《灌溉排水工程学》各章思考题与计算题.pdf

灌溉排水工程学 灌溉排水工程学 习题集习题集 编辑 黄兴法编辑 黄兴法 李光永李光永 中国农业大学水利与土木工程学院中国农业大学水利与土木工程学院 2007 10 1 第一章第一章 绪论绪论 思考题 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 第二章第二章 农田水分状况和土壤水分运动农田水分状况和土壤水分运动 思考题 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 计算题 计算题 1 农田土壤有效含水量的计算 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 m 3 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m 3 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 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 土壤蒸发计算 某均质土壤 1m土层内初始含水率 0 19 体积 下同 小于临界含 水率 c 蒸发处于强度递减阶段 测得风干含水率 a 6 饱和含水率 s 48 9 当 30 时 扩散率D 4 77 s 3 876 cm2 min 1 绘制蒸发强度 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 土壤蒸发计算 某均质土壤 1m土层内初始含水率 0 18 体积 下同 小于临界含 水率 c 蒸发处于强度递减阶段 测得风干含水率 a 6 饱和含水率 s 49 2 当 20 时 扩散率D 0 0589 cm 2 min 1 计算不同时间t的蒸发强度 并绘制蒸发强度 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 第三章第三章 作物需水量和灌溉用水量作物需水量和灌溉用水量 思考题 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 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 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 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 7 178 5 198 8 201 5 2 水稻各生育阶段的需水系数 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 3 5 4 5 28 5 29 6 15 6 16 6 30 7 1 7 10 7 11 7 19 4 26 7 19 天 数 8 25 18 15 10 9 85 阶段 值 0 784 1 060 1 341 1 178 1 060 1 133 日 渗 漏 量 mm d 1 5 1 2 1 0 1 0 0 8 0 8 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 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 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 37m 3 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 6 7 7 8 248 25 10 304 11 10 30 3 天 数 61 26 49 71 206 模比系数 11 24 49 16 100 计算棉花各生育阶段耗水量累积值 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 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 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 表 3 3 1 某站多年平均气象资料表 气温 月 份 最高 TM 最低 Tm 平均 Tav 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 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 3 3 2 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 