灌排工程学试题及答案

灌排工程学试题及答案一、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.灌溉季节中，能满足作物需水要求的天数占总天数的百分比C.灌溉面积中，实际得到灌溉的面积占设计面积的百分比D.灌溉水量中，有效利用的水量占总引水量的百分比2.梯形渠道的水力最优断面是指（）A.过水断面面积最小的断面B.湿周最小的断面C.流量最大的断面D.流速最大的断面3.土壤水势的主要组成不包括（）A.基质势B.压力势C.溶质势D.重力势4.喷灌系统中，喷头的组合间距通常按（）确定A.喷头射程的1.0倍B.喷头射程的1.2~1.5倍C.喷头射程的2.0倍D.喷头射程的0.8倍5.农田排水中，“三日暴雨七日排至耐淹水深”属于（）A.除涝标准B.防渍标准C.防止土壤盐碱化标准D.生态排水标准6.渠道渗漏损失的主要形式是（）A.水面蒸发B.湿润带蒸发C.深层渗漏D.侧向渗漏7.滴灌系统中，毛管的设计流量应满足（）A.单株作物需水量B.毛管上所有滴头流量之和C.滴头最大工作压力下的流量D.支管最小流量8.灌溉水利用系数的计算式为（）A.田间净灌溉水量/渠首引入总水量B.作物实际耗水量/渠首引入总水量C.田间净灌溉水量/作物需水量D.有效降雨量/渠首引入总水量9.排水模数的单位是（）A.m³/sB.m³/(s·km²)C.mm/dD.m/d10.渠道纵坡设计时，若纵坡过陡，可能导致（）A.泥沙淤积B.渠道冲刷C.水位不足D.渗漏增加二、多项选择题（每题3分，共15分；错选、漏选均不得分）1.节水灌溉技术主要包括（）A.喷灌B.漫灌C.滴灌D.微喷灌2.渠道防渗措施中，属于刚性材料防渗的有（）A.混凝土衬砌B.浆砌石衬砌C.塑料薄膜防渗D.沥青混凝土衬砌3.农田排水系统的组成包括（）A.田间排水网B.输水沟（管）道C.容泄区D.截流沟4.影响作物需水量的主要因素有（）A.气象条件B.土壤性质C.作物种类D.农业技术措施5.灌溉制度设计的主要内容包括（）A.灌水次数B.灌水定额C.灌溉定额D.灌水时间三、填空题（每空1分，共15分）1.灌溉工程按水源类型可分为__________和__________两大类。2.渠道横断面的常见形式有梯形、__________、__________和复合断面。3.土壤含水量的表示方法包括重量含水量、__________和__________。4.喷灌系统按设备组成可分为__________、__________和__________三种类型。5.农田排水的主要任务是排除__________、降低__________和防止土壤盐碱化。6.渠道水力计算的主要参数包括流量、__________、__________和糙率。7.滴灌系统的组成包括水源工程、__________、__________和滴头。四、简答题（每题8分，共32分）1.简述喷灌系统的组成及各部分的主要作用。2.渠道水力计算的主要任务是什么？需要满足哪些基本要求？3.农田渍害的主要成因是什么？防治渍害的工程措施有哪些？4.简述灌溉水利用系数的意义及提高该系数的主要措施。五、计算题（共20分）题目1（10分）：某梯形混凝土衬砌渠道，设计流量Q=5m³/s，底宽b=3m，边坡系数m=1.0，糙率n=0.015，渠道纵坡i=0.0005。试计算渠道正常水深h（已知谢才公式C=R^(1/6)/n，水力半径R=A/χ，A=(b+mh)h，χ=b+2h√(1+m²)）。题目2（10分）：某小麦灌区设计年降雨量P=500mm，其中有效降雨量P_e=300mm，小麦全生育期需水量ET=450mm，灌溉水利用系数η=0.7。试计算该灌区小麦的灌溉定额（单位：m³/亩）。六、综合分析题（共18分）某平原灌区面积10万亩，以种植玉米和小麦为主，现有灌溉系统为土渠输水，渗漏严重（渠道水利用系数仅0.4），田间采用漫灌（田间水利用系数0.6）。近年来，灌区面临水资源短缺问题，且部分区域因地下水位偏高出现土壤次生盐碱化。问题：1.分析该灌区现有灌溉系统存在的主要问题。（6分）2.提出改善灌溉效率的工程措施，并说明理由。（6分）3.针对土壤次生盐碱化问题，提出排水系统优化建议。（6分）灌排工程学试题答案一、单项选择题1.A2.B3.B4.B5.A6.C7.B8.A9.B10.B二、多项选择题1.ACD2.ABD3.ABCD4.ABCD5.ABCD三、填空题1.地面灌溉、地下灌溉（或自流灌溉、提水灌溉）2.矩形、U形3.容积含水量、相对含水量4.