农田水利学习题试验集及答案

农田水利学习题试验集及答案一、基础理论单元习题（一）名词解释题1.农田水利学2.灌溉保证率3.灌水定额4.灌溉定额5.作物需水量6.作物系数7.田间持水量8.作物有效降雨量9.深层渗漏量10.灌溉水利用系数11.渠道水利用系数12.渠系水利用系数13.田间水利用系数14.灌水率15.排涝模数16.排渍模数17.地下水临界深度18.径流系数19.畦灌灌水技术要素20.滴灌土壤湿润比（二）填空题1.根据我国《灌溉与排水工程设计标准》GB50288-2018要求，以旱作为主的大中型灌区设计灌溉保证率取值范围为____，以水稻为主的大中型灌区设计灌溉保证率取值范围为____，干旱地区小型旱作灌区设计灌溉保证率最低可降至____。2.农田土壤含水量的常用表示方法包括质量含水量、容积含水量、体积含水量、相对含水量四种，其中计算灌水定额时通常采用____含水量与土壤计划湿润层参数结合推求灌水量。3.常用的作物需水量估算方法分为直接法和间接法两类，间接法核心计算逻辑是采用参考作物腾发量乘以____得到实际作物需水量，其中参考作物腾发量当前国际通用的计算模型为____。4.灌水率图修正的核心原则是：修正后灌水率的最大值不应超过渠道设计流量的____，灌水间歇时间不宜小于____天，避免渠道流量出现骤增骤减超过30%的波动。5.明渠均匀流的核心计算公式为Q=AC√(Ri)，其中R代表____，i代表____，C为谢才系数，通常采用曼宁公式C=____计算。6.南方平原区水稻灌区的排涝设计标准通常采用____年一遇的暴雨____天排至作物耐淹深度，旱作区排涝设计标准通常略低于水稻区，多数采用10年一遇24小时暴雨____小时排出不受涝。7.地下水临界深度的核心影响因素包括____、____、土壤质地和农田灌溉排水水平，重度盐碱化区域对应的地下水临界深度值相比轻度盐碱化区域要____。8.渠道防渗工程的常用类型包括土料防渗、水泥土防渗、砌石防渗、____、土工膜防渗五大类，其中____的防渗效果最优，可将单条渠道水利用系数提升至0.95以上。9.低压管道输水灌溉系统的工作压力通常不超过____MPa，按照管道布设形式可分为固定式、半固定式、____三类，相比传统明渠输水可减少输水损失____以上。10.喷灌系统的主要技术参数包括喷灌强度、____、____三个核心指标，其中____必须小于等于田间土壤的允许入渗速率，避免产生地表径流和田间积水。11.渠道纵断面设计中，渠底高程的推算起点是____，推算过程中需要计入渠首进水闸的水位差、渠道沿程水头损失、建筑物局部水头损失，以及灌区最远处灌溉控制点的____高程要求。12.水稻灌区的节水灌溉模式中，“浅湿晒”模式的水分调控逻辑是：返青期保持浅水层，分蘖后期____，拔节孕穗期及之后干湿交替，全生育期相比传统淹灌可减少灌水量____以上。13.南方涝渍农田的排渍控制标准要求，旱作区在雨后3天内将地下水位降至地面以下____cm，水稻区在晒田期将地下水位降至地面以下____cm。14.滴灌系统的管网通常分为干管、支管、____三级，毛管的铺设方向通常与作物种植方向____，山地丘陵区的毛管铺设需要沿____向布设，保证灌水均匀度。15.农田渠系建筑物中的分水闸属于____类建筑物，倒虹吸属于____类建筑物，量水堰属于量测类建筑物。16.我国东北松嫩平原盐碱化灌区采用的“灌排结合、以水洗盐”模式，要求冲洗盐碱的定额根据土壤初始含盐量确定，当1m深度土层初始含盐量大于0.3%时，冲洗定额取值为____m³/hm²。17.常用的渠道量水设施包括薄壁堰、____、巴歇尔量水槽三类，其中____的水头损失小、抗淤积能力强，适合在含沙量较高的灌区渠道使用。18.作物水分生产函数的核心含义是____和作物产量之间的定量关系，当前应用最广泛的Jensen模型属于____联模型形式。19.