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 FC 75 0 占孔隙体积的百分比 4 播前土壤含水率 0 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M5 用水量平衡方程式估算冬小麦全生育期的灌溉定额M2 2 已知 某灌区冬小麦全生育期需水量E 380m 3 亩 设计降雨量P 150mm 降雨有效利用 系数 0 8 全生育期地下水补给量K 30m 3 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 FC 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 西北干旱地区春小麦灌溉制度设计 图解法 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 m 3 田间持水量为 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 60m 3 亩 抢墒播种时的土壤含水率 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 m 3 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 北方半干旱半湿润地区棉花灌溉制度设计 图解法 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 月 4 5 6 7 8 9 10 旬 上 中 下 上 中 下 上 中 下 上 中下 上 中 下上中 下 上 中 下 合 计 P mm 9 0 1 2 22 5 4 852 5 45 97 5 34 5 21 0 331 2 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 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 13 7 14 7 26 8 27 8 31 10 计划湿润层深度H m 0 5 0 5 0 6 0 6 0 7 0 7 5 阶段值 10 5 31 0 46 5 12 0 模 比 系 数 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 间持水率 FC 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 FC 到播种时土壤含 水率已降至 0 9 FC 因计划湿润层加深所增加的水量 按 0 9 FC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 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 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 各作物的生育期 种植面积的百分比及设计的灌溉制度 如下表 修正前 灌水时间 日 月 作物 生育期 种植面 积百分 比 灌水 次数 灌水定 额 m 3 亩 起 止 中间日 灌水延续 天数 d 灌溉定 额 m 3 亩 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 30 6 1 8 17 6 9 7 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 2 灌区为自流灌区 根据设计年河流来水分析 渠首能引取的流量如下表 灌溉水利用 系数为 0 7 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 07 56 0 2 4 2 0 编制灌区灌水率图 按经济合理的要求并考虑水源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 第四章第四章 地面灌水方法和田间渠系地面灌水方法和田间渠系 思考题 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 特点与适用范围 6 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 计算题 计算题 1 畦灌灌水技术要素计算 1 畦灌灌水技术要素计算 某灌区种植小麦 灌水定额m 50m 3 亩 土壤透水性中等 由土壤渗吸试验得 第 1 小 时内平均吸渗速度i0 150mm h 0 5 地面坡度 畦田纵方向 为 0 002 计算 1 灌水 时间 h 2 选择畦田长度和宽度 