农田水利学考试题目及答案

农田水利学考试题目及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.下列选项中，不属于作物灌溉制度核心参数的是（）。A.灌水定额B.灌水次数C.灌溉水利用系数D.灌水时间2.作物需水量的主要影响因素不包括（）。A.气象条件B.土壤质地C.作物品种D.灌溉方式3.渠道防渗工程的主要目的是（）。A.提高渠道流速B.减少渗漏损失C.增加过水能力D.防止渠道淤积4.衡量喷灌质量的关键指标是（）。A.喷灌强度B.喷头间距C.管道压力D.水滴直径5.土壤水分特征曲线描述的是（）。A.土壤含水量与渗透系数的关系B.土壤基质势与含水量的关系C.土壤容重与含水量的关系D.土壤温度与含水量的关系6.排水沟深度设计中，霍夫曼公式（H=h+Δh）中的“h”代表（）。A.地下水临界深度B.排水沟内水深C.土壤毛管水上升高度D.安全超高7.滴灌系统中，毛管的主要作用是（）。A.输送高压水B.控制流量C.将水分配到滴头D.过滤杂质8.某灌区设计灌溉面积为5000亩，灌溉水利用系数为0.6，净灌溉定额为60m³/亩，则毛灌溉用水量为（）。A.50万m³B.30万m³C.83.3万m³D.100万m³9.土壤入渗率随时间的变化规律是（）。A.先增大后减小B.逐渐增大C.逐渐减小D.保持恒定10.下列排水方式中，适用于渍害田治理的是（）。A.明沟排水B.竖井排水C.暗管排水D.生物排水二、多项选择题（每题3分，共15分。错选、漏选均不得分）1.影响作物水分生产函数的主要因素包括（）。A.水分亏缺发生的生育阶段B.亏缺持续时间C.土壤有机质含量D.大气CO₂浓度2.渠道横断面设计需要考虑的参数有（）。A.设计流量B.渠道糙率C.边坡系数D.地下水位3.滴灌系统的组成部分包括（）。A.水源工程B.首部枢纽C.输配水管网D.滴头4.农田排水的主要作用有（）。A.降低地下水位B.排除地表积水C.防止土壤盐碱化D.增加土壤透气性5.确定作物灌溉制度的方法包括（）。A.总结群众丰产经验B.水量平衡法C.彭曼公式法D.灌溉试验法三、填空题（每空1分，共15分）1.作物需水量通常由______和______两部分组成，其中______是主要消耗项。2.渠道渗漏损失包括______、______和______三部分。3.喷灌系统按设备移动方式可分为______、______和______三种类型。4.土壤水的有效性是指______，其上限为______，下限为______。5.排水沟的设计参数主要包括______、______和______。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，并说明非充分灌溉的适用场景。2.说明渠道防渗的主要技术措施及其优缺点。3.分析地下滴灌（SDI）与地表滴灌（DI）相比的优势与局限性。4.简述农田排水中“排渍”与“排盐”的目标差异及对应的工程措施。五、计算题（每题10分，共20分）1.某地区种植小麦，全生育期需水量为450mm，有效降雨量为120mm，地下水补给量为30mm，土壤初始储水量为80mm（以根层深度0.8m计，土壤容重1.3g/cm³），收获时土壤储水量为60mm。试计算该小麦的净灌溉定额（单位：m³/亩）。（注：1亩=666.7m²）2.某梯形渠道设计流量Q=1.5m³/s，底宽b=1.2m，边坡系数m=1.0，糙率n=0.025，渠道比降i=0.0005。试校核渠道流速是否满足不冲不淤要求（已知土壤允许不冲流速v_max=0.8m/s，允许不淤流速v_min=0.3m/s）。（提示：谢才公式C=(1/n)R^(1/6)，水力半径R=A/(χ)，过水断面面积A=(b+mh)h，湿周χ=b+2h√(1+m²)）六、综合分析题（8分）某灌区位于西北干旱区，现有灌溉系统以土渠为主，灌溉水利用系数仅0.45，存在渠道渗漏严重、田间大水漫灌等问题。近年来，当地计划实施节水改造，可选择的技术方案包括：①渠道混凝土衬砌；②低压管道输水；③滴灌系统推广。请从工程投资、节水效果、适用性及环境影响等方面对比分析三种方案，提出推荐方案并说明理由。参考答案与解析一、单项选择题1.C（灌溉制度核心参数为灌水定额、次数、时间；灌溉水利用系数是衡量灌溉效率的指标）2.D（作物需水量主要受气象、土壤、作物自身影响，灌溉方式影响的是灌溉效率）3.B（防渗的核心目的是减少渗漏损失，提高水利用率）4.A（喷灌强度需与土壤入渗率匹配，是质量关键指标）5.B（土壤水分特征曲线反映基质势（负压）与含水量的关系）6.A（霍夫曼公式中h为地下水临界深度，Δh为安全超高）7.C（毛管负责将水分配到各滴头，输配水管网中压力已由干管调节）8.C（毛用水量=净定额×面积/利用系数=60×5000/0.6=500000m³？不，计算错误。正确：净灌溉用水量=5000×60=30万m³；毛用水量=30/0.6=50万m³？原题选项可能有误，正确计算应为：净定额60m³/亩，面积5000亩，净用水=5000×60=30万m³；毛用水=净用水/利用系数=30/0.6=50万m³，但选项中无50万？原题可能数据错误。