海绵农田建设中，田间排水沟的生态化改造通常采用沟坡植草、沟底布设生态滤层的设计，可将农田地表径流的氮磷拦截率提升至____以上，减少面源污染排放。20.围垦滩涂农田的排水系统设计中，除满足排涝排渍要求外，还需要设置____层排水，加速底层咸水排出，缩短土壤脱盐周期至3年以内。21.梯田灌区的灌溉渠系设计必须遵循高水高用、低水低灌的原则，避免渠道出现____情况，减少灌溉输水的能量损耗。22.温室滴灌系统的设计灌水均匀度要求不低于____，比大田露地滴灌的均匀度要求高5%左右。23.农田土壤稳定入渗速率的经验取值中，砂壤土为____mm/h，中壤土为10~20mm/h，黏土为小于____mm/h。24.无衬砌土渠的沿程渗漏损失流量通常采用经验公式S=kC√Q计算，其中k为____，C为渠床土壤的渗漏经验系数，Q为渠道的净设计流量。25.灌区自动化管控系统的核心感知终端包括水位传感器、____、土壤墒情传感器、____四类，可实现灌溉用水的精准调度。26.北方地下水超采区的“旱作雨养”模式，要求全生育期不进行人工补水，依托自然降雨满足作物生长需求，对应的作物类型优先选择____类抗旱作物。27.渠道的允许不冲流速主要取决于____和渠道水流含沙量，砂土渠床的允许不冲流速取值通常小于____m/s。28.农田排水系统中，明沟排水的最大深度通常不超过____m，超过该深度时工程投资会大幅上升，宜替换为暗管排水形式。29.微灌系统的过滤器选型中，当灌溉水源为含水率较高的河水时，首先选用____过滤器，后续再叠加叠片过滤器，实现多级过滤。30.灌溉用水效率考核指标中，农田灌溉水有效利用系数的含义是____与渠首引入总水量的比值。（三）单项选择题1.下列哪种土壤质地的田间持水量数值最高（）A.砂土B.壤土C.黏土D.砂壤土2.某灌区净灌溉需水量为1亿m³，渠首总引水量为1.8亿m³，该灌区的灌溉水利用系数为（）A.0.45B.0.55C.0.6D.0.653.下列灌溉方式中，田间水利用系数最高的是（）A.畦灌B.喷灌C.滴灌D.淹灌4.地下水临界深度不需要考虑下列哪个因素的影响（）A.作物根系深度B.土壤毛管水上升高度C.灌区降雨量D.渠道开挖深度5.某渠道设计流量为5m³/s，渠床为中壤土，其适宜的渠道比降取值为（）A.1/100B.1/1000C.1/5000D.1/100006.参考作物腾发量的定义中，参考作物对应的作物类型是（）A.高秆水稻B.浅根小麦C.8~15cm高度的整齐青草D.玉米7.下列哪种排水方式的排水流量调节灵活性最高（）A.明沟排水B.暗管排水C.竖井排水D.生物排水8.我国规范要求，大型灌区的量水设施覆盖比例不应低于（）A.60%B.70%C.80%D.90%9.灌水定额的单位通常采用的是（）A.m³/hm²B.m³C.mmD.kg/hm²10.排涝模数的核心影响因素不包括（）A.设计暴雨重现期B.流域地形坡度C.排水区植被覆盖率D.渠道衬砌材料11.考斯加可夫土壤入渗公式的入渗速率随时间变化的趋势是（）A.逐渐增大B.先减小后趋于稳定C.逐渐减小至0D.保持恒定12.微灌系统的首部枢纽中，用来测量灌溉水酸碱度的设备是（）A.压力表B.pH传感器C.水表D.施肥罐13.某农田0~80cm土层实测质量含水量为20%，土壤干容重为1.4g/cm³，对应的体积含水量为（）A.14.3%B.28%C.34%D.40%14.下列地区中，灌溉保证率要求最高的是（）A.东北旱作灌区B.长江中下游水稻灌区C.西北内陆棉花灌区D.华南经济作物灌区15.渠道防渗改造后，下列哪种效益不属于节水效益范畴（）A.减少渠道渗漏损失B.降低渠道运维成本C.提升灌区灌溉保证率D.增加地下水补给量16.玉米生育期内的作物系数变化趋势为（）A.苗期大、灌浆期小B.苗期小、生育中期大、成熟期小C.全程保持恒定D.持续增大17.当灌溉水中的泥沙粒径大于（）时，不能直接输入微灌管网，必须进行过滤处理A.0.01mmB.0.1mmC.1mmD.5mm18.