m 3 入畦单宽流量 L sm 2 沟灌灌水技术要素计算 2 沟灌灌水技术要素计算 某灌区种植玉米 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 50m 3 亩 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 井灌区地下输水管网的水力计算 井灌区地下输水管网的水力计算 某井灌区地下管道布置如图 4 3 1 一条干管 两条支管 支管间距 CF 90m 支管上放 水口间距 CD DE 80m 干管 支管均用硬塑料管 内径 100mm 水泵采用潜水电泵 井中动 水位距地面 18m 水泵管路长 22m 采用内径为 90mm 的钢管 灌区地面平坦 放水口高出地 面 0 2m 图中 AB 38m BC 15m 计算放水口H处出水量为 50m 3 h时 只开启这一个放水口 需要水泵总扬程为多少米 DC E 一 支管 B A 二 支管 GFH 图 4 3 1 输水管网平面图 第五章第五章 灌溉渠道设计灌溉渠道设计 思考题 思考题 7 1 灌溉渠道系统由哪几部分组成 2 灌溉对水质由那些要求 3 灌溉取水方式由哪些 其特点和适用条件是什么 4 灌溉工程的水利计算的任务是什么 5 什么叫灌溉设计保证率 有何用处 6 无坝和有坝工程引水设计流量如何确定 7 灌溉渠道由哪几部分组成 各部分的功能如何 8 渠系规划布置原则有哪些 不同类型灌区干 支渠如何布置 9 灌溉渠道设计主要任务是什么 包括哪些内容 10 什么叫渠道的设计流量 加大流量和最小流量 各有何用途 11 什么叫渠道水利用系数 渠系水利用系数 田间水利用系数和灌溉水利用系数 它们之 间的关系是什么 12 详述渠道输水损失水量的估算方法 13 详述渠道设计流量推算的步骤 14 续灌渠道与轮灌渠道设计流量的推算方法有什么区别 15 详述渠道纵横断面设计的原理和步骤 计算题 计算题 1 渠道水利用系数与渠系水利用系数的计算 1 渠道水利用系数与渠系水利用系数的计算 某渠系仅由两级渠道组成 上级渠道长 3 0km 自渠尾分出两条下级渠道 长皆为 1 5km 下级渠道的净流量为Q下净 0 3m 3 s 渠道沿线的土壤透水性较强 A 3 4 m 0 5 地下水埋 深为 5 5m 计算 1 下级渠道的毛流量及渠道水利用系数 2 上级渠道的毛流量及渠道 水利用系数 2 续灌渠道流量的推算 2 续灌渠道流量的推算 某干渠有 3 条支渠皆实行续灌 如图示 干渠OA段长 2 5km AB段长 2 0km BC段长 1 5km 支一毛流量为 3 0m 3 s 支二毛流量为 2 5m3 s 支三毛流量为 2 0m3 s 干渠沿线土壤透水 性中等 A 1 9 m 0 4 地下水埋深界于 2 0 2 5m之间 计算干渠各段的设计 毛 流量 O 干 A 渠 B C 支 一 支 二 支 三 3 灌溉渠道系统的流量推算灌溉渠道系统的流量推算 某灌区渠系组成如图 5 3 1 灌区面积 2 91 万亩 自水库取水 水源充足 干渠全长 10 4km 在桩号 8 400 8 800 及 10 400 处分别为第一 第二和第三支渠的分水口 第一 支渠与第三支渠的渠系布置型式 渠道长度 控制面积大小完全相同 第二支渠所属一至五斗斗渠渠系布置型式 渠道长度 控制面积大小完全相同 仅二支 六斗渠渠系与之不同 各条渠道的长度与控制面积如表 5 3 1 8 表 5 3 1 各级渠道的长度与控制面积 渠道名称 渠道长度 m 控制面积 亩 一支 2000 9000 一支一斗 1500 3000 一支二斗 1500 3000 一支三斗 1500 3000 所属各农渠 1000 750 二支 3000 11100 二支一斗 1050 1680 二支二斗 1050 1680 二支三斗 1050 1680 二支四斗 1050 1680 二支五斗 1050 1680 所属各农渠 300 420 二支六斗 1500 2700 所属各农渠 900 675 图 5 3 1 第二支渠全长 3 0 km 二支一斗及二支二斗在 1 4km 处分水 二支三斗及二支四斗在 2 2km 处分水 二支五斗及二支六斗在 3 0km 处分水 灌区土壤透水性中等 A 1 9 m 0 4 地下水埋深大于 5m 灌区的设计灌水率值为 0 35m 3 s万亩 灌水延续时间为 15d 田间水利用系数采用 0 95 要求 制定各级渠道的工作制度 推求支以下各级渠道及干渠各段的设计流量 计算各 9 支渠的灌溉水利用系数及全灌区的灌溉水利用系数 4 土质渠床渠道断面的水力计算土质渠床渠道断面的水力计算 某渠道设计流量Q 3 0m3 s 水源为河流 灌溉季节水流含沙量为 0 5kg m3 泥沙为 极细的砂质黏土 加权平均沉降速度为 2mm s 渠道沿线土壤为重黏壤土 地面坡度为 1 2500 左右 