农田水利学进阶试题及答案

农田水利学进阶试题及答案一、单项选择题（共10题，每题2分，共20分）1.灌溉设计保证率是指（）A.灌区实际年供水量达到设计供水量的年数占总年数的百分比B.作物需水关键期内灌溉用水量得到满足的概率C.灌溉工程在多年运行中，灌溉用水得到保证的年数占总年数的百分比D.灌溉水利用系数达到设计值的概率2.下列关于作物需水量的描述，错误的是（）A.需水量是作物蒸腾量与棵间蒸发量之和B.需水量与气象条件、作物种类、土壤水分状况相关C.彭曼蒙特斯公式是计算作物需水量的常用方法D.同一作物在不同生育阶段的需水量相同3.暗管排水系统中，管道间距主要取决于（）A.土壤渗透系数与地下水位控制目标B.管道直径与坡度C.作物耐渍深度D.排水模数4.渠道设计流量计算中，田间水利用系数是指（）A.渠道净流量与毛流量的比值B.田间实际灌入农田的水量与渠道引入田间的水量的比值C.作物实际耗水量与灌溉供水量的比值D.渠道末级固定渠道的净流量与毛流量的比值5.防治土壤次生盐碱化的核心措施是（）A.减少灌溉定额B.提高灌溉水利用系数C.建立完善的排水系统D.采用滴灌等节水灌溉技术6.喷灌系统中，喷头组合间距的确定主要依据（）A.喷头射程与喷灌均匀度B.作物种植行距C.系统工作压力D.土壤入渗速率7.排水模数的单位是（）A.m³/sB.m³/(s·km²)C.mm/dD.L/(h·m)8.灌溉制度设计中，确定灌水定额的主要依据是（）A.土壤田间持水量与凋萎系数之差B.作物需水量与有效降水量之差C.灌溉水利用系数D.地下水位埋深9.渠道横断面设计中，采用曼宁公式计算流速时，糙率n的取值与（）无关A.渠道衬砌材料B.渠道水流含沙量C.渠道表面光滑程度D.渠道运行时间10.微灌系统中，滴头流量的设计应满足（）A.大于土壤饱和导水率B.小于土壤入渗速率C.等于作物日平均需水量D.与系统工作压力无关二、多项选择题（共10题，每题2分，共20分。每题至少2个正确选项，错选、漏选均不得分）1.影响作物需水量的主要因素包括（）A.气象条件（温度、湿度、风速、日照）B.作物品种与生育阶段C.土壤质地与含水量D.农业技术措施（如耕作、施肥）2.渠道防渗的主要目的是（）A.减少渠道渗漏损失B.防止渠道冲刷C.提高灌溉水利用系数D.控制地下水位3.排水系统的组成包括（）A.田间排水网（毛沟、农沟）B.输水沟（斗沟、支沟、干沟）C.排水容泄区（河流、湖泊、海洋）D.节制闸、退水闸等附属建筑物4.节水灌溉技术的类型包括（）A.渠道防渗与管道输水B.喷灌、微灌（滴灌、微喷）C.覆膜保墒与免耕技术D.水稻“薄、浅、湿、晒”灌溉5.土壤水的有效范围是（）A.从凋萎系数到田间持水量B.从饱和含水量到田间持水量C.作物能吸收利用的土壤水分区间D.重力水与毛管水的总和6.灌溉水源的类型包括（）A.地表水源（河流、湖泊、水库）B.地下水源（潜水、承压水）C.非常规水源（雨水、再生水）D.土壤水7.渠道设计流量计算需考虑的损失包括（）A.渠道渗漏损失B.水面蒸发损失C.渠道退水损失D.沿程水头损失8.盐碱地改良的工程措施包括（）A.冲洗压盐（引淡水淋洗盐分）B.种植耐盐作物C.井灌井排（抽取地下水降低水位）D.深耕松土9.喷灌系统的组成部分包括（）A.水源工程（机井、水库）B.首部枢纽（水泵、过滤器、施肥装置）C.输配水管道（干管、支管、竖管）D.喷头10.农田水利工程规划的基本原则包括（）A.因地制宜，结合当地自然条件与社会经济需求B.开源与节流并重，提高水资源利用效率C.工程措施与农业措施结合（如平整土地、调整种植结构）D.生态保护优先，避免破坏环境三、填空题（共10题，每题2分，共20分）1.作物需水量的常用计算方法包括________（基于气象参数的能量平衡法）和________（基于作物系数与参考作物蒸散量的经验法）。2.渠道纵断面设计中，水面比降通常取与________基本一致，以减少水头损失。