灌排工程技术与应用试题及答案

灌排工程技术与应用试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.灌溉设计保证率是指（）。A.灌溉工程在多年运行中，能保证正常灌溉的年数占总年数的百分比B.灌溉工程在设计年份内，实际供水量与设计供水量的比值C.灌溉工程中，有效灌溉面积占总灌溉面积的比例D.灌溉水在田间的利用率2.渠道横断面设计中，梯形断面的边坡系数主要取决于（）。A.渠道流量大小B.渠道土壤类型C.渠道纵坡坡度D.渠道衬砌材料3.滴灌系统中，毛管的主要作用是（）。A.将水从干管输送到田间B.控制灌溉区域的流量C.向作物根部均匀滴水D.调节系统工作压力4.排水沟道的“三沟配套”通常指（）。A.干沟、支沟、斗沟B.明沟、暗沟、渗沟C.截流沟、排水农沟、排水毛沟D.主排沟、支排沟、田间排沟5.灌溉水利用系数的计算式为（）。A.田间净灌溉水量/渠道首端引入总水量B.渠道首端引入总水量/田间净灌溉水量C.作物实际耗水量/田间净灌溉水量D.田间净灌溉水量/作物需水量6.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.完善排水系统D.推广膜下滴灌7.喷灌系统中，喷头的组合间距主要由（）决定。A.喷头射程与喷灌强度B.作物行距与株距C.系统工作压力与流量D.土壤渗透系数8.渠道防渗工程中，混凝土衬砌的抗冻标号通常要求不低于（）。A.F50B.F100C.F150D.F2009.地下暗管排水系统中，集水管的埋设深度一般（）于排水管。A.深B.浅C.等于D.无固定关系10.灌溉制度制定的主要依据是（）。A.作物需水规律、土壤水分状况、气候条件B.灌溉工程设计标准、农民种植习惯C.区域水资源总量、渠道输水能力D.作物品种、化肥施用量二、多项选择题（每题3分，共15分，少选得1分，错选不得分）1.滴灌系统的组成部分包括（）。A.水源工程B.首部枢纽（水泵、过滤器、施肥装置）C.输配水管网（干管、支管、毛管）D.喷头2.渠道渗漏损失的主要影响因素有（）。A.土壤质地（如黏土、砂土）B.渠道流量大小C.渠道运行时间（新渠道与老渠道）D.作物种植类型3.排水工程的主要作用包括（）。A.降低地下水位，防止土壤次生盐碱化B.排除地表积水，避免涝渍危害C.调控土壤含水量，改善作物根区环境D.增加地下水补给量4.喷灌系统设计中，需重点校核的参数有（）。A.喷灌均匀度B.喷灌强度C.系统工作压力D.管道沿程水头损失5.《灌溉与排水工程设计规范》（GB502882018）中规定，旱作区灌溉设计保证率一般不低于（），水稻区不低于（）。A.50%B.75%C.85%D.90%三、填空题（每空2分，共20分）1.灌溉工程中，灌水定额是指（）。2.渠道纵坡设计需满足的基本原则是（），以避免渠道冲刷或淤积。3.排水模数是指（），单位为（）。4.微灌系统按出水方式可分为滴灌、微喷灌、（）和涌泉灌。5.土壤水的有效范围是从（）到（）之间的含水量。6.渠道防渗的主要目的是（）和（）。四、简答题（每题8分，共40分）1.简述喷灌与滴灌的主要优缺点及适用场景。2.说明排水沟道布置的“高水高排、低水低排”原则及其工程意义。3.渠道横断面设计需考虑哪些主要参数？如何确定梯形断面的底宽和边坡系数？4.盐碱地排水系统设计时，需重点控制哪两个关键指标？简述其计算方法。5.简述灌溉水利用系数的影响因素及提高该系数的主要措施。五、计算题（共25分）题1（10分）：某灌区种植玉米，已知：玉米全生育期需水量ET=450mm；有效降雨量P=120mm；地下水补给量K=30mm；灌溉水利用系数η=0.75；田间水利用系数η田=0.90。计算该灌区玉米的净灌溉定额和毛灌溉定额（单位：m³/亩）。（1亩≈667m²）题2（15分）：某梯形混凝土衬砌渠道，设计流量Q=2.5m³/s，底坡i=1/2000，糙率n=0.014（混凝土衬砌），边坡系数m=1.0（梯形断面）。（1）采用曼宁公式计算渠道断面的水力半径R（曼宁公式：v=R^(2/3)i^(1/2)/n）；（2）假设渠道水深h=1.2m，计算渠道底宽b（梯形断面面积A=(b+mh)h）；（3）校核渠道流速是否满足不冲不淤要求（已知混凝土衬砌渠道允许不冲流速v_max=3.5m/s，不淤流速v_min=0.3m/s）。六、综合分析题（共30分）某北方灌区位于黄河冲积平原，耕地面积5万亩，主要种植小麦和玉米。近年来出现以下问题：春旱季节灌溉用水紧张，部分区域因渠道老化渗漏严重，实际灌溉面积仅为设计面积的60%；夏季暴雨后，低洼地积水时间长达3~5天，作物受涝减产；部分地块土壤盐碱化加重，表层土壤含盐量超过0.3%（作物耐盐阈值）。结合灌排工程技术知识，分析问题成因并提出系统性解决方案（要求：从灌溉、排水、盐碱化治理三方面展开，提出具体工程措施）。