渠道按良好的质量施工及良好的养护状况设计 请设计渠道的断面尺寸 5 灌溉渠道纵横断面设计灌溉渠道纵横断面设计 某灌区渠系组成如图 5 5 1 干渠全长 14 2km 下分 4 条支渠 干渠各段的正常流量 最小流量和加大流量均已确定 如表 5 5 1 干渠沿线土壤性质属中粘壤土 土壤干容重 1 6t m3 透水性中等 表 5 5 1 干渠各段设计流量表 桩号 设计流量 m3 s 起 止 正常 最小 加大 0 000 3 000 5 13 3 13 6 15 3 000 9 000 4 53 2 77 5 44 9 000 14 200 2 57 1 58 3 80 干渠沿线地面高程列于表 6 10 2 中 干渠沿线的水工建筑物有 在 6 350 至 6 650 处布置倒虹吸 1 座 长 300m 预计通过倒虹吸的水头落差为 0 65m 在 3 000 9 000 及 14 200 处各布置公路桥 1 座 在 3 000 9 000 处各设分水闸和节 制闸 1 座 分别向一 二支渠配水 在 14 200 处布置 2 座分水闸 向三 四支渠配水 根 据各支渠控制范围内地面高程参考点算得一 二 三 四各支渠渠首要求的控制水位高程依 次为 93 3m 91 3m 90 0m 90 0m 表 5 5 2 干渠沿线地面高程测量记录 桩号 地面高程 m 桩号 地面高程 m 桩号 地面高程 m 0 000 97 5 6 420 91 0 10 40091 0 1 000 95 0 6 520 91 0 11 000 91 0 图 5 5 1 10 2 000 94 5 6 650 92 0 12 00090 7 3 000 94 0 6 955 93 0 13 00090 6 4 000 93 5 7 000 92 8 14 00090 4 5 000 93 2 8 000 92 0 14 40090 3 6 000 93 2 9 000 91 6 6 350 93 0 10 000 91 5 河流水源情况 河流在A处的来水流量超过干渠需要引取的流量 灌溉季节最低水位为 95 5m 含沙量 1 2kg m3 泥沙加权平均沉速 2mm s 根据上述资料 设计出干渠的纵横断面 并绘出纵横断面图 第六章第六章 灌溉水源与取水方式灌溉水源与取水方式 计算题 计算题 1 灌溉取水枢纽型式与位置选择灌溉取水枢纽型式与位置选择 某灌溉区范围如 灌区北面靠山 南面临河 地形北高南低 靠近河流断面 10 处的 A 点为灌溉区地面最高点 根据灌溉水位控制计算 在 A 点处的干渠水位为海拔 144 0m 即可 自流控制全灌区 灌区水位取自河流 图上河流各个断面间的距离皆为 1km 该河流在 10 号断面以上蜿 蜒于山区 河道水面比降为 1 1000 两岸皆为高山 渠道只能沿河岸边布置 无其它线路 可行 在 10 号断面以下 进入山麓平原 河道水面比降为 1 2500 沿河地质条件无大差 异 各处皆可选作坝址 设计年 10 号断面处河流最小流量和灌区逐月用水量如表 5 1 1 表 6 1 1 河流来水流量与灌区用水流量表 m3 s 月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 河流最小流量 3 5 13 1215152823181612 12 4 灌区用水流量 0 0 3 54 54 54 50 0 4 52 0 1 5 0 在 10 号断面处 当河流了流量为 12m3 s时 水位高程为海拔 141 0m 根据灌区土质及水源含沙情况 干渠比降选在 1 2000 至 1 10000 范围内渠床皆不发 生冲刷和淤积现象 根据上述资料 在流量分析及水位分析基础上 选择渠首位置及型式 计算 A 点以上 干渠的长度 如选择有坝取水方式 确定拦河坝的壅水高度 如选择抽水取水方式 确定抽 水扬程 干渠渠首进水闸的水头损失按 0 2m 计算 干渠沿河可按无交叉建筑物考虑 不计 集中的水位落差 11 图 6 1 1 2 灌溉取水枢纽位置的选择灌溉取水枢纽位置的选择 基本资料同 5 1 与其不同点 在 10 号断面以 河道水面比降为 1 500 在 7 号断面 处有一险滩 水位集中降落 1 5m 灌区最高点为 A 在 A 处当干渠水位为海拔 146 3m 时 才能自流控制全灌区 取干渠比降为 1 1000 渠首进水闸过闸水头损失为 0 2m 采用无坝取水枢纽时 试 分析渠首位置宜选在何处 第七章第七章 喷灌技术喷灌技术 思考题 思考题 1 喷灌为什么可以节约灌溉水量及提高产量和改善品质 2 喷灌的局限性主要表现在哪里 3 喷灌系统由哪几部分组成 各部分的作用是什么 4 喷灌系统由哪些类型 各类型特点和适用范围如何 5 喷头有那些类型 6 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 7 