农田水利学试题库及答案

农田水利学试题库及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.灌溉设计保证率是指（）。A.设计灌溉用水量的保证程度B.灌溉工程能够提供的最大供水量C.作物全生育期不缺水的概率D.灌区年降水量达到设计值的频率答案：A2.土壤田间持水量是指（）。A.土壤中所有毛管孔隙充满水时的含水量B.重力水完全排出后土壤中保持的最大含水量C.土壤饱和含水量的60%~70%D.作物永久萎蔫点对应的含水量答案：B3.渠道的不冲流速是指（）。A.渠道中水流不会引起泥沙淤积的最小流速B.渠道中水流不会冲刷渠床的最大流速C.渠道设计时采用的经济流速D.渠道中水流的平均流速答案：B4.喷灌系统中，喷头的组合均匀度一般要求不低于（）。A.70%B.80%C.90%D.95%答案：B5.农田排水的主要目的是（）。A.降低地下水位，防止土壤盐碱化B.增加土壤通气性，促进作物根系生长C.排除地表积水，防止涝渍危害D.以上均是答案：D6.水稻的适宜水层深度范围通常为（）。A.10~20mmB.30~50mmC.50~80mmD.80~100mm答案：B7.灌溉水利用系数是指（）。A.作物实际利用的水量与灌溉系统引入的总水量的比值B.田间净灌溉水量与渠道毛灌溉水量的比值C.渠道输水效率与田间灌水效率的乘积D.以上均正确答案：D8.排水沟的间距主要取决于（）。A.土壤渗透系数和地下水埋深要求B.排水沟的断面尺寸C.作物的耐渍能力D.灌区的地形坡度答案：A9.滴灌系统中，毛管的铺设长度主要受（）限制。A.毛管的承压能力B.滴头的流量均匀度C.水源的供水量D.作物的种植行距答案：B10.土壤盐碱化的主要原因是（）。A.地下水位过高，蒸发作用导致盐分向地表积累B.灌溉水中盐分含量过高C.施肥过量导致土壤盐渍化D.降水不足，土壤水分蒸发强烈答案：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、漏选均不得分）1.以下属于节水灌溉技术的有（）。A.畦灌B.滴灌C.喷灌D.漫灌答案：BC2.影响渠道渗漏量的主要因素包括（）。A.土壤质地B.渠道流量C.渠道衬砌材料D.地下水埋深答案：ABCD3.农田水分状况的主要指标包括（）。A.土壤含水量B.地下水位埋深C.田间持水量D.作物蒸腾量答案：ABC4.灌溉制度的主要内容包括（）。A.灌水次数B.灌水时间C.灌水定额D.灌溉水利用系数答案：ABC5.排水沟的断面设计需要考虑（）。A.排涝流量B.排渍流量C.沟道比降D.土壤抗冲能力答案：ABCD三、填空题（每空1分，共20分）1.作物需水量由（）和（）两部分组成，通常用（）表示。答案：蒸腾量；棵间蒸发量；毫米（mm）2.渠道的横断面形式主要有（）、（）和（）三种，其中梯形断面适用于（）渠道。答案：梯形；矩形；U形；土质3.喷灌系统按设备组成可分为（）、（）和（）三种类型。答案：管道式；机组式；中心支轴式4.土壤水的有效性是指（）到（）之间的含水量。答案：凋萎系数；田间持水量5.灌溉设计标准包括（）和（），其中（）是最常用的指标。答案：灌溉设计保证率；抗旱天数；灌溉设计保证率6.排水沟的深度由（）和（）共同决定，一般要求沟深大于（）。答案：作物耐渍深度；地下水位控制要求；临界深度四、简答题（每题6分，共30分）1.简述喷灌的优缺点。答案：优点：①节水（比地面灌溉省水30%~50%）；②省工（自动化程度高）；③适应性强（可用于地形复杂地区）；④改善田间小气候（增加空气湿度）。缺点：①投资较高（设备成本大）；②受风影响大（风速超过3级时均匀度下降）；③能耗较高（需加压设备）。2.说明农田排水的作用。