假设题目正确，可能选项A是50万，但原题选项A为50万，正确选项应为A。）（注：经核查，正确计算应为：毛灌溉用水量=净灌溉定额×灌溉面积/灌溉水利用系数=60×5000/0.6=500000m³=50万m³，故正确选项为A。）9.C（土壤入渗率随时间增加逐渐减小，最终趋于稳定入渗率）10.C（暗管排水可有效降低地下水位，适用于渍害田长期治理）二、多项选择题1.AB（水分生产函数主要研究水分亏缺与产量的关系，与阶段、持续时间直接相关）2.ABC（横断面设计需确定流量、糙率、边坡系数以计算断面尺寸；地下水位影响基础处理但非设计参数）3.ABCD（滴灌系统包括水源、首部（过滤、施肥）、管网、滴头四部分）4.ABCD（排水可降低水位、排积水、防盐碱，同时增加土壤透气性）5.ABD（彭曼公式用于计算作物需水量，非灌溉制度确定方法）三、填空题1.植株蒸腾；棵间蒸发；植株蒸腾2.自由渗漏；毛管渗漏；薄膜水渗漏3.固定式；半固定式；移动式4.能被作物吸收利用的土壤水；田间持水量；凋萎系数5.沟深；沟距；断面尺寸四、简答题1.区别：充分灌溉指按作物需水要求及时、足额供水，保证作物无水分亏缺；非充分灌溉则允许作物在特定生育阶段适度亏水，通过优化水分分配提高水分利用效率。适用场景：水资源短缺地区（如西北干旱区）、高水费地区、耐旱作物种植区，或需降低生产成本时。2.主要技术措施及优缺点：混凝土衬砌：防渗效果好（渗漏减少80%90%）、寿命长，但投资高、施工复杂；浆砌石衬砌：抗冲能力强、就地取材，但若砂浆不密实则防渗效果一般；土料夯实：投资低、施工简单，但抗冻性差、易干裂，渗漏减少约50%；塑料薄膜防渗：成本低、施工灵活，但若覆盖不严易老化破损；沥青混凝土衬砌：防渗和抗冻性好，成本介于混凝土与土料之间。3.优势：减少地表蒸发（节水10%20%）、避免滴头堵塞（减少维护）、不影响田间作业（如机械耕作）、降低盐分表聚风险（利于盐碱地改良）。局限性：初期投资高（需深埋管道）、故障排查困难（管道破损不易发现）、对土壤质地要求高（黏重土壤易堵塞滴头）。4.目标差异：排渍以降低根层土壤含水量（控制地下水位在作物耐渍深度以下）为主，防止湿害；排盐则需通过排水淋洗土壤盐分（控制地下水临界深度），防止盐碱化。工程措施：排渍常用明沟或暗管（沟深0.81.2m）；排盐需加深排水沟（沟深1.52.5m）或结合灌溉淋盐（如冲洗定额计算）。五、计算题1.解：净灌溉定额=作物需水量有效降雨量地下水补给量±土壤储水变化量土壤储水变化量=初始储水量收获时储水量土壤储水量计算：根层深度0.8m=800mm，土壤容重1.3g/cm³，水的密度1g/cm³，故土壤体积含水量（θ）=储水量（mm）/根层深度（mm）×容重/密度=储水量（mm）×1.3/1000（因1mm=0.1cm，根层深度800mm=80cm，储水量W（mm）=θ×80cm×10mm/cm=θ×800mm，故θ=W/800）。但本题直接以储水量（mm）给出，可简化计算：土壤储水变化量=80mm60mm=20mm（初始储水多，相当于减少灌溉需求）净灌溉定额=450mm120mm30mm20mm=280mm转换为m³/亩：1mm=1m³/hm²=0.0667m³/亩（因1亩=666.7m²，1mm=0.001m×666.7m²=0.6667m³/亩？错误，正确转换：1mm=0.001m水深，面积1亩=666.7m²，故体积=0.001×666.7=0.6667m³/亩。因此280mm=280×0.6667≈186.68m³/亩。2.解：设水深为h，需通过试算法求h。过水断面面积A=(b+mh)h=(1.2+1×h)h=1.2h+h²湿周χ=b+2h√(1+m²)=1.2+2h√2≈1.2+2.828h水力半径R=A/χ=(1.2h+h²)/(1.2+2.828h)谢才系数C=(1/n)R^(1/6)=40R^(1/6)（n=0.025）流量Q=AC√(Ri)=1.5m³/s代入得：(1.2h+h²)×40R^(1/6)×√(R×0.0005)=1.5简化计算：假设h=0.8m，则A=(1.2+0.8)×0.8=1.6m²，χ=1.2+2.828×0.8≈3.462m，R=1.6/3.462≈0.462mC=40×0.462^(1/6)≈40×0.91≈36.4流速v=Q/A=1.5/1.6≈0.9375m/s此时v=0.9375m/s＞v_max=0.8m/s，不满足不冲要求；调整h=0.9m，A=(1.2+0.9)×0.9=1.89m²，χ=1.2+2.828×0.9≈3.745m，R=1.89/3.745≈0.505mC=40×0.505^(1/6)≈40×0.92≈36.8v=1.5/1.89≈0.793m/s≈0.8m/s，接近允许不冲流速，满足要求。故渠道流速约为0.79m/s，在0.30.8m/s范围内，符合不冲不淤要求。六、综合分析题方案对比：渠道混凝土衬砌：投资较高（约3050万元/km），节水效果显著（渗漏减少80%以上）；适用于输水距离长、地形平缓的灌区；环境影响小（减少湿地退化风险），但可能阻断地下水补给。低压管道输水：投资中等（约2040万元/km），节水效果好（渗漏基本为0）；适用于井灌区或地形起伏小的灌区；占地少、