华北水利水电大学2025年水利工程(农田水利)本科专业期末试题及答案

华北水利水电大学2025年水利工程(农田水利)本科专业期末试题及答案华北水利水电大学2025年第一学期期末考试水利工程专业（农田水利方向）本科《农田水利学》试卷考试时长：120分钟闭卷满分100分适用年级：2022级一、单项选择题（共20题，每题1分，总计20分。每题给出的4个选项中，只有1个最符合题意）1.农田土壤水分类型中，被作物根系吸收利用效率最高的是（）A.吸湿水B.膜状水C.毛管水D.重力水2.我国华北平原壤质土冬小麦主产区的田间持水量（体积含水率）常规取值范围是（）A.10%~15%B.20%~25%C.30%~35%D.40%~45%3.根据《灌溉与排水工程设计标准》GB50288-2018，河南省设计灌溉面积30万亩以上的大型引黄灌区，灌溉设计保证率取值为（）A.50%B.75%C.85%D.95%4.某农田区冬小麦生育期内需维持地下水埋深不小于1.5m，该指标属于农田排水核心任务中的哪一类控制要求（）A.除涝B.防渍C.防治次生盐碱化D.维持生态基流5.灌溉水利用系数是灌区综合输水、配水、灌水环节的效率参数，当前华北地区建成的高标准农田灌溉水利用系数最低要求不小于（）A.0.55B.0.62C.0.7D.0.856.低压管道输水灌溉系统中，常用来控制管网压力、避免水锤破坏的附属设施是（）A.给水栓B.进排气阀C.调压井D.量水计量表7.作物需水量计算的“作物系数法”中，作物系数Kc的物理含义是（）A.作物蒸腾量与棵间蒸发量的比值B.作物需水量与同期参考作物蒸发蒸腾量的比值C.作物净灌溉水量与总灌溉水量的比值D.作物实际产量与最大潜在产量的比值8.豫东黄河冲积平原盐碱化改良区域，暗管排水系统的典型埋深取值范围是（）A.0.5~1.0mB.1.2~1.8mC.2.5~3.0mD.3.5~4.0m9.以下节水灌溉技术类型中，灌水均匀度最高、局部水分损失量最小的是（）A.畦灌B.喷灌C.微喷灌D.滴灌10.我国北方地区农田除涝设计标准中，针对粮食主产区的常规要求是（）A.5年一遇1日暴雨1日排出B.10年一遇1日暴雨3日排出C.20年一遇3日暴雨5日排出D.50年一遇3日暴雨7日排出11.灌区设计中“灌水模数”的核心含义是（）A.单位灌溉面积上的灌水定额B.单位灌溉面积上所需的最大灌溉流量C.灌区年总灌溉用水量与总灌溉面积的比值D.单位渠道长度上的输水损失量12.华北井灌区长期超采地下水不会直接引发的农田生态问题是（）A.土壤沙化B.机井吊泵报废C.地表土壤次生盐碱化D.含水层疏干13.灌区渠系防渗工程中，针对引黄含沙水流适应性最强、使用寿命最长的防渗材料是（）A.土工膜B.混凝土衬砌C.沥青护面D.土料夯实14.以下作物水分生产函数模型中，被我国农田水利领域广泛采用、适配华北地区冬小麦-夏玉米轮作体系的是（）A.曼斯菲尔德模型B.詹森（Jensen）模型C.道格拉斯模型D.赫克斯特拉模型15.引黄灌区渠首沉沙池的核心设计目标是沉降粒径大于多少的粗颗粒泥沙、避免后续渠系淤积（）A.0.01mmB.0.05mmC.0.1mmD.0.5mm16.高标准农田项目中，田间灌溉渠道的征地宽度、占地规模大幅缩小，核心是采用了以下哪类工程措施（）A.明渠梯形断面优化B.明渠U型混凝土衬砌C.低压管道输水替代明渠D.渠系合并合并减少级数17.盐碱地改良的“冲洗改良法”核心技术原理是（）A.通过大量淡水淋洗土壤耕层，将土壤中的可溶性盐分携带到深层排水系统排出B.施加改良剂中和土壤碱性，降低pH值C.