灌溉排水工程学复试题及答案

灌溉排水工程学复试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.灌溉设计保证率是指（）。A.灌溉系统能满足作物需水要求的年数占总年数的百分比B.灌溉季节内渠道的供水保证率C.作物关键生育期的灌溉保证率D.灌溉工程投资回收的概率2.下列灌水方法中，属于局部灌溉的是（）。A.畦灌B.沟灌C.滴灌D.漫灌3.渠道的不冲流速是指（）。A.渠道中水流不会导致土壤颗粒起动的最大流速B.渠道中水流不会导致土壤颗粒沉积的最小流速C.渠道中水流的设计流速上限D.渠道中水流的经济流速4.作物需水量的主要组成部分是（）。A.植株蒸腾量B.棵间蒸发量C.深层渗漏量D.地表径流量5.盐碱地改良的核心措施是（）。A.增施有机肥B.种植耐盐作物C.合理灌溉与排水D.土壤翻耕6.排水系统中，“田间排水沟”的主要作用是（）。A.汇集区域内地下水和地表径流B.排除农田表层积水C.控制地下水位D.连接支沟与干沟7.喷灌系统中，喷头的组合间距主要由（）决定。A.喷头射程与喷灌均匀度B.作物种类与种植行距C.水源流量与压力D.地形坡度8.采用彭曼公式计算作物需水量时，核心输入参数不包括（）。A.太阳辐射量B.空气温度C.土壤质地D.风速9.渠道水力计算中，谢才公式\(v=C\sqrt{Ri}\)中，\(C\)的常用计算式是（）。A.达西魏斯巴赫公式B.曼宁公式\(C=R^{1/6}/n\)C.巴甫洛夫斯基公式\(C=R^y/n\)（\(y=0.13+0.75\sqrt{n}\)）D.爱因斯坦公式10.暗管排水系统中，常用的管材不包括（）。A.混凝土管B.塑料管C.陶土管D.钢管二、多项选择题（每题3分，共15分，少选得1分，错选不得分）1.影响作物灌溉制度的主要因素包括（）。A.作物品种与生育期B.气象条件（降水、蒸发）C.土壤类型与地下水埋深D.灌溉技术水平2.渠道防渗的主要目的有（）。A.减少输水损失B.防止渠道冲刷C.提高渠道输水效率D.避免土壤次生盐碱化3.排水系统的组成包括（）。A.田间排水网（毛沟、农沟）B.输水沟（支沟、干沟）C.排水容泄区（河流、湖泊）D.排水建筑物（水闸、泵站）4.滴灌系统的优点包括（）。A.节水效果显著B.适应复杂地形C.提高肥效D.初期投资低5.地下水临界深度的影响因素有（）。A.土壤质地B.地下水矿化度C.作物耐盐能力D.灌溉方式三、填空题（每空1分，共20分）1.作物灌溉制度的主要内容包括灌水次数、灌水时间、（）和（）。2.渠道设计流量由毛流量、（）和（）组成，其中毛流量等于净流量除以（）。3.喷灌系统的分类按压力来源可分为（）和（）；按设备移动方式可分为（）、（）和（）。4.排水工程中，常用的除涝标准是（）；治碱标准是（）。5.土壤水分的存在形式包括吸湿水、（）和（），其中（）是作物可利用的有效水分主体。6.渠道横断面设计中，梯形断面的边坡系数\(m\)取决于（）和（）。7.盐碱地形成的主要原因是（）大于（），导致盐分在地表积累。四、简答题（每题8分，共32分）1.简述“充分灌溉”与“非充分灌溉”的区别及其适用场景。2.说明渠道纵断面设计的主要步骤及关键参数（至少列出3个）。3.对比分析明沟排水与暗管排水的优缺点。4.简述作物需水量与灌溉需水量的联系与区别。五、计算分析题（共33分）1.灌溉定额计算（10分）某地区种植冬小麦，生育期为120天，需水量为450mm，同期有效降水量为120mm，地下水补给量为30mm，土壤初始有效储水量为80mm（以计划湿润层深度0.8m计），收获时要求土壤有效储水量不低于60mm。试计算该作物的净灌溉定额（单位：mm）。2.渠道流量推算（12分）某梯形灌溉渠道，设计流量\(Q=2.5m^3/s\)，底宽\(b=2m\)，边坡系数\(m=1.5\)，糙率\(n=0.025\)，渠道比降\(i=1/2000\)。（1）计算渠道正常水深\(h\)（采用曼宁公式\(C=R^{1/6}/n\)，\(R=A/\chi\)，\(A=(b+mh)h\)，\(\chi=b+2h\sqrt{1+m^2}\)）；（2）若渠道实际运行时水深为\(h'=1.2m\)，计算实际流速\(v'\)和实际流量\(Q'\)。3.排水沟间距计算（11分）某平原区黏质土壤，地下水含水层渗透系数\(K=1.2m/d\)，排水沟深度\(H=2.5m\)，要求控制地下水位埋深不小于\(h_0=1.2m\)（即排水沟中水深\(h=Hh_0=1.3m\)），设计排水模数\(q=0.003m^3/(s·km^2)\)。采用霍夫曼公式计算排水沟间距\(L\)（公式：\(L=\frac{2K(H^2h^2)}{qL}\)，注意单位统一，\(q\)转换为\(m/d·km^2\)）。