排渍设计中，防治土壤次生盐碱化的核心控制目标是（）A.降低地表径流流速B.将地下水埋深控制在地下水临界深度以下C.增加灌水定额D.减少排水沟密度19.下列灌区类型中，最适合采用低压管道输水灌溉的是（）A.西南山区梯田灌区B.北方平原井灌区C.南方水网圩区灌区D.西北大型自流灌区20.水稻淹灌条件下的深层渗漏量适宜范围为（）A.0mm/dB.1~3mm/dC.10~15mm/dD.大于20mm/d（四）多项选择题1.农田水利学的核心研究内容包括以下哪些模块（）A.灌溉理论与技术B.农田排水理论与技术C.灌区水管理D.农田水土环境调控2.作物需水量的主要构成部分包括（）A.植株蒸腾量B.棵间蒸发量C.深层渗漏量D.地表径流量3.影响田间灌水均匀度的因素包括（）A.灌水技术要素匹配度B.田面平整度C.土壤质地空间差异D.灌水流量大小4.明渠水流形成均匀流的必要条件包括（）A.渠道底坡恒定且顺坡B.渠道断面形状尺寸沿程不变C.渠道糙率沿程不变D.渠道建筑物不存在局部水头损失5.农田暗管排水系统的核心技术参数包括（）A.暗管埋深B.暗管间距C.暗管管径D.暗管坡度6.下列属于高效节水灌溉技术范畴的有（）A.滴灌B.喷灌C.波涌灌D.水田控制灌溉7.盐碱地改良的水利工程措施包括（）A.冲洗脱盐工程B.排水排盐工程C.灌溉淋盐工程D.引洪淤灌工程8.灌区现代化改造的核心内容包括（）A.渠道防渗改造B.渠系建筑物更新改造C.智慧管控系统建设D.田间节水设施配套9.农田径流面源污染的主要调控措施包括（）A.生态排水沟B.田间人工湿地C.缓冲带植被过滤D.加大排水强度10.渠道的水流实际流速需要满足的控制要求包括（）A.大于允许不淤流速B.小于允许不冲流速C.大于0.5m/s避免水草滋生D.全程保持大于2m/s11.作物灌溉制度的核心组成要素包括（）A.灌水次数B.灌水时间C.灌水定额D.灌溉定额12.常用的农田土壤墒情监测方法包括（）A.烘干法B.张力计法C.时域反射法D.卫星遥感法13.喷灌系统的组成部分包括（）A.水源首部B.输配水管网C.喷头D.控制量测设备14.灌溉水源的评价内容包括（）A.水量评价B.水质评价C.供水保证率评价D.水能储量评价15.农田灌排系统的综合效益包括（）A.粮食增产效益B.节水节电效益C.生态环境效益D.工程运维成本效益（五）计算题1.某壤土试验田实测田间持水量为32%（体积含水量），播前灌水前实测0~100cm深度的平均体积含水量为18%，计划灌水后土壤平均含水量达到田间持水量的90%，忽略灌水过程中的蒸发损失，计算该次播前灌水的灌水定额为多少m³/hm²。2.某灌区有一条支渠，从干渠分水口引出后控制灌溉面积2万hm²，经实测该支渠干段的渠道水利用系数为0.92，下属10条斗渠的平均渠道水利用系数为0.9，田间水利用系数平均为0.85，计算该支渠的渠系水利用系数和灌溉水利用系数。若灌区设计净灌溉定额为4500m³/hm²，计算该支渠的设计引水流量（灌水延续时间为12天，每天24h连续灌水）。3.某南方平原旱作区设计排涝面积为12km²，设计采用10年一遇24h暴雨，设计暴雨产生的径流深为120mm，要求24h内排至作物耐淹深度以下，计算该区域的排涝模数和排水干沟的设计排水流量。4.某滴灌灌区种植行距为1m的大田棉花，设计土壤湿润比为70%，作物耗水峰值日需水量为4mm/d，滴灌系统灌水均匀度为0.9，灌溉水利用系数为0.9，计算该滴灌系统的设计灌水定额和灌溉供水强度。5.已知某壤土的入渗过程符合考斯加可夫入渗公式，实测第一小时末的累计入渗量为50mm，入渗衰减指数α取值为0.6，试推求入渗10h后的累计入渗量和稳定入渗速率。二、专项试验操作与配套习题试验1：田间土壤入渗性能测定（双环入渗法）试验目的：掌握双环入渗仪的操作流程，测定不同质地农田土壤的入渗曲线，拟合得到入渗经验公式，为畦灌灌水技术参数制定、排水系统设计提供基础参数。