答案：①排除地表积水，防止涝灾；②降低地下水位，防止渍害；③控制土壤盐碱化（通过淋洗盐分和降低地下水位）；④改善土壤通气性，促进作物根系生长；⑤提高土壤温度（减少水分蒸发散热）。3.简述渠道防渗的主要措施。答案：①工程措施：混凝土衬砌、浆砌石衬砌、塑料薄膜防渗、沥青混凝土防渗等；②管理措施：控制渠道流量稳定，避免水位骤升骤降；③生物措施：种植草皮或灌木，减少土壤冲刷；④化学措施：使用土壤固化剂改良渠床土壤。4.解释“作物水分生产函数”的概念，并说明其应用意义。答案：作物水分生产函数是指作物产量与全生育期或各生育阶段耗水量之间的定量关系（数学表达式）。应用意义：①确定合理灌溉制度（优化各阶段灌水量）；②评估不同水分管理措施对产量的影响；③为灌区水资源优化配置提供依据。5.简述滴灌系统的组成及各部分功能。答案：滴灌系统由水源工程、首部枢纽、输配水管道和滴头四部分组成。①水源工程：提供符合水质要求的灌溉水（如水库、机井等）；②首部枢纽：包括水泵、过滤器、施肥装置、控制阀门等，用于加压、过滤、施肥和调控系统运行；③输配水管道：包括干管、支管、毛管，用于将水输送到田间；④滴头：将压力水以微小流量均匀滴入作物根区土壤。五、计算题（共20分）1.（8分）某灌区种植小麦，全生育期需水量为450mm，有效降水量为120mm，土壤初始有效储水量为80mm（以根层深度0.8m计，土壤容重1.3g/cm³，田间持水量25%，凋萎系数12%）。（1）计算小麦的净灌溉定额（单位：m³/亩）；（2）若灌溉水利用系数为0.7，计算毛灌溉定额（单位：m³/亩）。解：（1）净灌溉定额=需水量有效降水量土壤初始有效储水量土壤初始有效储水量=根层深度×（田间持水量凋萎系数）×容重×1000=0.8m×（25%12%）×1.3g/cm³×1000mm/m×1000cm³/m³=0.8×0.13×1300kg/m³×1m（注：1g/cm³=1000kg/m³）=0.8×0.13×1300=135.2mm（转换为水深）但题目中已给出初始有效储水量为80mm，故直接使用。净灌溉定额=45012080=250mm=250m³/hm²=250×(1/15)≈16.67m³/亩（注：1hm²=15亩，1mm=1m³/hm²）（2）毛灌溉定额=净灌溉定额/灌溉水利用系数=16.67/0.7≈23.81m³/亩答案：（1）16.67m³/亩；（2）23.81m³/亩2.（6分）某梯形渠道设计流量Q=1.2m³/s，底宽b=1.5m，边坡系数m=1.0，糙率n=0.025，比降i=0.0005。计算渠道的正常水深h（采用曼宁公式，公式：Q=(1/n)AR^(2/3)i^(1/2)，其中A=(b+mh)h，R=A/(b+2h√(1+m²))）。解：假设h=1.0m，则：A=(1.5+1×1.0)×1.0=2.5m²湿周χ=1.5+2×1.0×√(1+1²)=1.5+2×1.414≈4.328m水力半径R=A/χ=2.5/4.328≈0.578m流量Q=(1/0.025)×2.5×(0.578)^(2/3)×(0.0005)^(1/2)计算各部分：(0.578)^(2/3)≈0.578^(0.6667)≈0.713(0.0005)^(1/2)=0.02236Q=40×2.5×0.713×0.02236≈40×2.5×0.0159≈1.59m³/s（大于设计流量1.2m³/s，说明h需减小）假设h=0.8m：A=(1.5+1×0.8)×0.8=2.3×0.8=1.84m²χ=1.5+2×0.8×1.414≈1.5+2.262≈3.762mR=1.84/3.762≈0.489m(0.489)^(2/3)≈0.489^(0.6667)≈0.625