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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。
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.土壤蒸发计算
某质土壤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及时间t的关系曲线；
（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及时间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
第二章 作物需水量及灌溉用水量
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及步骤。
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？
修正的原则及方法是什么?
7.什么叫非充分灌溉？
试述非充分灌溉制度的含义。
计算题
1.用“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2-1。
表2-1 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2-2。
表2-2 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.用彭曼公式直接计算潜在腾发量。
陕西省杨凌区位于东经108°04＇。
北纬34°18＇，其海拔高度为521m。
1984年8月，实测日平均气温为23.3℃,月最高日平均气温为30.5℃，最低日平均气温14.8℃，平均实际气压22.88hPa，日平均风速3.1m/s，平均日照时数为6.0h。
试用彭曼公式估算该月平均参考作物蒸发蒸腾量ET0。
3.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2-3某站多年平均气象资料表
月份
气温（℃）
平均相对湿度RHav（%）
最大风速（m/s）
平均风速（m/s）
日照时数（h/mon）
降雨量（mm）
蒸发量（mm）
最高TM
最低
Tm
平均
Tav
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
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
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
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
表2-4
生育期
播种至
分蘖
分蘖至
返青
返青至
拔节
拔节至
抽穗
至抽穗
至灌浆
灌浆至
成熟
全生
育期
起止日期
10.1—
10.24
10.25—
3.14
3.15—
4.17
4.18—
5.8
5.9—
5.23
5.24—
6.14
10.1—
6.14
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
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）；
（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%。
6.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2-5 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
7.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2-6 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
8.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2-7 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2-8 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
选择题
1.什么叫作物需水量？
A、灌溉作物所需满足的蒸发蒸腾量。
B、实际生长条件下作物的植株蒸腾量及棵间蒸发量之和。
C、生长在大面积上的无病虫害作物，在最佳水、肥等土壤条件及生长环境中，取得高产潜力所需满足的植株蒸腾和棵间蒸发之和。
D、土壤水分充足，地面完全覆盖、生长正常、高矮整齐的开阔绿草地的蒸发蒸腾量。
2.农田土壤水分存在的基本形式可分固态、液态和汽态三种形态。
液态水按其运动特性又可分为（）、（）、及（）3类。
A、吸着水、毛管水和重力水。
D、重力势、压力势、基质势。
C、汽态水、吸湿水、薄膜水。
B、田间持水量、毛管断裂点和凋萎系数。
3.影响作物需水量的因素主要包括以下哪四个方面？
A、作物种类、作物品种、作物生育期及作物产量。
B、气象条件、土壤特性、作物性状及农业耕作措施。
C、土壤含水量、灌溉条件、作物性状及农业耕作措施。
D、降水、日照、土壤特性、及作物性状。
4.什么叫作物需水关键期？
A、作物最需要灌水的生长时期。
B、作物生长最关键的生育阶段。
D、水分亏缺对作物产量影响最敏感最严重的生育时期。
C、对作物产量影响最大的生长阶段。
5.什么叫作物需水的模比系数？
A、作物各生育阶段的需水规律。
B、作物各生育阶段需水量的大小。
D、作物各生育阶段需水量的大小。
C、作物各生育阶段的需水量占全生育期总需水量的百分比。
6.什么叫作物系数Kc？
A、作物各生育阶段的需水规律。
B、作物各生育阶段的需水量占全生育期总需水量的百分比。
D、作物系数Kc是作物本身生理学特性的反映，它及作物种类、品种、生育期、作物群体叶面积有关，Kc=ETc/ETo。
C、作物各生育阶段的需水量的大小。
7.什么叫农作物的灌溉制度？
A、指作物播前及全生育期内的灌水次数、每次的灌水日期、灌水定额及灌溉定额的总称。
B、某一次灌水单位面积上的灌水量。
C、作物全生育期各次灌水定额之和。
D、作物全生育期灌溉的时间表。
8.土壤计划湿润层深度是指实施灌水时，计划调节、控制土壤水分状况的土层深度，生产实践中一般取：
A、物的根系深度。
B、作物的主要根系活动层深度。
C、40—80cm。
D、40—100cm。
9.什么叫作物水分生产函数？
A、作物产量及灌溉水量之间的函数表达式。
B、是指全生育期消耗利用的水量总和。
C、指在农业生产水平基本一致的条件下，作物所消耗的水量及作物产量之间的函数关系。
D、作物产量的数学表达方式。
10.什么叫田间灌水均匀度？
A、田间灌溉水湿润作物根系土壤区的均匀程度。
B、灌溉水湿润土壤的平均深度。
C、灌溉水流入单位面积农田的时间。
D、单位面积农田上的灌溉水量。
第三章 灌水方法及灌水技术
思考题
1.科学合理的灌水方法应达到那些要求？
2.灌水方法的分类、特点及适用范围？
3.畦灌和沟灌的灌水技术要素是如何影响灌水质量的？
4.何为节水型畦灌和沟灌？
5.何为波涌灌溉，其节水机理是什么？
6.低压管道输水灌溉为何节水，系统由那几部分组成？
7.喷灌为什么可以节约灌溉水量及提高产量和改善品质？
8.喷灌的局限性主要表现在哪里？
9.喷灌系统由哪几部分组成，各部分的作用是什么？
10.喷灌系统由哪些类型？
各类型特点和适用范围如何？
11.喷头有那些类型？
12.表征喷头结构和性能指标的参数有那些，它们的物理意义是什么？
13.单喷头的水量分布的特点、影响因素及表示方法？
14.表征喷灌系统灌水质量的主要技术参数有哪些？
15.喷灌系统的喷灌强度和均匀度如何测定？
16.喷灌系统管网布置的原则有哪些？
17.喷头组合间距如何确定?
18.什么叫20％准则？
支管管径如何确定？
19.喷灌系统的设计流量如何确定、如何校核？
20.详述喷灌系统的设计步骤。
21.简述微灌的种类及优缺点。
22.试述微灌系统的组成。
23.微灌灌水器有哪几种类型，什么叫流态指数？
如何选择灌水器？
24.过滤器有哪几种，其特点和适用条件如何？
25.微灌工程设计的主要技术参数包括哪些？
26.微灌作物耗水量及传统地面灌条件下的作物耗水量有何区别，如何计算？
27.什么叫微灌土壤湿润比？
微灌设计土壤湿润比如何确定？
28.微灌灌水器的间距和毛管间距确定的依据是什么？
29.什么叫微灌灌水均匀度，有几种表达方法，影响均匀度的因素有哪些，如何保证微灌系统或灌水小区的灌水均匀度？
30.及地面灌、喷灌的灌溉水利用系数比较，微灌灌溉水利用系数有何不同，为什么？
31.微灌灌溉制度及地面灌、喷灌的灌溉制度比较，有何不同？
32.微灌系统设计流量如何确定，影响微灌系统设计流量的因素有那些？
33.微灌管网水力学计算的目的和任务是什么，并简述其计算步骤。
34.微灌灌水小区内支管、毛管水头差如何分配，为什么？
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）确定喷头间距及支管间距；
（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.喷灌均匀系数计算
某次喷灌试验，雨量筒共36个（6*6），呈方格形均匀布置。
雨量筒承接口直径为20cm。
试验持续1h，各雨量筒承接水量，如表3-1.
表3-1各雨量筒承接水量表
雨量筒编号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
承接水量W（ml）
46
56
82
84
90
83
66
52
46
40
70
86
雨量筒编号
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
承接水量W（ml）
90
64
52
40
44
53
60
82
89
85
60
56
雨量筒编号
25
26
27
28
29
30
31
32
3
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