
作物名称
灌水
次数
灌水时间
净灌水定额（m3/亩）
作物
名称
灌水次数
灌水时间
净灌水定额（m3/亩）
冬小麦
播前
1
2
3
4
5
9月下旬
11月下旬
3月上旬
4月上旬
4月下旬
5月中旬
60
60
50
40
45
45
夏玉米
1
2
3
4
6月中旬
7月上旬
7月下旬
8月下旬
50
40
45
45
棉花
播前
1
2
3
4
3月下旬
4月下旬
5月下旬6月下旬
7月下旬
60
40
40
40
40
其他杂粮
冬灌
1
2
3
4
12月上旬
4月中旬
5月上旬
6月上旬
6月下旬
60
50
40
40
40
春玉米
冬灌
1
2
3
4
12月上旬
5月中旬
6月上旬
6月下旬
7月中旬
60
40
40
40
40
5.引水灌区灌水率图的制定。
基本资料：
（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。
各种作物的生育期、种植面积的百分比及设计的灌溉制度，见表2-7。
（2）灌区为有坝取水的自流灌区。
根据设计年河流来水分析，渠首能引取的流量，见表2-8。
灌溉水利用系数为0.7。
要求：
编制灌区灌水率图，按经济合理的要求并考虑来水流量是否够用进行修正。
应完成计算说明书一份，包括修正前、后的灌水率计算表及灌水率图。
表3-7 某灌区各种作物的生育期、种植面积的百分比及设计的灌溉制度
作物
生育期
种植面积百分比（%）
灌水
次序
灌水定额（m3/亩）
修 正 前
灌溉定额（m3/亩）
灌水日期（日/月）
灌水延续天数（d）
起
止
中间日
（1）
（2）
（3）
（4）
（5）
（6）
（7）
（8）
（9）
（10）
冬小麦
23/9～16/5
50
1
2
3
4
5
50
50
45
45
45
11/9
21/11
4/3
19/4
7/5
22/9
2/12
13/3
28/4
16/5
17/9
27/11
9/3
24/4
12/5
12
12
10
10
10
235
玉米
6/6～4/9
50
1
2
3
45
40
35
8/6
60/6
1/8
17/6
97
10/8
13/6
5/7
6/8
10
10
10
120
棉花
21/4～10/11
25
1
2
3
40
35
35
1/5
20/6
22/7
8/5
27/6
31/7
5/5
24/6
27/7
8
8
10
110
谷子
25/4～14/8
25
1
2
45
40
1/5
20/6
10/5
29/6
6/5
25/6
10
10
85
表3-8 设计年渠首能引取的流量
月份
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
流量（m3/s）
0.8
0.8
4.7
5.2
4.8
4.8
7.0
10.0
7.5
6.0
2.4
2.0
第四章 灌水方法与灌水技术
一、填空题
1、灌水方法分为（ ）和（ ）。
2、地面灌溉可分为（ ）、（ ）、（ ）和（ ）。
3、局部灌溉可分为（ ）、（ ）、（ ）、（ ）和（ ）等五种。
4、沟灌的技术要素主要有（ ）和（ ）。
5、喷灌的主要灌水指标有（ ）、（ ）和（ ）。
6、表征喷灌均匀度的方法主要有（ ）、（ ）。
7、喷头按工作压力可分为（ ）、（ ）、（ ），按结构形式可分为（ ）、（ ）、（ ）。
8、影响喷灌水量分布的因素有（ ）、（ ）和（ ）。
9、影响喷灌灌水质量的主要技术参数有（ ）、（ ）、（ ）、（ ）、（ ）等。
10、喷头组合方式有（ ）、（ ）、（ ）、（ ）四种。
11、滴头与毛管的布置方式有（ ）、（ ）、（ ）、（ ）。
12、滴灌系统的管道分为（ ）、（ ）和（ ）三级。
13、微喷灌的主要灌水质量标准是（ ）、（ ）和（ ）。
14、微喷头按照喷洒图形可分为（ ）和（ ），按工作原理可分为（ ）、（ ）、（ ）和（ ）。
二、名词解释
1、灌水方法
2、喷灌
3、滴灌
4、波涌灌
5、喷灌强度
6、灌溉效率
三、思考问答题
1、简述灌水方法的目的？
2、简述灌水方法的要求？
3、简述全面灌溉和局部灌溉的优缺点？
4、简述畦灌和沟灌的优缺点？
5、简述喷头的作用和喷头的选择要求？
6、布置管道系统的原则？
7、简述滴头的选用原则？
8、简述滴灌系统的堵塞及其处理办法？
9、简述微喷头的作用？
10、如何选择微喷头？
四、分析计算题
1、某灌区种植小麦，灌水定额m=50m3/亩，土壤透水性中等，由土壤渗吸试验资料得知：
第1小时内平均渗吸速度i0=150mm/h，α=0.5，地面坡度（畦田纵方向）为0.002。
要求：
（1）计算灌水时间（h）；
（2）选择畦田长度和宽度（m）；
（3）计算入畦单宽流量（L/s•m）。
2、某地种植玉米，用沟灌法灌溉，土壤透水性中等，顺沟灌方向的地面坡度J=0.003，采用灌水定额m=40m3/亩。