仪器设备：双环入渗仪（内环直径30cm、外环直径60cm）、马利奥特瓶、秒表、量杯、铁锤、水位测针。操作流程：①选择代表性试验田块，清除地表作物残茬，将双环垂直打入土层15cm，保证双环入土部分不漏水；②向内环和外环同时注水，保持内外环的水深始终维持在10cm；③从试验开始计时，按照1min、2min、3min、5min、10min、15min、20min、30min、60min、90min的时间间隔记录马利奥特瓶的补水量，直到连续3次观测的单位时间入渗量差值小于5%，即可停止试验；④整理试验数据，绘制入渗速率-时间曲线和累计入渗量-时间曲线，拟合入渗经验公式。试验配套思考题：1.双环入渗试验设置外环的核心作用是什么？如果不设置外环，测定的入渗速率数值会偏大还是偏小？2.试验过程中如果内环出现漏水、双环晃动下沉的情况，会对试验结果产生什么影响？3.简述如何根据入渗试验结果确定畦灌的允许最大灌水流量，避免地表积水产生径流。试验2：畦田灌水质量评价试验试验目的：通过监测典型畦田的灌水全过程，计算灌水效率、灌水均匀度、储水效率三个核心评价指标，识别当前畦灌模式存在的问题，提出灌水技术要素优化方案。仪器设备：水位标尺、土壤墒情传感器、秒表、测尺。操作流程：①选定长度50~100m、宽度2~3m的标准畦田，测定田面坡度、土壤质地、灌水前0~100cm土层的土壤含水量；②开启进水闸门，调整灌水流量达到设计值，记录水流从畦田首端推进到畦田尾端的时间（灌水推进时间），当水流到达畦尾后继续放水至计划灌水定额时关闭闸门，记录总放水时间；③分别在灌水前、灌水后24h测定畦田首端、1/3畦长处、1/2畦长处、2/3畦长处、畦尾处0~100cm土层的土壤含水量，计算各点的实际灌水量；④分别计算灌水效率、灌水均匀度、储水效率，评价灌水质量。试验配套思考题：1.畦田灌水试验中，当灌水流量过大、远超过土壤入渗能力时，测得的灌水效率会偏高还是偏低？为什么？2.如果田面平整度差、畦田首端比畦尾高10cm以上，会对灌水均匀度产生什么影响？3.简述在不改变现有畦田尺寸的前提下，可采用哪些技术措施提升畦田灌水质量。试验3：农田暗管排水系统排水效能观测试验试验目的：掌握暗管排水系统的观测方法，测定暗管的实际排水流量、地下水埋深响应过程，评价暗管的排渍、排盐效能。仪器设备：三角薄壁堰、自记水位计、地下水观测井、含盐量测定仪。操作流程：①在暗管排水系统的集水出口处布设三角薄壁堰，安装自记水位计连续观测堰上水头，换算得到暗管的逐时排水流量；②在暗管间距的中间位置布设地下水观测井，同步观测降雨后、灌水后的地下水埋深变化过程；③分别在试验前和试验结束后采集0~100cm土层的土壤样本，测定土壤含盐量变化值，计算暗管的排盐效率。试验配套思考题：1.暗管出口处的布设高程比暗管末端的管底高程高2cm左右，设置该出水水头的作用是什么？2.如果暗管运行多年后出现管壁淤堵的情况，测得的排水流量和地下水埋深下降速率会出现什么变化？3.简述暗管间距、埋深两个参数对排水系统排渍效能的定量影响规律。三、参考答案（一）名词解释题参考答案1.农田水利学：研究农田水分运动规律、调节农田水分状况、改善农田水土环境，促进农业高产稳产的工程技术学科，核心涵盖灌溉、排水、水土调控三大方向。2.灌溉保证率：灌溉用水量能够得到充分满足的年数占计算总年数的比例，通常以百分比表示，是灌区设计的核心基础参数。3.灌水定额：单位面积上一次灌溉注入农田的总水量，单位常用m³/hm²或者mm表示。4.灌溉定额：作物全生育期内各次灌水定额的总和，是灌区水资源配置的核心依据。5.作物需水量：作物生长发育全过程中，植株蒸腾量和棵间蒸发量的总和，不包含深层渗漏量和田面径流量。6.作物系数：实际作物需水量和同期参考作物腾发量的比值，反映不同作物不同生育阶段的需水特性差异。7.田间持水量：灌溉或者降雨之后，农田土壤多余的重力水全部排出后，土壤能够稳定保持的最大含水量，是确定灌水时间、灌水定额的核心参数。8.作物有效降雨量：天然降雨中