答案及解析一、单项选择题1.A（灌溉设计保证率定义为在多年中能按设计供水量正常灌溉的年数占总年数的百分比）2.C（滴灌仅湿润作物根部附近土壤，属于局部灌溉）3.A（不冲流速是防止渠道冲刷的最大允许流速）4.A（植株蒸腾量占作物需水量的60%80%，是主要组成）5.C（盐碱地改良需通过排水降低地下水位，结合合理灌溉淋盐）6.C（田间排水沟直接控制农田地下水位，防止渍涝）7.A（喷头组合间距需保证喷灌均匀度，通常为0.70.9倍射程）8.C（彭曼公式基于气象参数，不直接涉及土壤质地）9.B（曼宁公式是谢才系数最常用的计算式）10.D（钢管易锈蚀，暗管排水常用混凝土、塑料或陶土管）二、多项选择题1.ABCD（灌溉制度需综合考虑作物、气象、土壤和管理水平）2.ABCD（防渗可减少损失、防冲刷、提高效率，避免水分下渗抬升地下水位导致盐碱化）3.ABCD（排水系统包括田间网、输水沟、容泄区及配套建筑物）4.ABC（滴灌初期投资较高，故D错误）5.ABC（地下水临界深度与土壤质地、矿化度、作物耐盐性相关，与灌溉方式无直接关系）三、填空题1.灌水定额；灌溉定额2.净流量；损失流量；渠道水利用系数3.自压式；机压式；固定式；半固定式；移动式4.设计暴雨重现期（如10年一遇）；地下水控制埋深及土壤脱盐标准5.膜状水；毛管水；毛管水6.土壤类型；渠道深度7.蒸发量；降水量（或“积盐过程；脱盐过程”）四、简答题1.区别与适用场景：充分灌溉指按作物各生育期需水要求及时、足额供水，保证作物高产；非充分灌溉指在水资源有限时，通过调控灌水量抑制部分蒸腾，以较小水量获得较高产量。适用场景：充分灌溉用于水资源丰富、追求高产的地区（如东北平原）；非充分灌溉用于干旱半干旱区（如西北内陆）或季节性缺水地区（如华北春旱季）。2.渠道纵断面设计步骤及关键参数：步骤：①确定渠道沿线地面高程；②确定渠道设计水位（满足控制范围内农田自流灌溉）；③确定渠道底坡（结合地面坡度和不冲不淤流速）；④计算水面线（验证是否满足水位要求）。关键参数：设计水位（决定渠道控制范围）、底坡\(i\)（影响流速和输水能力）、不冲流速（防止冲刷）、不淤流速（防止淤积）。3.明沟与暗管排水对比：优点：明沟施工简单、投资低、便于维护；暗管不占耕地、减少蒸发、排水均匀。缺点：明沟占地多、易坍塌、蒸发损失大；暗管初期投资高、维护困难（需专业设备）。适用场景：明沟用于地势平坦、土地资源丰富地区；暗管用于人多地少、要求耕地连片的地区（如经济发达平原区）。4.作物需水量与灌溉需水量联系与区别：联系：灌溉需水量是作物需水量扣除有效降水、地下水补给等天然水源后的补充水量，即\(灌溉需水量=作物需水量有效降水量地下水补给量+土壤储水变化量\)。区别：作物需水量是作物生长需消耗的总水量（生理和生态需水）；灌溉需水量是人工需补充的水量，受天然水源和土壤储水影响。五、计算分析题1.净灌溉定额计算根据水量平衡原理：净灌溉定额\(m=ETP_eW_g+(W_1W_2)\)其中：\(ET=450mm\)（需水量），\(P_e=120mm\)（有效降水），\(W_g=30mm\)（地下水补给），\(W_1=80mm\)（初始储水），\(W_2=60mm\)（期末储水）。代入得：\(m=45012030+(8060)=320mm\)。2.渠道流量推算（1）正常水深\(h\)计算：曼宁公式\(v=\frac{1}{n}R^{2/3}i^{1/2}\)，流量\(Q=Av=(b+mh)h\cdot\frac{1}{n}\left(\frac{(b+mh)h}{b+2h\sqrt{1+m^2}}\right)^{2/3}i^{1/2}\)。代入\(Q=2.5\)，\(b=2\)，\(m=1.5\)，\(n=0.025\)，\(i=0.0005\)，试算得\(h\approx1.1m\)（具体试算过程：假设\(h=1.1m\)，则\(A=(2+1.5×1.1)×1.1=3.63m^2\)，\(\chi=2+2×1.1×\sqrt{1+1.5^2}\approx2+2×1.1×1.803=5.967m\)，\(R=3.63/5.967≈0.608m\)，\(v=(1/0.025)×0.608^{2/3}×0.0005^{1/2}≈40×0.729×0.0224≈0.653m/s\)，\(Q=3.63×0.653≈2.37m^3/s\)（接近2.5，调整\(h=1.15m\)后\(Q≈2.5m^3/s\)，故\(h≈1.15m\)）。（2）实际水深\(h'=1.2m\)时：\(A'=(2+1.5×1.2)×1.2=4.08m^2\)，\(\chi'=2+2×1.2×1.803≈6.327m\)，\(R'=4.08/6.327≈0.645m\)，\(v'=(1/0.025)×0.645^{2/3}×0.0005^{1/2}≈40×0.743×0.0224≈0.667m/s\)，\(Q'=4.08×0.667≈2.72m^3/s\)。3.排水沟间距计算霍夫曼公式应为\(q=\frac{2K(H^2h^2)}{L^2}\)（原公式笔误修正），需解\(L\)：\(q\)转换为\(m/d·km^2\)：\(0.003m^3/(s·km^2)=0.003×86400=259.2m^3/(d·km^2)=259.2×10^{6}m/d·m^2=2.592×10^{4}m/d\)（更准确的转换：\(1km^2=10^6m^2\)，故\(q=0.003m^3/(s·km^2)=0.003×86400m^3/(d·km^2)=259.2m^3/(d·km^2)=259.2m/(d·km^2)×m^2=25