答案与解析一、单项选择题1.A（灌溉设计保证率是多年运行中保证正常灌溉的年数占总年数的百分比）2.B（边坡系数主要由土壤类型决定，如黏土边坡可陡，砂土需缓坡）3.C（毛管末端连接滴头，直接向作物根部滴水）4.A（三沟配套指干、支、斗三级固定沟道）5.A（灌溉水利用系数=田间净水量/渠道首端总引水量）6.C（盐碱地改良需通过排水降低地下水位，减少盐分表聚）7.A（喷头组合间距由射程和均匀度要求决定）8.B（混凝土衬砌抗冻标号一般不低于F100，寒冷地区需提高）9.A（集水管需汇集排水管的水，埋设更深）10.A（灌溉制度依据作物需水规律、土壤水分和气候条件制定）二、多项选择题1.ABC（喷头是喷灌系统组件，滴灌使用滴头）2.ABC（作物类型不直接影响渠道渗漏）3.ABC（排水工程主要排除多余水，而非增加地下水补给）4.ABCD（喷灌需校核均匀度、强度、压力和水头损失）5.BC（旱作区≥75%，水稻区≥85%，规范GB502882018）三、填空题1.一次灌水单位面积上的灌水量（单位：m³/亩或mm）2.与地面坡度相适应，使流速在不冲不淤范围内3.单位排水面积上的排水流量；m³/(s·km²)或L/(s·hm²)4.渗灌5.凋萎系数；田间持水率6.减少渗漏损失；防止渠道冲刷四、简答题1.喷灌优缺点：优点是节水（比地面灌溉省水30%~50%）、均匀度高、适应性强；缺点是受风影响大、投资较高。适用场景：地形起伏大、经济作物区。滴灌优缺点：优点是节水（比喷灌省水20%~30%）、精准控量、减少杂草；缺点是易堵塞、维护要求高。适用场景：干旱区、果树或设施农业。2.原则：将高处来水（如坡面径流）通过截流沟直接排入高一级沟道，避免汇入低洼区；低洼区积水通过低沟道排出。意义：减少排水系统负担，避免高水低排导致的涝渍，提高排水效率。3.主要参数：底宽b、水深h、边坡系数m、糙率n、底坡i。确定方法：根据设计流量Q，采用曼宁公式v=R^(2/3)i^(1/2)/n，结合断面面积A=Q/v，联立A=(b+mh)h求解b和h（需满足不冲不淤流速）。4.关键指标：地下水临界深度（防止盐分表聚的最小埋深）和排水模数（单位面积排水量）。计算方法：临界深度=土壤毛管水上升高度+安全超高（一般0.2~0.3m）；排水模数通过公式q=αH/t（α为径流系数，H为设计暴雨量，t为排水时间）。5.影响因素：渠道渗漏损失、田间深层渗漏、灌水方法（如漫灌损失大）、管理水平。提高措施：渠道防渗（混凝土、膜料等）、推广节水灌溉（滴灌、喷灌）、优化灌水制度（小定额多次灌）、加强量水设施和管理。五、计算题题1：净灌溉定额m净=ETPK=45012030=300mm=300m³/hm²=200m³/亩（1hm²=15亩，300/15=20m³/亩？修正：1mm=1m³/亩×1/1000×667≈0.667m³/亩，300mm=300×0.667≈200m³/亩）。毛灌溉定额m毛=m净/η=200/0.75≈266.67m³/亩（注：η为灌溉水利用系数，已包含田间损失，无需再除以η田）。题2：（1）曼宁公式v=R^(2/3)i^(1/2)/n，假设均匀流时Q=Av，A=R×χ（χ为湿周，梯形χ=b+2h√(1+m²)），但需联立求解。简化计算：假设水力最佳断面（b=2h(√(1+m²)m)，m=1时b=2h(√21)≈0.828h），但题目已给定h=1.2m，直接计算：A=(b+1×1.2)×1.2=1.2b+1.44；湿周χ=b+2×1.2×√(1+1²)=b+3.394；水力半径R=A/χ=(1.2b+1.44)/(b+3.394)；流速v=Q/A=2.5/(1.2b+1.44)；代入曼宁公式：2.5/(1.2b+1.44)=[(1.2b+1.44)/(b+3.394)]^(2/3)×(1/2000)^(1/2)/0.014；计算得b≈1.5m（迭代求解），则R=A/χ=(1.2×1.5+1.44)/(1.5+3.394)=3.24/4.894≈0.662m。（2）若h=1.2m，A=(b+1×1.2)×1.2=1.2b+1.44；v=Q/A=2.5/(1.2b+1.44)；由曼宁公式v=R^(2/3)i^(1/2)/n=0.662^(2/3)×(0.0005)^(1/2)/0.014≈0.754×0.0224/0.014≈1.21m/s；则A=2.5/1.21≈2.066m²；联立1.2b+1.44=2.066→b≈(2.0661.44)/1.2≈0.522m（与假设的最佳断面不同，需按实际h计算）。（3）流速v=1.21m/s，介于0.3~3.5m/s之间，满足不冲不淤要求。六、综合分析题问题成因：灌溉问题：渠道老化渗漏（灌溉水利用系数低），导致实际供水量不足；排水问题：排水系统不完善（沟道淤堵、断面不足），暴雨后地表积水难排；盐碱化：地下水位过高（排水不畅），蒸发导致盐分表聚。解决方案：1.灌溉工程：渠道防渗改造：对渗漏严重的渠道采用混凝土衬砌或复合土工膜防渗，降低渗漏损失（目标η≥0.8）；推广节水灌溉：在经济作物区（如蔬菜）试点滴灌，大田作物（小麦、玉米）采用低压管灌，减少田间损失；配套量水设施：安装超声波流量计，精准计量，避免跑冒滴漏。2.排水工程：清淤疏竣现有沟道：恢复干、支、斗沟设计断面，确保排水模数达标（设计暴雨重现期5~10年，排水时间≤3天）；增设田间排水系统：在低洼区布置暗管排水（管径100~150mm，间距10~20m）