水利灌溉题库及答案

水利灌溉题库及答案一、选择题（每题2分，共20题）1.以下哪项不属于灌溉制度的核心要素？A.灌水次数B.灌水定额C.灌溉水质D.灌溉时间答案：C2.滴灌系统中，毛管的主要作用是：A.输送压力水至田间B.控制灌溉流量C.均匀分配水分到滴头D.过滤水中杂质答案：C3.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.F200答案：B4.土壤含水量用体积百分数表示时，计算公式为（θv）=（湿土体积-干土体积）/干土体积×100%，该表述是否正确？A.正确B.错误答案：B（正确公式应为θv=（水的体积/土壤总体积）×100%）5.喷灌系统设计中，喷头的组合间距通常取喷头射程的：A.0.5-0.7倍B.0.8-1.2倍C.1.2-1.5倍D.1.5-2.0倍答案：B6.以下哪种灌溉方式的田间水利用系数最高？A.畦灌B.沟灌C.滴灌D.漫灌答案：C7.灌溉水源的水质评价中，全盐量超过（）时不宜直接用于灌溉？A.1g/LB.3g/LC.5g/LD.7g/L答案：B8.渠道纵坡设计的主要依据是：A.土壤渗透性B.水流流速控制C.渠道长度D.灌溉面积答案：B（需满足不冲不淤流速要求）9.作物需水量的主要影响因素不包括：A.气象条件B.土壤质地C.种植密度D.灌溉设备类型答案：D10.低压管道输水灌溉系统中，常用的管材不包括：A.PVC管B.混凝土管C.钢管D.玻璃钢管答案：C（钢管成本高，低压系统较少使用）11.灌溉系统的年运行费主要包括：A.设备折旧费B.电费/油费C.管理费D.以上都是答案：D12.土壤水吸力与含水量的关系是：A.含水量越高，吸力越大B.含水量越低，吸力越大C.两者无直接关系D.吸力随含水量先增后减答案：B13.以下哪项属于非充分灌溉的核心目标？A.保证作物全生育期不缺水B.降低灌溉成本，提高水分利用效率C.增加单位面积产量D.扩大灌溉面积答案：B14.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B.土壤类型C.衬砌材料D.纵坡坡度答案：B（如黏土边坡系数小，砂土边坡系数大）15.滴灌系统中，首部枢纽的主要设备不包括：A.水泵B.过滤器C.施肥装置D.滴头答案：D（滴头属于田间设备）16.灌溉水利用系数的计算式为：A.净灌溉用水量/毛灌溉用水量B.毛灌溉用水量/净灌溉用水量C.田间有效利用水量/毛灌溉用水量D.净灌溉用水量/渠道输入水量答案：A17.以下哪种作物属于需水临界期对水分最敏感的类型？A.小麦（孕穗-抽穗期）B.玉米（拔节期）C.水稻（分蘖期）D.棉花（现蕾期）答案：A18.渠道渗漏损失的主要影响因素不包括：A.土壤渗透系数B.渠道运行时间C.水温D.渠道流量答案：C19.微喷灌与滴灌的主要区别在于：A.工作压力不同B.水滴直径和喷洒范围C.适用作物类型D.是否需要过滤答案：B（微喷水滴较大，覆盖范围更广）20.灌溉系统规划时，需优先考虑的原则是：A.经济性B.可行性C.可持续性D.以上都是答案：D二、简答题（每题5分，共10题）1.简述喷灌与滴灌的主要优缺点。答：喷灌优点：节水（比地面灌溉省水30%-50%）、适应性强（适用于各种地形）、调节田间小气候；缺点：受风速影响大（风速>3m/s时均匀度下降）、设备投资较高、耗能较大。滴灌优点：节水效率最高（省水50%-70%）、精准控制、减少杂草生长；缺点：易堵塞（对水质要求高）、投资成本高、盐分易在根区积累（需定期洗盐）。2.渠道横断面设计的主要步骤包括哪些？答：①确定设计流量（根据灌溉面积和灌水定额计算）；②选择断面形式（梯形、矩形等，常用梯形）；③确定边坡系数（依据土壤类型，如黏土取1:1，砂土取1:2）；④计算水深和底宽（通过明渠均匀流公式Q=AC√(Ri)，其中C为谢才系数，R为水力半径，i为纵坡）；⑤校核不冲不淤流速（确保流速大于不淤流速，小于不冲流速）；⑥确定超高（一般取0.3-0.5m，防止漫溢）。3.简述灌溉系统规划的主要原则。答：①因地制宜：结合地形、土壤、水源条件选择灌溉方式（如丘陵区宜喷灌，平原区宜渠道灌溉）；②节水高效：优先采用节水技术（滴灌、管灌），提高水利用系数；③经济合理：综合考虑投资、运行成本与效益，选择性价比高的方案；④可持续性：保护生态环境（避免土壤次生盐渍化）、合理开发水资源（不超采地下水）；⑤便于管理：系统布局应集中连片，设备操作简便，便于维护。4.土壤水分特征曲线的意义是什么？