灌溉排水工程试题及答案

灌溉排水工程试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.灌溉设计保证率是指（）。A.灌区实际灌溉面积占设计灌溉面积的比率B.设计灌溉年内作物需水要求得到满足的概率C.灌溉工程正常运行的年数占总年数的比率D.灌溉水源供水量满足作物需水的比例2.下列不属于土壤水有效水范围的是（）。A.吸湿水B.毛管水C.重力水D.膜状水3.喷灌与地面灌溉相比，最显著的优点是（）。A.投资成本低B.节水效果好C.适用于所有地形D.对水质要求低4.排涝设计标准中，“一日暴雨三日排完”中的“一日暴雨”指的是（）。A.当地历史最大一日降雨量B.设计频率下的一日最大降雨量C.作物耐淹期内的最大日降雨量D.多年平均一日降雨量5.渠道横断面设计中，水力最优断面是指（）。A.湿周最小的断面B.过水面积最大的断面C.流速最快的断面D.糙率最小的断面6.作物需水量的主要计算方法中，彭曼公式属于（）。A.水量平衡法B.能量平衡法C.经验公式法D.蒸腾蒸发法7.暗管排水系统中，集水管与排水管的连接角度通常不小于（）。A.30°B.45°C.60°D.90°8.灌溉定额是指（）。A.作物全生育期单位面积的总灌水量B.某次灌水单位面积的灌水量C.单位面积灌溉系统的日供水量D.作物关键生育期的灌水量9.衡量农田排水效果的关键指标是（）。A.地下水位埋深B.土壤容重C.土壤pH值D.地表径流量10.渠道防渗工程中，混凝土衬砌的伸缩缝间距一般为（）。A.1～3mB.3～5mC.5～10mD.10～15m二、多项选择题（每题3分，共15分，少选得1分，错选不得分）1.影响作物需水量的主要因素包括（）。A.气象条件B.土壤性质C.作物种类D.灌溉方式2.明沟排水的主要缺点有（）。A.占用耕地面积大B.维护成本高C.容易坍塌D.排水速度慢3.渠道防渗的主要措施有（）。A.混凝土衬砌B.塑料薄膜防渗C.土壤夯实D.种植水生植物4.喷灌系统的组成部分包括（）。A.水源工程B.首部枢纽C.输配水管道D.喷头5.农田排水的主要任务是（）。A.排除地表多余水量B.控制地下水位C.改良盐碱土D.增加土壤透气性三、填空题（每题2分，共20分）1.灌溉制度的三个基本参数是灌水定额、灌水时间和__________。2.土壤水分特征曲线反映了土壤水吸力与__________的关系。3.排水系统的组成包括田间排水网、__________、排水容泄区。4.作物需水量的常用表示单位是__________（填写单位符号）。5.渠道水力计算中，曼宁公式的表达式为__________（写出公式）。6.喷灌系统按设备固定程度可分为固定式、__________和移动式。7.农田盐碱化的主要原因是地下水位过高导致__________。8.排涝模数的单位是__________（填写单位符号）。9.灌溉水利用系数是指__________与渠道首部引入总水量的比值。10.暗管排水中，常用的管材有混凝土管、__________和塑料管。四、简答题（每题6分，共30分）1.简述作物需水量与灌溉定额的区别与联系。2.说明暗管排水的主要优点和适用条件。3.渠道水力计算的主要步骤包括哪些？4.喷灌系统设计中，如何确定喷头的组合间距？5.农田排水中，“以排定灌”原则的含义及应用意义是什么？五、应用题（共25分）1.灌溉制度计算（10分）某地区种植冬小麦，全生育期需水量为450mm，有效降雨量为120mm，土壤初始有效储水量为80mm，收获时土壤有效储水量为60mm。（1）计算该作物全生育期的净灌溉定额（单位：mm）。（2）若灌溉水利用系数为0.75，计算毛灌溉定额（单位：mm）。2.排水沟间距计算（8分）某农田采用明沟排水，土壤渗透系数K=0.5m/d，要求地下水位从初始埋深0.5m降至设计埋深2.0m，水位降深S=1.5m，排水沟深度H=2.5m，试按经验公式计算排水沟的合理间距L（经验公式：\(L=1.5\sqrt{KHS}\)）。3.渠道断面设计（7分）某灌溉渠道设计流量Q=1.2m³/s，糙率n=0.025，比降i=1/2000，采用梯形断面，边坡系数m=1.0，要求按水力最优断面设计，计算渠道的底宽b和水深h（水力最优断面条件：\(b=2h(\sqrt{1+m^2}m)\)，曼宁公式：\(v=\frac{1}{n}R^{2/3}i^{1/2}\)，\(R=\frac{A}{\chi}\)，\(A=(b+mh)h\)，\(\chi=b+2h\sqrt{1+m^2}\)）。