抬高地面高程，降低地下水位D.种植耐盐作物逐步吸收土壤盐分18.针对果园等经济作物适宜采用的高效节水灌溉模式中，属于局部湿润灌溉类型的是（）A.大水漫灌B.小管出流灌C.喷灌D.格田灌19.灌区水量统一调度中，衡量渠系配水公平性的核心参数是（）A.灌溉保证率B.渠道水利用系数C.灌溉水利用系数D.灌水保证率20.农田水利双碳改造中，可大幅降低灌溉能耗的技术路径是（）A.改用光伏供电驱动机泵抽水B.加大渠道衬砌厚度C.提升灌水定额增加作物产量D.增加渠系建筑物数量二、多项选择题（共10题，每题2分，总计20分。每题给出的4个选项中，至少有2个符合题意，错选、漏选均不得分）1.华北地区井渠结合灌溉模式相较于单一渠灌模式的技术优势包括（）A.大幅提升灌溉保证率，应对地表水资源丰枯波动B.动态调控地下水位，从源头防控土壤次生盐碱化C.减少引黄灌区渠道泥沙淤积量，降低清淤运维成本D.完全取消骨干输水渠系，大幅压缩工程建设投资2.高标准农田排水系统的核心组成部分包括（）A.田间田间墒情监测站点B.田间明沟/暗管排水网C.各级骨干排水河道D.排水出口及防洪闸站设施3.以下参数属于冬小麦-夏玉米轮作区灌溉制度设计必须采集的基础数据是（）A.土壤计划湿润层深度B.生育期有效降雨量C.土壤有机质含量D.作物生育期逐日需水量4.喷灌系统设计中，需要满足的核心设计控制指标包括（）A.喷灌强度不大于土壤入渗速率B.喷灌均匀系数不低于0.75C.雾化指标适配作物耐水滴打击强度要求D.系统工作压力全程高于0.6MPa5.引黄灌区泥沙资源化利用的常规技术路径包括（）A.沉沙池清淤泥沙用于制作免烧砖B.渠道清淤淤灌改土提升地力C.泥沙直接排入农田作为肥料D.泥沙用于修筑灌区内公路路基6.农田灌区智慧管控系统可以实现的核心功能包括（）A.实时监测渠系流量、土壤墒情数据B.远程控制闸门、给水栓实现精准配水C.自动生成年度灌溉用水台账实现按量收费D.完全替代人工完成全部农田水利工程运维7.渍害农田的典型识别特征包括（）A.作物根系长期分布在0~30cm浅层土壤B.春季地温回升速度比正常农田慢3~5天C.作物产量常年比正常农田低15%以上D.土壤透气性好、有机质含量极高8.以下属于农田水利工程低碳化改造技术措施的是（）A.淘汰高能耗老式机电井泵，更换为高效节能泵组B.推广光伏提水系统替代传统电网供电抽取地下水C.优化渠系调度减少弃水，降低河道水头发电损耗D.全部拆毁原有土渠，新建高标准混凝土硬化渠系9.灌溉系统量水设施中，适合在明渠上安装使用的测流设施包括（）A.巴歇尔量水槽B.直角三角堰C.超声波明渠流量计D.旋翼式水表10.华北引黄灌区灌溉水有效利用系数偏低的核心原因包括（）A.骨干渠系年久失修，输水过程渗漏损失占比超过30%B.传统大水漫灌模式下，田间深层渗漏水量大C.灌区计量设施不完善，用水户无节水激励机制D.灌区年引黄水量总量常年不足，无法满足灌溉需求三、名词解释（共5题，每题3分，总计15分）1.作物水分生产率2.灌水模数3.土壤次生盐碱化4.低压管道输水灌溉5.除涝设计标准四、简答题（共4题，每题6分，总计24分）1.简述华北地区井渠结合灌溉模式的适用条件与核心运行管控要点。2.结合豫东平原粮食主产区实际情况，说明高标准农田灌溉系统提质改造的核心技术要求。3.对比喷灌与滴灌两类高效节水灌溉技术的能耗、灌水均匀度特征差异，分别说明两类技术适宜推广的作物场景。4.简述农田排水沟道系统的日常运维关键技术要点及汛期极端降雨条件下的抢险处置流程。五、计算题（共2题，总计13分）1.