灌溉与排水工程题库及答案

灌溉与排水工程题库及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.灌溉设计保证率是指（）。A.灌溉系统能够满足作物需水要求的年数占总年数的百分比B.灌溉季节内渠道不发生断流的概率C.作物关键生育期内灌溉水供给的可靠程度D.灌溉工程在设计使用年限内正常运行的概率答案：A2.下列哪种土壤的田间持水量最大？（）A.砂土B.壤土C.黏土D.砾石土答案：C3.喷灌系统中，喷头的组合间距主要由（）决定。A.喷头射程和喷灌均匀度B.喷头流量和工作压力C.作物行距和株距D.水源供水量答案：A4.排水沟的设计流量分为（）。A.日常流量和暴雨流量B.排渍流量和排涝流量C.最小流量和最大流量D.设计流量和校核流量答案：B5.灌溉水利用系数是指（）。A.作物实际利用的水量与渠首引入总水量的比值B.田间净灌溉用水量与毛灌溉用水量的比值C.渠道输水效率与田间灌水效率的乘积D.作物需水量与有效降雨量的差值答案：B6.渠道横断面设计中，渠道的不冲流速是指（）。A.水流对渠床不产生冲刷的最大允许流速B.水流对渠床不产生淤积的最小允许流速C.渠道设计流量对应的平均流速D.渠道加大流量对应的最大流速答案：A7.非充分灌溉的核心目标是（）。A.减少灌溉用水量，提高水分利用效率B.保证作物全生育期不缺水C.降低灌溉工程投资D.适应季节性干旱缺水条件答案：A8.地下水临界深度是指（）。A.地下水埋深的最小值，低于此值会发生土壤盐渍化B.地下水埋深的最大值，高于此值会发生土壤盐渍化C.作物根系活动层的深度D.排水沟的设计深度答案：A9.滴灌系统中，毛管的设计通常采用（）。A.等管径、等间距布置B.变管径、变间距布置C.大管径、小间距布置D.小管径、大间距布置答案：A10.灌溉制度中，“灌水定额”是指（）。A.单位面积一次灌溉的水量B.全生育期单位面积总灌溉水量C.两次灌水的间隔时间D.作物关键生育期的灌溉量答案：A二、多项选择题（每题3分，共15分。每题至少2个正确选项，错选、漏选不得分）1.影响作物灌溉制度的主要因素包括（）。A.作物种类及品种B.气象条件（降水、蒸发）C.土壤性质（质地、持水能力）D.农业技术措施（耕作、施肥）答案：ABCD2.渠道防渗的主要措施有（）。A.混凝土衬砌B.浆砌石衬砌C.土料夯实防渗D.塑料薄膜防渗答案：ABCD3.排水系统的组成包括（）。A.田间排水网（毛沟、农沟）B.骨干排水系统（斗沟、支沟、干沟）C.排水容泄区（河流、湖泊、海洋）D.排水建筑物（水闸、泵站）答案：ABCD4.微灌系统的特点包括（）。A.灌水均匀度高（85%以上）B.节水效果显著（比地面灌溉省水30%50%）C.适用范围广（可结合施肥）D.投资和运行成本低答案：ABC（注：微灌系统初期投资较高，故D错误）5.土壤盐碱化的主要防治措施有（）。A.合理灌溉（控制灌水定额，避免深层渗漏）B.完善排水系统（降低地下水位）C.种植耐盐作物D.化学改良（施用石膏等）答案：ABCD三、填空题（每空1分，共15分）1.灌溉工程中，常用的灌水方法可分为地面灌溉、喷灌、微灌和______四大类。答案：地下灌溉2.渠道设计流量包括设计流量、加大流量和______。答案：最小流量3.作物需水量的计算方法主要有______法（以水面蒸发为参数）和______法（以作物生理指标为参数）。答案：蒸发皿；作物系数4.排水沟的深度设计需考虑______深度（防止土壤盐渍化）和______深度（满足排涝要求）。答案：地下水临界；排涝5.喷灌系统的组成包括水源工程、首部枢纽、______和喷头。答案：输配水管网6.灌溉水的有效利用系数η=η渠×η田，其中η渠为______，η田为______。答案：渠道水利用系数；田间水利用系数7.土壤含水量的表示方法有质量含水量、容积含水量和______。答案：相对含水量（占田间持水量的百分比）8.排水模数是指单位面积上的______，常用单位为______。答案：排水流量；m³/(s·km²)9.滴灌系统中，毛管的水力计算需满足同一毛管上各滴头的______差不超过设计允许值（通常≤20%）。答案：工作压力四、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。答案：充分灌溉是指在作物全生育期内，通过灌溉补充作物需水量与有效降雨量的全部差额，确保作物不受水分胁迫，以获得最大产量。其特点是灌溉水量充足，需水量计算基于作物最大需水要求。非充分灌溉则是在水资源有限的条件下，通过调控灌溉水量，使作物在部分生育期承受一定水分胁迫，以提高水分利用效率（单位水量的产量），追求整体效益最大化。其核心是“以水定产”，优先保证关键生育期（如拔节、灌浆期）的水分需求，减少非关键期的灌溉。2.渠道横断面设计的主要步骤有哪些？答案：（1）确定渠道设计流量（包括设计流量、加大流量、最小流量）；（2）选择渠道边坡系数（根据土壤类型和渠道深度确定）；（3）确定渠道底宽和水深（通过水力计算，应用曼宁公式Q=AC√(RJ)，其中C为谢才系数，R为水力半径，J为比降）；（4）校核不冲流速和不淤流速（确保流速大于不淤流速、小于不冲流速）；（5）确定渠道超高（防止漫溢，一般取0.30.5m）；（6）绘制横断面图（标注底宽、边坡、深度、堤顶宽度等参数）。