3.排水系统的排水标准通常包括________（排除地面涝水的能力）和________（控制地下水位的能力）。4.灌溉水利用系数是指________与________的比值。5.土壤含水量的表示方法包括________（重量百分比）和________（体积百分比）。6.滴灌系统中，毛管的铺设方式分为________（与作物行向一致）和________（垂直于作物行向）。7.渠道渗漏损失的主要计算方法有________（基于单位长度渗漏量的经验公式）和________（基于土壤渗透系数的理论公式）。8.地下水临界深度是指________不致引起土壤积盐的最小地下水位埋深。9.喷灌均匀度常用________（实测喷洒水深的均匀程度）和________（考虑喷头组合的理论均匀度）表示。10.水稻灌溉制度的关键参数包括________（插秧至成熟的总灌水量）、________（各生育阶段的灌水时间与定额）。四、简答题（共5题，每题8分，共40分）1.简述灌溉制度的主要内容及设计步骤。2.对比分析明沟排水与暗管排水的优缺点。3.说明渠道横断面设计的主要步骤（以梯形断面为例）。4.解释“非充分灌溉”的概念及其适用条件。5.分析滴灌系统中滴头堵塞的主要原因及防治措施。五、计算题（共2题，每题10分，共20分）1.某灌区种植小麦，面积2000亩，设计灌溉定额为60m³/亩，灌溉水利用系数为0.75，求该灌区的毛灌溉用水量（单位：万m³）。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，底坡i=0.0005。试用曼宁公式计算渠道正常水深h（曼宁公式：v=R^(2/3)i^(1/2)/n，R=A/(b+2mh)，A=bh+mh²）。答案及解析一、单项选择题1.C【解析】灌溉设计保证率是灌溉工程在多年运行中，灌溉用水得到保证的年数占总年数的百分比，反映工程供水的可靠性。2.D【解析】同一作物在不同生育阶段需水量差异显著（如拔节期需水量远大于苗期）。3.A【解析】暗管间距由土壤渗透系数（决定水在土壤中的流动速度）和地下水位控制目标（如要求水位降至某一深度）共同决定。4.B【解析】田间水利用系数=田间实际灌入水量/渠道引入田间水量，反映田间灌水效率。5.C【解析】次生盐碱化的主因是地下水位过高导致盐分随毛管水上升至地表，完善排水系统可降低地下水位，是核心措施。6.A【解析】喷头组合间距需保证喷洒范围覆盖且均匀度达标（通常要求≥85%）。7.B【解析】排水模数单位为m³/(s·km²)，表示单位面积的排水流量。8.A【解析】灌水定额=（田间持水量土壤初始含水量）×土壤容重×计划湿润层深度，核心是土壤有效储水能力。9.B【解析】糙率n与衬砌材料（如混凝土、土渠）、表面光滑度（如是否长草）、运行时间（如是否淤积）相关，与水流含沙量无关。10.B【解析】滴头流量需小于土壤入渗速率，避免地表积水或深层渗漏。二、多项选择题1.ABCD【解析】气象、作物、土壤、农业措施均影响需水量（如覆膜可减少棵间蒸发）。2.ABCD【解析】防渗可减少渗漏损失（提高水利用系数）、防止冲刷（延长渠道寿命）、控制地下水位（避免盐碱化）。3.ABCD【解析】排水系统包括田间网、输水沟、容泄区及附属建筑物（如节制闸调节流量）。4.ABCD【解析】节水技术涵盖工程（防渗、管道）、灌水方法（喷微灌）、农艺（覆膜、免耕）、管理（水稻优化灌溉）。5.AC【解析】有效水是凋萎系数到田间持水量之间的毛管水，作物可吸收利用。6.ABC【解析】灌溉水源包括地表、地下、非常规水源（雨水、再生水），土壤水是作物直接利用的水分，非“水源”。7.AB【解析】渠道损失主要是渗漏和蒸发（退水损失属管理问题，非设计固定损失；水头损失影响流速，与流量损失无关）。8.AC【解析】工程措施指通过水利工程改良（冲洗、井灌井排），种植耐盐作物和深耕属农业措施。