答：土壤水分特征曲线反映了土壤水吸力与含水量的关系，是灌溉决策的重要依据：①判断土壤持水能力（曲线越陡，质地越均匀）；②确定灌溉下限（当吸力达到作物临界值时需灌溉）；③计算土壤有效水含量（田间持水量与萎蔫系数之差）；④分析水分运动规律（用于土壤水动力学模型）。5.节水灌溉工程效益分析应包含哪些内容？答：①经济效益：计算节水效益（减少水费支出）、增产效益（提高作物产量）、节能效益（降低能耗）；②社会效益：扩大灌溉面积、保障粮食安全、促进农村经济发展；③生态效益：减少渠道渗漏（保护地下水资源）、降低土壤盐渍化风险、改善田间小气候；④可持续效益：延长工程使用寿命、减少维护成本、促进水资源可持续利用。6.简述滴灌系统堵塞的主要原因及防治措施。答：原因：①物理堵塞（泥沙、有机物颗粒堵塞滴头流道）；②化学堵塞（钙镁离子沉淀形成结垢）；③生物堵塞（藻类、细菌等微生物繁殖堵塞）。防治措施：①严格水质处理（安装砂石过滤器、网式过滤器）；②合理设计系统（控制滴头流量，避免流速过低）；③定期冲洗（反向冲洗管道和滴头）；④化学处理（添加酸类物质溶解结垢，使用氯制剂抑制微生物）；⑤加强管理（定期检查过滤器，及时更换损坏部件）。7.如何确定作物的灌溉制度？答：灌溉制度的确定需综合以下步骤：①收集基础数据（作物品种、生育期、气象资料、土壤性质）；②计算作物需水量（采用彭曼公式或作物系数法）；③确定有效降雨量（通过气象站数据统计）；④计算净灌溉定额（需水量-有效降雨量-土壤储水利用量）；⑤确定灌水次数和时间（根据作物需水临界期和土壤水分变化）；⑥校核毛灌溉定额（净定额/灌溉水利用系数）。8.渠道防渗的主要技术措施有哪些？答：①工程措施：混凝土衬砌（现浇或预制）、浆砌石衬砌、塑料薄膜防渗（埋于土中）、沥青混凝土防渗；②生物措施：种植草皮（适用于低流速渠道）、灌木护坡（减少表面冲刷）；③化学措施：土壤固化剂（如水泥土、石灰土）、高分子聚合物（增强土壤抗渗性）；④管理措施：控制渠道水位（避免频繁涨落）、及时修补裂缝、定期清淤。9.低压管道输水灌溉系统的设计要点有哪些？答：①管网布置：干管沿主坡向布置，支管垂直于作物种植行，减少转弯；②管径选择：根据流量和经济流速（一般0.5-1.5m/s）计算，大流量用大管径；③压力控制：工作压力不超过管材允许值（PVC管一般0.2-0.6MPa）；④出水口设置：间距50-100m，方便连接软管；⑤保护装置：设置进排气阀（防止水锤）、镇墩（固定弯头）、排水阀（冬季排空）。10.简述灌溉水质量对作物的影响及评价指标。答：影响：①盐分过高（全盐量>3g/L）导致土壤盐渍化，抑制作物生长；②重金属（铅、镉等）超标会在作物中富集，危害人体健康；③悬浮物过多（>1000mg/L）堵塞灌溉设备；④pH值异常（<5.5或>8.5）影响土壤微生物活性。评价指标：全盐量、氯化物含量（<350mg/L）、钠吸附比（SAR<10）、重金属浓度（符合《农田灌溉水质标准》GB5084-2021）、pH值（5.5-8.5）。三、计算题（每题10分，共5题）1.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=180mm播前土壤储水可利用量W0=50mm收获时土壤储水剩余量W1=30mm灌溉水利用系数η=0.75计算该灌区玉米的净灌溉定额和毛灌溉定额（单位：m³/亩）。解：净灌溉定额（m³/亩）=[ET(P+W0W1)]×(1000/1000)×(666.7/1000)=[450(180+5030)]×0.6667=(450200)×0.6667=250×0.6667≈166.68m³/亩毛灌溉定额=净定额/η=166.68/0.75≈222.24m³/亩答案：净灌溉定额约166.68m³/亩，毛灌溉定额约222.24m³/亩。2.某梯形渠道设计流量Q=1.2m³/s，底宽b=1.5m，水深h=1.2m，边坡系数m=1.0，糙率n=0.025，计算渠道的实际流速是否满足不冲流速（不冲流速vmax=0.8m/s）。解：过水断面面积A=(b+mh)h=(1.5+1×1.2)×1.2=2.7×1.2=3.24m²湿周χ=b+2h√(1+m²)=1.5+2×1.2×√2≈1.5+3.394≈4.894m水力半径R=A/χ≈3.24/4.894≈0.662m谢才系数C=(1/n)R^(1/6)=(1/0.025)×0.662^(1/6)≈40×0.94≈37.6流速v=Q/A=1.2/3.24≈0.37m/s（或用v=C√(Ri)，假设纵坡i=0.001，则v=37.6×√(0.662×0.001)=37.6×0.0257≈0.967m/s，需明确纵坡条件。