管道式喷灌、机组式喷灌、中心支轴式喷灌5.地面涝水、地下水位6.水深、底宽（或流速、水力半径）7.首部枢纽、输配水管网四、简答题1.喷灌系统组成及作用：喷灌系统由水源工程、首部枢纽、输配水管网和喷头四部分组成。水源工程：提供符合水质要求的灌溉水源（如河流、水库、机井等）。首部枢纽：包括水泵、动力机、过滤器、化肥注入装置等，用于加压、过滤、调节水质和施肥。输配水管网：由干管、支管、毛管组成，将压力水输送至田间。喷头：将压力水均匀喷洒到田间，模拟自然降雨。2.渠道水力计算任务及要求：任务：确定渠道的横断面尺寸（底宽、水深）、纵坡、糙率等参数，确保渠道能安全、经济地输送设计流量。要求：满足设计流量要求（Q≥设计流量）；流速在允许范围内（不冲不淤，一般0.5~3m/s）；水位满足下级渠道或田间灌溉要求；横断面形式经济合理（如水力最优断面）。3.农田渍害成因及防治措施：成因：地下水位长期高于作物根系活动层（通常0.5~1.0m）；土壤过湿，通气性差，影响作物根系呼吸；可能伴随土壤还原性物质积累（如硫化氢）。防治措施：工程措施：修建明沟或暗管排水系统降低地下水位；农业措施：深耕改土、增施有机肥改善土壤结构；管理措施：控制灌溉定额，避免过量灌水。4.灌溉水利用系数意义及提高措施：意义：反映灌溉水从渠首到田间的有效利用程度（η=田间净水量/渠首引水量），是衡量灌溉系统效率的核心指标。提高措施：渠道防渗（如混凝土衬砌、浆砌石）减少渗漏；改进田间灌溉技术（如改漫灌为喷灌、滴灌）；优化灌溉制度（按需灌水，减少深层渗漏）；加强灌溉管理（减少跑水、漏水）。五、计算题题目1解答：已知Q=5m³/s，b=3m，m=1.0，n=0.015，i=0.0005。谢才公式：Q=AC√(Ri)，其中C=R^(1/6)/n，R=A/χ，A=(b+mh)h=(3+h)h，χ=b+2h√(1+m²)=3+2h√2≈3+2.828h。假设h=1.5m：A=(3+1.5)×1.5=6.75m²，χ=3+2.828×1.5≈7.242m，R=6.75/7.242≈0.932m，C=0.932^(1/6)/0.015≈(0.988)/0.015≈65.87，Q=6.75×65.87×√(0.932×0.0005)=6.75×65.87×√(0.000466)≈6.75×65.87×0.0216≈6.75×1.423≈9.63m³/s（大于5，h需减小）。假设h=1.0m：A=(3+1.0)×1.0=4.0m²，χ=3+2.828×1.0≈5.828m，R=4.0/5.828≈0.686m，C=0.686^(1/6)/0.015≈(0.919)/0.015≈61.27，Q=4.0×61.27×√(0.686×0.0005)=4.0×61.27×√(0.000343)≈4.0×61.27×0.0185≈4.0×1.133≈4.53m³/s（接近5，h≈1.05m）。精确计算（迭代法）：设h=1.05m，A=(3+1.05)×1.05=4.05×1.05≈4.2525m²，χ=3+2.828×1.05≈3+2.97≈5.97m，R=4.2525/5.97≈0.712m，C=0.712^(1/6)/0.015≈(0.925)/0.015≈61.67，Q=4.2525×61.67×√(0.712×0.0005)=4.2525×61.67×√(0.000356)≈4.2525×61.67×0.0189≈4.2525×1.166≈4.96m³/s≈5m³/s（符合）。故正常水深h≈1.05m。题目2解答：灌溉定额（净）=作物需水量有效降雨量=450mm300mm=150mm。灌溉定额（毛）=净定额/η=150mm/0.7≈214.29mm=214.29m³/亩（1mm=0.667m³/亩，150mm=100m³/亩？需修正单位换算）。正确换算：1亩=666.7m²，1mm水深=666.7m²×0.001m=0.6667m³/亩。净灌溉定额=150mm×0.6667m³/(亩·mm)=100m³/亩。毛灌溉定额=100/0.7≈142.86m³/亩。六、综合分析题1.主要问题：渠道渗漏严重（水利用系数0.4），水资源浪费大；田间灌溉方式落后（漫灌），田间水利用系数低（0.6）；地下水位偏高导致土壤次生盐碱化（排水系统不完善）；灌溉效率低，加剧水资源短缺。2.改善灌溉效率的工程措施：渠道防渗改造：将土渠改为混凝土衬砌或浆砌石渠道，减少渗漏（可提高渠道水利用系数至0.8以上）；推广节水灌溉技术：田间改漫灌为喷灌、滴灌或管灌，提高田间水利用系数