单喷头的水量分布的特点 影响因素及表示方法 8 表征喷灌系统灌水质量的主要技术参数有哪些 9 喷灌系统的喷灌强度和均匀度如何测定 10 喷灌系统管网布置的原则有哪些 11 喷头组合间距如何确定 12 什么叫 20 准则 支管管径如何确定 13 喷灌系统的设计流量如何确定 如何校核 14 详述喷灌系统的设计步骤 计算题 计算题 12 1 喷灌强度计算喷灌强度计算 已知某喷头流量为 4m3 h 射程为 18m 喷灌水利用系数取 0 8 1 求该喷头作全圆喷洒 时的平均喷灌强度 2 若该喷头作 240 度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 则组合喷灌强度又是多少 2 喷灌均匀系数计算喷灌均匀系数计算 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 7 2 1 表 7 2 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 84908366 5246 40 70 86 雨量筒编号 13 14 15 16171819 2021 22 23 24 承接水量 W ml 90 64 52 40445360 8289 85 60 56 雨量筒编号 25 26 27 28293031 3233 34 35 36 承接水量 W ml 35 30 37 40456370 9372 57 42 38 要求 1 列表计算各点的点喷灌强度 2 计算平均喷灌强度 3 计算喷灌均匀系数 3 喷灌灌溉制度设计喷灌灌溉制度设计 已知某喷灌区种植大田作物 土质属中壤土 土壤适宜含水率的上 下限 分别为田间 持水率与田间持水率的 70 田间持水率为 30 占土体积的百分数 计划湿润层深度为 0 6m 据试验 耗水高峰期日平均耗水强度为 5mm d 灌溉期间平均风速小于 3 0m s 计算大田作物喷灌的设计灌水定额与灌水周期 4 喷头组合形式设计喷头组合形式设计 某地块地面坡度小于 5 土壤质地为砂壤土 种植大田作物 现拟在该地块上建固定 式喷灌系统 设计灌水定额为 45mm 计划采用流量为 4t h 射程为 20m 的摇臂式喷头 该 地喷灌期间多风 设计风速为 2 5m s 1 当喷头呈正方形或正三角形布置时 喷头间距和支管间距应该为多少 2 在上述 2 种不同布置形式下 其组合平均喷灌强度分别为多少 3 在上述 2 种不同布置形式下 喷头在一个位置上的灌水时间爱女是多少 5 固定式喷灌系统规划设计固定式喷灌系统规划设计 基本资料 华北某实验果园 面积 95 亩 种植苹果树共 2544 株 果树株行距 4m 6m 路边与第一排树的距离南北方向为 2m 东西向 3m 果园由道路分割成 4 个小区 详见 1 2000 果园规划图 图 7 5 1 果园地面平坦 土壤为沙壤土 南部有一机井 最大供水量 60m3 h 动水位 20m 开 机时间每天不超过 14h 采用固定式喷灌系统 据测定 苹果树高峰期平均日耗水强度 6mm d 灌水周期可取 5 7d 灌溉季节月平均 风速 2 5m s 冻土层深度 0 6m 要求 13 1 选择喷头型号和确定喷头组合形式 检验喷灌强度 2 布置干 支管道系统 3 拟定灌溉制度 计算喷头工作时间 轮灌工作制度和顺序 4 利用水力计算确定干 支管道直径 计算系统设计流量和总扬程 选择水泵 表 7 5 1 常用喷头性能表 喷头型号 接 口 螺 纹 尺 寸 cm 喷嘴直径 mm 工 作 压 力 m 流量 m3 h 射程 m PY1 20 25 6 7 30 30 2 36 3 05 19 0 20 8 PY1 20SH 25 6 6 30 30 3 13 2 71 17 5 18 0 ZY 1 25 7 7 25 30 2 94 3 23 16 9 17 7 ZY 2 32 6 5 7 30 30 2 76 3 20 18 9 19 1 表 7 5 2 管道规格与性能表 品名 外径 mm 壁厚 mm 每根长度 m 最大承受压力 m 125 4 0 110 3 5 90 3 0 75 2 5 63 2 5 PVC 管 50 2 0 4 或 6 60 32 3 25 普通钢管 25 3 25 表 7 5 3 多孔系数表 适用于 m 1 77 N x 1 0 x 0 5 N x 1 0 x 0 5 N x 1 0 x 0 5 3 0 544 0 453 7 0 435 0 392 11 0 408 0 379 4 0 495 0 423 8 0 426 0 388 12 0 404 0 378 5 0 467 0 408 9 0 418 0 384 13 0 400 0 376 6 0 448 0 398 10 0 412 0 382 14 0 397 0 375 第八章第八章 滴灌技术滴灌技术 思考题 