本题若按均匀流计算，需补充纵坡i。假设i=0.0005，则v=37.6×√(0.662×0.0005)=37.6×0.0182≈0.684m/s<0.8m/s，满足不冲要求）答案：实际流速约0.684m/s，小于不冲流速0.8m/s，满足要求。3.某滴灌系统灌溉面积100亩，作物种植行距0.8m，株距0.3m，设计日耗水强度Ea=4mm/d，滴头流量q=2L/h，灌溉水利用系数η=0.9，每日灌溉时间t=10h，计算系统设计流量（单位：m³/h）。解：①单株作物日需水量：W=Ea×(行距×株距)=4mm×(0.8m×0.3m)=0.004m×0.24m²=0.00096m³/株②每亩株数：1/(0.8×0.3)=4.1667株/m²×666.7m²≈2778株/亩③100亩总株数：2778×100=277800株④日总需水量：277800×0.00096=266.688m³/d⑤系统设计流量：Q=(日总需水量)/(η×t)=266.688/(0.9×10)≈29.63m³/h（或按滴头数量计算：每亩滴头数=2778个，100亩=277800个，总流量=277800×2L/h=555600L/h=555.6m³/h，此方法错误，因滴灌为轮灌，需分组灌溉。正确方法：计算灌水周期T=Ea×土壤计划湿润层深度/允许最大耗水量，假设T=5d，则日需水量=总需水量/T=(ET×面积)/T，本题简化为按日耗水强度计算，正确设计流量应为：单滴头控制面积=0.8×0.3=0.24m²，单位面积滴头数=1/0.24≈4.1667个/m²，100亩=66670m²，总滴头数=66670×4.1667≈277792个，轮灌组数N=总滴头数×q/(系统流量×t)，但题目未提轮灌，假设同时灌溉，系统流量=总滴头数×q=277792×2L/h=555584L/h=555.58m³/h，与前法矛盾，说明需明确轮灌。题目可能简化为：设计流量=灌溉面积×日耗水强度×1000/(η×t×24)（转换单位），即100×666.7m²×4mm/d=100×666.7×0.004=266.68m³/d，流量=266.68/(0.9×10)=29.63m³/h。正确答案以简化计算为准）答案：约29.63m³/h。4.某渠道实测毛流量Q毛=0.5m³/s，田间净流量Q净=0.35m³/s，渠道长度L=2km，土壤渗透系数k=0.01m/d，计算渠道的输水损失系数（单位：m³/(s·km)）和渗透损失占比。解：输水损失量ΔQ=Q毛Q净=0.5-0.35=0.15m³/s输水损失系数=ΔQ/L=0.15/2=0.075m³/(s·km)渗透损失占比=ΔQ/Q毛×100%=0.15/0.5×100%=30%答案：输水损失系数0.075m³/(s·km)，渗透损失占比30%。5.某灌区灌溉水利用系数η=0.6，其中渠道水利用系数η渠=0.7，田间水利用系数η田=？解：η=η渠×η田→η田=η/η渠=0.6/0.7≈0.857答案：约0.857。四、案例分析题（每题15分，共2题）1.某北方灌区总面积5000亩，以种植小麦和玉米为主，现有灌溉方式为传统畦灌，存在渠道渗漏严重（水利用系数仅0.45）、部分区域灌溉不均、地下水超采等问题。当地政府计划进行节水改造，可选方案：①渠道衬砌（投资120万元，改造后η渠=0.75）；②低压管灌（投资200万元，η=0.85）；③滴灌（投资350万元，η=0.92）。问题：（1）分析各方案的适用性；（2）从经济性和可持续性角度推荐最优方案。答：（1）适用性分析：①渠道衬砌：适用于地形平坦、灌溉面积大的区域，改造后可减少渗漏，但仍存在田间损失（η田一般0.8，总η=0.75×0.8=0.6），适合经济条件一般、以粮食作物为主的灌区；②低压管灌：投资适中，输水效率高（减少渠道占地），适用于连片种植、地形较平缓的区域，总η=0.85，可缓解地下水超采，适合资金较充裕的灌区；③滴灌：节水效率最高（η=0.92），但投资大，适合高附加值作物（如果树、蔬菜），小麦玉米为低收益作物，滴灌成本回收周期长（约8-10年），适用性较低。（2）推荐方案：经济性：计算投资回收期。假设灌溉成本0.3元/m³，原毛灌溉定额400m³/亩，改造后毛定额：渠道衬砌为400×0.45/0.6=300m³/亩（年节水5000×100=50万m³，年节费15万元，回收期120/15=8年）；管灌为400×0.45/0.85≈211.76m³/亩（年节水5000×188.24=94.12万m³，年节费28.24万元，