9.ABCD【解析】喷灌系统由水源、首部（水泵、过滤）、管道、喷头四部分组成。10.ABCD【解析】规划需结合自然条件（如地形、水文）、经济需求（如作物种植结构）、节水（开源节流）、生态保护（如避免湿地破坏）。三、填空题1.彭曼蒙特斯公式；作物系数法（或KcET0法）2.地面比降3.排涝标准；排渍标准4.田间净灌溉水量；渠道毛灌溉水量5.重量含水量；体积含水量6.单行毛管；双行毛管（或“沿行铺设”“垂直铺设”）7.经验公式法（如霍尔顿公式）；渗透系数法（如达西定律）8.土壤9.实测喷洒均匀度（或克里斯琴森均匀度）；理论组合均匀度10.总灌溉定额；各生育阶段灌水时间与定额四、简答题1.灌溉制度内容：包括作物全生育期灌水次数、每次灌水时间、灌水定额（单次灌水量）、灌溉定额（全生育期总灌水量）。设计步骤：①确定设计保证率（如80%）；②计算作物需水量（ETc=Kc×ET0）；③计算有效降水量（P0=α×P，α为有效利用系数）；④确定土壤有效储水量（W=（θfθ0）×γ×H，θf为田间持水量，θ0为初始含水量，γ为土壤容重，H为计划湿润层深度）；⑤计算净灌溉定额（m净=ETcP0±ΔW，ΔW为土壤储水变化量）；⑥考虑灌溉水利用系数，计算毛灌溉定额（m毛=m净/η）。2.明沟排水：优点：投资低、施工简单、便于维护；缺点：占用耕地、易坍塌淤积、影响机械化作业、蒸发损失大。暗管排水：优点：不占耕地、排水效率高（均匀控制地下水位）、减少蒸发、利于机械化；缺点：投资高（需管材、机械施工）、维护困难（堵塞后修复成本高）、对土壤透水性要求较高（需配合反滤层）。3.梯形渠道横断面设计步骤：①确定设计流量Q（考虑渗漏损失后的毛流量）；②选择渠道边坡系数m（根据土壤类型，如黏土m=1.0，砂土m=1.5）；③确定糙率n（根据衬砌材料，如混凝土n=0.017，土渠n=0.025）；④假设水深h，计算过水断面面积A=b×h+m×h²（b为底宽）；⑤计算水力半径R=A/(b+2m×h)；⑥用曼宁公式计算流速v=R^(2/3)×i^(1/2)/n；⑦验证Q=A×v是否等于设计流量，若不等则调整h或b，直至满足；⑧校核不冲不淤流速（v≥v不淤，v≤v不冲）；⑨确定超高（一般0.3~0.5m），完成断面设计。4.非充分灌溉概念：在作物生育期内不充分满足其需水要求，通过调控水分亏缺，使作物减产幅度最小而节水幅度最大的灌溉模式。适用条件：①水资源短缺地区（如西北干旱区）；②高水分利用效率作物（如棉花、玉米）；③灌溉成本高的区域（如远距离调水灌区）；④需控制作物营养生长（如防止水稻倒伏、果树徒长）。5.滴头堵塞原因：①物理堵塞（泥沙、有机物颗粒沉积）；②化学堵塞（钙镁离子沉淀形成水垢）；③生物堵塞（藻类、细菌等微生物繁殖形成胶状物）。防治措施：①水源预处理（过滤，如安装砂石过滤器、筛网过滤器）；②化学处理（酸洗溶解水垢，如用0.5%盐酸冲洗）；③定期冲洗系统（反向冲洗毛管）；④控制施肥浓度（避免化肥结晶）；⑤选择抗堵塞滴头（如压力补偿式滴头、大流量滴头）。五、计算题1.解：毛灌溉用水量=（净灌溉定额×面积）/灌溉水利用系数净灌溉定额=60m³/亩，面积=2000亩=2000×(1/15)≈133.33hm²（非必要转换）毛灌溉用水量=（60×2000）/0.75=120000/0.75=160000m³=16万m³答案：16万m³2.解：曼宁公式：v=R^(2/3)×i^(1/2)/n，Q=A×v=A×R^(2/3)×i^(1/2)/n已知Q=1.5m³/s，b=1.2m，m=1.0，n=0.025，i=0.0005设水深h，计算A=b×h+m×h²=1.2h+h²湿周χ=b+2m×h=1.2+2h水力半径R=A/χ=(1.2h+h²)/(1.2+2h)代入曼宁公式：v=(R^(2/3)×0.0005^(1/2))/0.025