灌溉排水工程试题答案一、单项选择题1.B2.A3.B4.B5.A6.B7.B8.A9.A10.C二、多项选择题1.ABCD2.ABC3.ABC4.ABCD5.ABC三、填空题1.灌水次数2.土壤含水量3.输水沟（或骨干排水系统）4.mm（或m³/亩）5.\(v=\frac{1}{n}R^{2/3}i^{1/2}\)（或\(Q=A\cdot\frac{1}{n}R^{2/3}i^{1/2}\)）6.半固定式7.盐分随毛细管水上升至地表积累8.m³/(s·km²)9.田间实际灌入作物根区的有效水量10.陶管（或瓦管）四、简答题1.区别：作物需水量是指作物全生育期通过蒸腾蒸发消耗的水量（包括植株蒸腾和棵间蒸发）；灌溉定额是为满足作物需水要求，实际需要补充的灌溉水量（需扣除有效降雨、土壤储水等）。联系：灌溉定额是作物需水量的一部分，需根据需水量、有效降雨量、土壤储水变化等计算得出（公式：净灌溉定额=需水量有效降雨量（初始储水量收获时储水量））。2.优点：不占用耕地，减少土地浪费；排水均匀，效果稳定；维护成本低，使用寿命长；减少杂草滋生和鼠害。适用条件：地势平坦、土壤透水性较好的地区；地下水位较高、需要长期稳定控制水位的农田；人多地少、耕地资源紧张的区域。3.主要步骤：（1）确定设计流量；（2）选择渠道断面形式（如梯形、矩形）；（3）确定边坡系数m、糙率n、比降i等参数；（4）按水力最优断面或允许流速条件计算断面尺寸（底宽b、水深h）；（5）校核流速是否在允许范围内（不冲不淤）；（6）确定超高和堤顶宽度。4.喷头组合间距需满足：（1）保证喷灌均匀度（一般要求均匀系数≥0.8）；（2）考虑喷头的射程R（单喷头射程为R）；（3）采用矩形或三角形组合时，横向间距a和纵向间距b需满足a≤0.9R，b≤0.9R（三角形组合时b≤0.87R）；（4）结合风速调整，风大时缩小间距。5.含义：根据农田排水能力确定灌溉规模和方式，避免因灌溉导致地下水位过高或田间积水。意义：防止土壤次生盐碱化；协调灌排矛盾，提高水资源利用效率；保障作物根系生长环境（避免涝渍）；实现灌排系统的联合优化设计。五、应用题1.灌溉制度计算（1）净灌溉定额\(M_{净}=EP_{有效}(W_{初始}W_{收获})\)代入数据：\(M_{净}=450120(8060)=45012020=310\,\text{mm}\)（2）毛灌溉定额\(M_{毛}=M_{净}/\eta\)（η为灌溉水利用系数）代入数据：\(M_{毛}=310/0.75≈413.33\,\text{mm}\)2.排水沟间距计算经验公式\(L=1.5\sqrt{KHS}\)已知：K=0.5m/d，H=2.5m（排水沟深度），S=1.5m（水位降深）代入计算：\(L=1.5\times\sqrt{0.5\times2.5\times1.5}=1.5\times\sqrt{1.875}≈1.5\times1.369≈2.05\,\text{m}\)（注：实际工程中需结合土壤质地修正，此处按公式直接计算）3.渠道断面设计水力最优断面条件：\(b=2h(\sqrt{1+m^2}m)\)（m=1.0）代入m=1.0，得\(b=2h(\sqrt{2}1)≈2h\times0.414=0.828h\)过水面积\(A=(b+mh)h=(0.828h+h)h=1.828h^2\)湿周\(\chi=b+2h\sqrt{1+m^2}=0.828h+2h\sqrt{2}≈0.828h+2.828h=3.656h\)水力半径\(R=A/\chi=1.828h^2/3.656h=0.5h\)曼宁公式\(Q=A\cdot\frac{1}{n}R^{2/3}i^{1/2}\)代入数据：\(1.2=1.828h^2\times\frac{1}{0.025}\times(0.5h)^{2/3}\times(1/2000)^{1/2}\)化简：\(1.2=1.828h^2\times40\times(0.5)^{2/3}h^{2/3}\times0.02236\)计算系数：\(1.828\times40\times0.63\times0.02236≈1.828\times40\times0.0141≈1.828\times0.564≈1.031\)则\(1.2=1.031h^{2+2/3}=1.031h^{8/3}\)解得\(h^{8/3}≈1.164\)，取对数得\(h≈1.164^{3/8}