要求：
（1）确定灌水沟的间距，长度和流量；
（2）计算灌水沟的灌水时间。
3、已知某喷头流量为4m3/h，射程为18m，喷灌水利用系数取0.8。
要求：
（1）求该喷头作全圆喷洒时的平均喷灌强度；
（2）求该喷头作240°扇形喷洒时的平均喷灌强度；
（3）若各喷头呈矩形布置，支管间距为18m，支管上喷头间距为15m，组合平均喷灌强度又是多少？
4、小麦拔节期需进行喷灌，已测得小麦地计划湿润层深度40cm土层内的平均田间持水率为24%（重量含水量），土壤容重为1.35g/cm3，灌前土壤含水率为17%，此时小麦每日耗水量为6mm/d。
现拟在200亩面积上安装固定式管道喷灌系统，选择喷头的流量为4.5m3/h，射程为20m，喷头组合形式为正三角形全圆喷洒，每天喷洒有效工作时间为10h。
要求：
（1）计算本次喷灌的灌水定额和设计灌水周期；
（2）确定喷头间距与支管间距；
（3）计算一次灌水所需的时间；
（4）确定同时工作的喷头数和支管数（设每支管上安装4~8个喷头）。
5、某蔬菜地拟建滴灌系统，已知滴头流量为4L/h，毛管间距为1m，毛管上滴头间距为0.7m，滴灌土壤湿润比为80%，土壤计划湿润层深度为0.3m，土壤有效持水率为15%（体积含水量），需水高峰期日平均耗水强度为6mm/d。
要求：
（1）计算滴灌设计灌水定额；
（2）计算设计灌水周期；
（3）计算滴头一次灌水的工作时间。
第五章 灌溉水源与取水方式
一、填空题
1、灌溉水源有（ ）和（ ）两种形式，其中（ ）是主要形式。
2、潜水含水层直接承受（ ）、（ ）、（ ）、（ ）的渗漏，以及区外的（ ）的侧向补给。
3、污染灌溉水体的主要来源是（ ）。
4、灌溉取水方式有（ ）、（ ）、（ ）和（ ）等。
5、地下水取水建筑物主要有（ ）、（ ）和（ ）三种。
二、思考问答题
1、简述我国灌溉水源的特点？
2、简述灌溉水源的水质及污染防治？
3、简述扩大灌溉水源的措施？
三、分析计算题
1、某灌区设计灌溉用水流量35.5m3/s，为了满足自流灌溉，要求干渠渠首闸后水位为48.6m。
选择灌溉水源河流流量充足，灌溉季节河流最小流量亦大于35.5m3/s，但河流水位较低，不能满足灌溉工程对水源的水位要求，为此，需筑拦河坝来抬高水位。
坝址处河床底宽100m，高程42.0m，上口宽150m，两岸地面高程52.0m，为梯形断面。
汛期河流设计泄洪量600m3/s。
要求：
（1）确定拦河坝溢流坝段的坝顶高程及坝高；
（2）确定拦河坝非溢流坝段的坝顶高程及坝高；
（3）确定溢流坝段及非溢流坝段的坝长。
第六章灌溉系统的规划设计
一、填空题
1、灌溉渠道系统是指从水源渠水、通过（ ）及其附属建筑物向（ ）、经由（ ）进行农田灌水的工程系统，包括（ ）、（ ）和（ ）三大部分。
2、灌溉渠道和排水沟道的布置分为（ ）和（ ）两种布置方式。
3、田间工程通常指（ ）和（ ）之间的条田范围内的临时渠道、（ ）、（ ）田埂、小型建筑物以及土地平整等农田建设工程。
4、田间渠系的布置方式分为（ ）和（ ）两种布置方式。
5、表征渠道流量的三种方式是（ ）、。
6、渠道的工作制度有（ ）和（ ），干支渠多采用（ ），斗农渠多采用（ ）。
二、思考问答题
1、简述渠系建筑物的选型与布置的基本原则？
2、简述渠系建筑物的主要类型？
3、节制闸有什么作用？
哪些情况下需要布置节置闸？
4、田间灌溉渠道是根据什么原则选用纵向布置或横向布置形式的？
这两种布置形式的区别何在？
5、计算渠道的设计流量，加大流量和最小流量各有什么作用？
6、轮灌渠道为什么不需计算加大流量？
7、试说明渠道自由渗流和顶托渗流的特点及发生条件？
8、渠道的水量损失包括哪些方面？
如何计算渠道的渗水损失？
9、试分别定义渠道水利用系数、渠系水利用系数、田间水利用系数和灌溉水利用系数？
如何提高灌区的灌溉水利用数？
10、什么叫轮灌？
什么叫续灌？
它们各有什么优缺点？
11、在设计渠道时如何合理选择渠道比降、渠床糙率和边坡系数？
12、在设计渠道时，渠床比降和糙率值偏大或偏小各有什么不良影响？
13、什么是水力最佳断面？
为什么水力最佳断面积适用于小型渠道而不适用于大中型渠道？
14、简述渠道横断面设计步骤？
15、渠道横断面结构有哪几种基本类型？
如何推算支渠分水口要求的水位？
16、在渠道水位推算时如何确定地面参考点？
17、上下级渠道水位衔接有哪两种处理方案？
各适用于什么情况？
18、简述绘制渠道纵断面图的步骤？
19、简述计算渠道土方的步骤？
20、渠道防渗工程措施有哪些基本类型？
21、渠道衬砌有何优点？
U形渠道有哪些优缺点？
22、目前许多灌区灌溉水利用系数普遍较低，试讨论如何提高这些灌区的灌溉水利用系数？
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