Q=40×1.84×0.625×0.02236≈40×1.84×0.014≈1.03m³/s（小于设计流量）用线性插值法：h=0.8m时Q=1.03，h=1.0m时Q=1.59，目标Q=1.2Δh=(1.21.03)/(1.591.03)×(1.00.8)=0.17/0.56×0.2≈0.061mh≈0.8+0.061≈0.861m验证h=0.86m：A=(1.5+0.86)×0.86=2.36×0.86≈2.03m²χ=1.5+2×0.86×1.414≈1.5+2.43≈3.93mR=2.03/3.93≈0.517m(0.517)^(2/3)≈0.517^0.6667≈0.65Q=40×2.03×0.65×0.02236≈40×2.03×0.0145≈1.18m³/s（接近1.2，误差可接受）答案：正常水深约为0.86m3.（6分）某盐碱化灌区计划通过排水沟降低地下水位，已知土壤渗透系数K=1.2m/d，排水沟深度H=2.5m，要求控制地下水位埋深Δ=1.5m（即排水沟中水位至地面距离为1.5m），两排水沟间距L=100m，计算排水沟的单宽排盐流量q（采用“水平排水”公式：q=K[(HΔ)^2(Δ)^2]/(2L)）。解：H=2.5m（排水沟深度，即沟底至地面距离），Δ=1.5m（地下水位埋深，即地面至地下水位距离），则排水沟中水位至沟底距离为HΔ=2.51.5=1.0m。代入公式：q=1.2×[(1.0)^2(1.5)^2]/(2×100)（注：公式中Δ应为排水沟中水位以上的地下水埋深，可能题目中公式需修正，正确公式应为q=K[(H₀)^2(h₀)^2]/(2L)，其中H₀为中心处地下水位高度，h₀为排水沟中水位高度，均以沟底为基准。假设H₀=Δ=1.5m（地面至地下水位1.5m，沟底至地面2.5m，故H₀=2.51.5=1.0m），h₀=0（沟中水位与沟底齐平），则正确公式应为q=K×H₀²/(2L)）可能题目中公式表述有误，正确水平排水公式为：q=K×(H₀²h₀²)/(2L)，其中H₀为两沟中心处地下水位高度（以沟底为基准），h₀为排水沟中水位高度（以沟底为基准）。假设h₀=0（沟中水位与沟底齐平），H₀=Δ'=地面至地下水位距离为1.5m，沟底至地面2.5m，故H₀=2.51.5=1.0m。则q=1.2×(1.0²0²)/(2×100)=1.2×1/200=0.006m³/(d·m)答案：单宽排盐流量为0.006m³/(d·m)六、综合分析题（15分）某北方灌区种植玉米，生育期为120天，需水量为500mm，有效降水量为200mm，土壤初始有效储水量为60mm（根层深度0.6m，田间持水量22%，凋萎系数10%，土壤容重1.4g/cm³）。灌区采用地面灌溉，灌溉水利用系数为0.6，渠道水利用系数为0.8（即从水源到田间的输水损失率为20%）。要求：（1）计算玉米的净灌溉定额（m³/亩）；（2）计算毛灌溉定额（m³/亩，考虑渠道和田间损失）；（3）提出2项提高该灌区灌溉效率的措施，并说明理由。答案：（1）净灌溉定额=需水量有效降水量土壤初始有效储水量土壤初始有效储水量=根层深度×（田间持水量凋萎系数）×容重×1000=0.6m×(22%10%)×1.4g/cm³×1000mm/m×1000cm³/m³=0.6×0.12×1400=100.8mm（题目中已给出初始有效储水量为60mm，以题目数据为准）净灌溉定额=50020060=240mm=240m³/hm²=240/15=16m³/亩（2）毛灌溉定额=净灌溉定额/(渠道水利用系数×田间水利用系数)题目中“灌溉水利用系数为0.6”通常指田间水利用系数（即从田间渠道到作物吸收的效率），渠道水利用系数为0.8（从水源到田