（6分）豫东平原某壤质土农田种植冬小麦，已知播前土壤计划湿润层深度为0.8m，土壤田间持水量为24%（体积含水率），播前实测土壤实际含水率为16%（体积含水率），冬小麦生育期总需水量为480m³/亩，生育期累计有效降雨量为180m³/亩，改造后灌区灌溉水利用系数为0.65。请计算：（1）冬小麦播前灌水定额；（2）冬小麦全生育期的总净灌溉定额；（3）若该区域种植10万亩冬小麦，全生育期灌区渠首需要引入的总地表水量为多少。2.（7分）豫北某平原农田区总面积为12km²，区域内土地利用结构为旱田占75%、水田占15%、低洼滞涝荒地占10%，该区域采用1日暴雨同步1日排出的除涝设计标准，对应设计暴雨下旱田径流深为120mm、水田径流深为70mm、低洼滞涝荒地径流深为150mm，试计算该区域的综合排涝模数和骨干排水沟道的设计总排涝流量。六、案例分析题（共1题，8分）背景材料：2024年华北水利水电大学农田水利科研团队参与河南省人民胜利渠灌区1.2万亩连片高标准农田改造项目，项目改造前灌区灌溉水利用系数仅为0.52，田间灌水定额常年超过80m³/亩，区域内耕地次生盐碱化占比达12%，农田灌溉水分生产率仅为1.2kg/m³，灌区无完善的水位水量监测系统，调度完全依靠人工经验。请结合你所学的农田水利专业知识，说明本次灌区提质改造的核心技术路径，以及改造完成后预期可实现的综合效益指标。------------------------------参考答案-------------------------------一、单项选择题答案1.C2.B3.B4.B5.C6.B7.B8.B9.D10.B11.B12.C13.B14.B15.C16.C17.A18.B19.D20.A二、多项选择题答案1.ABC2.BCD3.ABD4.ABC5.ABD6.ABC7.ABC8.ABC9.ABC10.ABC三、名词解释参考答案1.作物水分生产率：指单位面积耕地上，作物产出的经济产量与对应生育期内投入的总灌溉水量的比值，单位通常为kg/m³，是衡量灌区节水成效的核心指标之一，当前华北高标准农田要求该指标不低于1.8kg/m³。2.灌水模数：也叫灌溉率，指单位灌溉面积上需要布设的最大灌溉净流量，单位通常为m³/(s·万亩)，是灌区渠系水力断面设计的核心参数，豫东引黄灌区的设计灌水模数常规取值为0.3~0.4m³/(s·万亩)。3.土壤次生盐碱化：指原本不存在盐碱化问题的农田区域，由于不合理的灌溉模式、缺乏完善的排水系统，导致地下水位长期抬升到临界深度以上，土壤蒸发过程将地下水中的盐分携带累积到耕层，逐步引发土壤盐分超标、作物生长受抑制的现象，是华北灌区最常见的农田生态问题之一。4.低压管道输水灌溉：指以地埋塑料/混凝土输水管道替代传统明渠，将灌溉水直接从机井或渠首输送到田间给水栓，通过地面畦灌等方式完成灌水的灌溉模式，其输水效率比传统土渠提升30%以上，是我国北方井灌区应用最广泛的节水灌溉技术。5.除涝设计标准：指农田排水系统能够承载的降雨设计频率与排出时长要求，通常以“x年一遇y日暴雨z日排出”的格式表述，保障区域内发生不超过该量级的暴雨时，农田不会出现长时间积水受涝、作物产量不会出现大幅减产。四、简答题参考答案1.华北井渠结合灌溉模式的适用条件：一是区域地表可引水量有稳定保障，地下水含水层厚度大于10m，单井出水量不低于30m³/h，具备地表水、地下水联合调度的资源基础；二是区域属于引黄灌区下游或地下水超采综合治理区，需要通过井渠结合调控地下水位，避免土壤盐碱化或含水层持续疏干；三是灌区骨干渠系基本完备，配套机电井保有量满足补灌需求，不需要新建大量工程即可实现双水源切换。