思考题 1 简述微灌的种类与优缺点 2 试述微灌系统的组成 3 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 4 过滤器有哪几种 其特点和适用条件如何 14 5 微灌工程设计的主要技术参数包括哪些 6 微灌作物耗水量与传统地面灌条件下的作物耗水量有何区别 如何计算 7 什么叫微灌土壤湿润比 微灌设计土壤湿润比如何确定 8 微灌灌水器的间距和毛管间距确定的依据是什么 9 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 10 与地面灌 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 11 微灌灌溉制度与地面灌 喷灌的灌溉制度比较 有何不同 12 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 13 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 14 微灌灌水小区内支管 毛管水头差如何分配 为什么 计算题 计算题 1 某果园面积为 20hm2 果树株行距为 3 3 米 土壤为砂壤土 耗水高峰期日均耗水量为 6mm d 采用内嵌式滴灌管灌溉 滴灌管滴头间距为 1 米 滴头流量 2 3 升 时 湿润直径为 0 8 1 米 1 确定系统需要的最小流量 2 滴灌管如何布置 才能满足要求 2 某一内径为 16mm 的滴灌管 其上滴头间距为 0 3m 滴头流量压力关系为 滴头工作压力为 10m 系统设计灌水器流量偏差率 0 2 1 计算灌水小区中支 毛管允 许的水头差 2 计算毛管的最大铺设长度 并计算其水头损失 3 如果支管长度为 100m 毛管在支管两侧采用丰字型布置 毛管铺设长度采用极限长度 确定支管的直径 524 0 69 0 hq v q 3 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 占土壤体 积的 需水高峰期日平均耗水强度为 6mm d 计算 1 滴灌设计灌水定额 2 设计灌 水周期 3 滴头一次灌水的工作时间 4 某滴灌毛管 塑料管 沿果树行布设 地面坡度为 0 果树株距 2m 每树布设 2 个管 式滴头 滴头设计工作压力为 10m 水头 出水量为 4t h 毛管上滴头等距布设 间距为 1m 并限制首尾滴头工作压力差要小于滴头设计工作压力的 20 确定毛管直径与长度 并计算距毛管进口 20m 处的工作压力 表 8 2 1 多孔系数表 适用于 m 1 77 N x 1 0 x 0 5 N x 1 0 x 0 5 N x 1 0 x 0 5 3 0 544 0 453 12 0 404 0 378 21 0 385 0 370 4 0 495 0 423 13 0 400 0 376 22 0 384 0 370 5 0 467 0 408 14 0 397 0 375 23 0 383 0 369 6 0 448 0 398 15 0 395 0 374 24 0 382 0 369 7 0 435 0 392 16 0 393 0 373 25 0 381 0 369 8 0 426 0 388 17 0 391 0 372 26 0 380 0 368 9 0 418 0 384 18 0 389 0 371 27 0 380 0 368 10 0 412 0 382 19 0 388 0 371 28 0 379 0 368 15 11 0 408 0 379 20 0 386 0 371 29 0 378 0 368 第九章第九章 田间排水田间排水 计算题 计算题 1 大田蓄水能力计算大田蓄水能力计算 某地区地形平坦 暴雨集中 易发生沥涝 某次暴雨量为 P 280mm 降雨历时为 24h 该次暴雨前地下水埋深为 1 3m 雨后允许的地下水最小埋深为 0 5m 经勘察 该地区平均土壤空隙率为 50 平均最大持水率为 65 占空隙体积的百分 比 降雨前地下水位以上土层平均含水率为 40 占空隙体积的百分比 经测定 该地区土壤渗吸速度特征为 第一分钟末的渗吸速度 4 5mm min 0 6 根 据该地区农业生产计划 要求田间淹水时间不得超过 1 5d 计算该地区的大田蓄水能力 发生该次暴雨后 在允许的淹水时间内 能渗入土壤的水 量为多少 这些水量是否能蓄得下 应从田间排走的水量为多少 如雨前土壤含水率为 55 占空隙体积的百分比 则又如何 2 干旱地区防盐地下水排水沟深度与间距的确定干旱地区防盐地下水排水沟深度与间距的确定 某灌区处于干旱地区 蒸发量很大 降雨极少 灌溉水的深层渗漏是地下水的主要补给 来源 其补给强度为 0 002m d 土壤渗透系数为 1 2m d 不透水层埋深 9 8m 地下水