3.简述农田排水的主要作用。答案：（1）排除地表多余水量（如暴雨径流），防止涝灾；（2）降低地下水位至临界深度以下，防止土壤次生盐渍化；（3）改善土壤通气性和温度条件，促进作物根系生长；（4）排除土壤中有害盐分（通过淋洗作用），改良盐碱土；（5）调节土壤水分状况，协调水、气、热、肥关系，提高土壤肥力。4.喷灌系统的主要优缺点有哪些？答案：优点：（1）节水（比地面灌溉省水30%50%）；（2）灌水均匀（均匀度可达85%以上）；（3）适应性强（可用于复杂地形和不同作物）；（4）减少土壤板结，改善田间小气候；（5）可结合施肥、喷药，提高效率。缺点：（1）初期投资高（设备、管网成本大）；（2）受风力影响大（风速>3级时均匀度下降）；（3）能耗较高（需加压设备）；（4）对水质要求严格（需过滤防止喷头堵塞）。五、计算题（共18分）题目1（8分）：某灌区种植小麦，全生育期作物需水量ET=450mm，有效降雨量P=180mm，灌溉水利用系数η=0.75。试计算该作物的净灌溉定额和毛灌溉定额（单位：m³/亩）。（注：1亩=667m²，1mm=1L/m²）答案：净灌溉定额（m³/亩）=（ETP）×667m²/1000=（450mm180mm）×667m²/1000=270mm×0.667m³/亩=180.09m³/亩（约180m³/亩）毛灌溉定额=净灌溉定额/η=180/0.75=240m³/亩题目2（10分）：某梯形渠道设计流量Q=5m³/s，底坡i=1/5000，边坡系数m=1.5（黏壤土），糙率n=0.025。试计算渠道的底宽b和水深h（假设宽深比β=b/h=2）。（提示：曼宁公式Q=(1/n)×A×R^(2/3)×i^(1/2)，其中A为过水断面面积，R为水力半径，R=A/χ，χ为湿周）答案：已知β=b/h=2→b=2h过水断面面积A=(b+mh)h=(2h+1.5h)h=3.5h²湿周χ=b+2h√(1+m²)=2h+2h√(1+1.5²)=2h+2h×1.802=2h+3.604h=5.604h水力半径R=A/χ=3.5h²/5.604h≈0.624h代入曼宁公式：Q=(1/n)×A×R^(2/3)×i^(1/2)5=(1/0.025)×3.5h²×(0.624h)^(2/3)×(1/5000)^(1/2)计算i^(1/2)=√(1/5000)=1/70.71≈0.01414(0.624h)^(2/3)=0.624^(2/3)×h^(2/3)≈0.736×h^(2/3)代入得：5=40×3.5h²×0.736h^(2/3)×0.014145=40×3.5×0.736×0.01414×h^(2+2/3)计算系数：40×3.5=140；140×0.736=103.04；103.04×0.01414≈1.457则：5=1.457×h^(8/3)h^(8/3)=5/1.457≈3.43h=3.43^(3/8)≈3.43^0.375≈1.5m（试算验证：h=1.5m时，b=3m）验证A=3.5×1.5²=7.875m²，χ=5.604×1.5=8.406m，R=7.875/8.406≈0.937mQ=(1/0.025)×7.875×0.937^(2/3)×0.01414≈40×7.875×0.913×0.01414≈40×7.875×0.0129≈40×0.1016≈4.06m³/s（与设计流量5m³/s有误差，需调整h）重新试算h=1.6m，b=3.2mA=3.5×1.6²=8.96m²，χ=5.604×1.6≈8.966m，R=8.96/8.966≈1.0mQ=40×8.96×1^(2/3)×0.01414≈40×8.96×0.01414≈40×0.1267≈5.07m³/s（接近设计流量5m³/s）因此，渠道底宽b≈3.2m，水深h≈1.6m。六、综合分析题（共20分）题目：某北方平原灌区，地形平坦，土壤为中壤土（田间持水量θ_f=25%，容重γ=1.4g/cm³），地下水埋深1.5m（临界深度2.0m），主要种植玉米（生育期需水量ET=500mm，关键生育期为拔节灌浆期）。当前采用漫灌方式（灌溉水利用系数η=0.5），存在田间积水、地下水位上升、土壤轻度盐渍化问题。要求：提出该灌区的节水改造方案，需包括以下内容：（1）灌溉方式选择及依据；（2）排水系统优化措施；（3）灌溉制度调整建议；（4）预期效益分析。答案要点：（1）灌溉方式选择及依据：建议改用管灌或滴灌。依据：①漫灌浪费水（η=0.5），管灌可将η提升至0.80.9，滴灌η>0.9；②中壤土保水能力较好，管灌适合行播作物（玉米）；③滴灌可精准控制水量，避免深层渗漏（减少地下水位上升风险）；④北方平原地形平坦，管灌施工方便，投资低于滴灌。（2）排水系统优化措施：①加密田间排水毛沟（间距5080m），降低地下水位至临界深度2.0m以下；②疏通骨干排水沟（斗沟、支沟），清除淤泥，保证排水通畅；③增设排水泵站（若容泄区水位高，需提排）；④采用暗管排水（减少占地，提高排水效率）。（3）灌溉制度调整建议：①采用非充分灌溉，优先保证拔节灌浆期需水（占总需水量60%）；②降低灌水定额（漫灌定额约80m³/亩，调整为管灌40