核心运行管控要点：丰水年、丰水季节优先使用地表水灌溉，减少地下水开采量，控制地下水位埋深在1.5~2m区间，避免耕层返盐；枯水年、灌溉用水高峰期启动机电井抽取地下水补灌，提升灌溉保证率；雨季前提前抽取地下水，将地下水位调控到2m以下，腾空土壤库容拦蓄雨水入渗回补地下水，实现区域地下水采补动态平衡。2.豫东平原属于黄河冲积缓坡区，土壤以砂壤土、壤土为主，部分区域存在盐碱化风险，高标准农田灌溉系统提质改造核心要求分为4个层面：一是骨干渠系改造层面，对骨干输水渠道采用现浇混凝土U型衬砌，或更换为地埋低压输水管道，将骨干渠系水利用系数从不足0.6提升到0.9以上，大幅减少输水渗漏损失，同步降低渠道清淤运维成本；二是田间灌水系统层面，取消传统土垄沟输水模式，全部布设田间低压管网，配套可控式给水栓，将田间灌溉水利用系数提升到0.85以上，推广小畦灌技术将单次灌水定额控制在40~50m³/亩范围内，避免大水漫灌引发地下水位抬升；三是灌排适配层面，同步配套暗管排水系统，将区域地下水位临界埋深控制在2m以上，彻底消除次生盐碱化发生条件；四是智慧管控层面，布设墒情、水位、流量自动监测站点，配套远程控制闸门，实现精准配水、按需灌水。3.能耗特征差异：同等面积灌溉系统运行条件下，喷灌系统的工作压力通常为0.2~0.3MPa，单位面积灌溉能耗为8~12kW·h/亩；滴灌系统工作压力通常为0.1~0.2MPa，同时仅湿润作物根区局部区域，总灌溉水量更少，单位面积灌溉能耗为5~8kW·h/亩，比喷灌系统节能30%左右。灌水均匀度差异：喷灌系统的常规灌水均匀系数为0.75~0.85，受风力、机组移动速度影响较大，大风天气灌水均匀度会下降到0.7以下；滴灌系统采用压力补偿式滴头后，灌水均匀系数可稳定达到0.9以上，不受风力影响，灌水均匀度显著高于喷灌。适宜推广场景：喷灌技术适宜在连片大田作物（小麦、玉米）、露天蔬菜种植区推广，对地块平整度要求低，可同步实现农田叶面增湿、防干热风等功能；滴灌技术适宜在设施农业大棚、果园、经济附加值高的特色作物种植区推广，可同步配套水肥一体化系统，大幅减少化肥施用量，实现增产增效。4.农田排水沟道日常运维要点：一是每月定期巡查沟道内的杂草淤积、生活垃圾堆堵情况，每年汛前完成全沟道清淤作业，保障沟道过流能力达到设计标准的90%以上；二是定期排查沟道护坡、排水闸站的破损情况，及时修复破损设施，避免沟道坍塌引发过流断面缩小；三是定期监测排水沟出口的水质情况，避免农田退水携带过量氮磷污染下游河道。汛期抢险处置流程：当预报区域将出现超设计标准暴雨时，第一时间提前开启所有排水闸站预排沟道内积水，腾空沟道过流库容；降雨过程中安排专人分段巡护沟道，发现沟道局部漫溢、坍塌险情时，第一时间在险情点堆砌沙袋加高防护，同步开启下游临时移动泵站抢排积水；降雨结束后第一时间统计农田受涝面积，排查作物受淹时长，及时启动灾后排水降渍作业，将损失降到最低。五、计算题参考答案1.（1）播前灌水定额计算公式：m=667×H×(θ1-θ2)×1%，其中H为计划湿润层深度0.8m，θ1为田间持水量24%，θ2为播前实际含水率16%，代入得m=667×0.8×(24-16)×0.01≈42.7m³/亩。（2）生育期净灌溉需水量=总需水量-有效降雨量=480-180=300m³/亩，加上播前灌水定额后总净灌溉定额=300+42.7=342.7m³/亩。（3）10万亩冬小麦总净灌溉水量=1