水土保持工程灌溉排水试题及答案

水土保持工程灌溉排水试题及答案一、名词解释1.坡耕地灌溉侵蚀模数指特定灌溉制度与灌溉技术条件下，单位面积坡耕地每年因灌溉水流冲刷、水滴溅蚀引发的表层土壤流失总量，计量单位为t/hm²·a，是水土保持灌溉工程设计的核心控制性指标之一，我国水土保持行业规范要求北方旱作区坡耕地灌溉侵蚀模数不得超过2t/hm²·a，南方红壤区不得超过3.5t/hm²·a。2.水平梯田排水模数指水平梯田分布区域内，单位面积上需要排出的地面径流量，计量单位为m³/s·km²，其取值与区域暴雨频率、梯田田面土壤入渗速率、埂边蓄渗设施占比直接相关，10年一遇24小时暴雨标准下，黄土高原梯田区排水模数取值范围为0.15-0.32m³/s·km²。3.水土保持灌区节水减排系数指灌区实施适配性水土保持灌溉排水改造后，单位灌溉水量引发的土壤流失量、氮磷等面源污染物淋失量与改造前基准值的比值，系数越小代表灌溉的水土保持效应越突出，高效水土保持灌区的节水减排系数需控制在0.25以下。4.埂边沟蓄排比指水平梯田田埂内侧布设的排水沟中，可临时蓄存的最大径流容积与对应梯田单元设计径流量的比值，是协调梯田区灌溉蓄水保墒、暴雨排洪防蚀双重功能的核心参数，黄土高原旱作梯田埂边沟蓄排比推荐取值为0.6-0.7，南方多雨区取值为0.3-0.4。5.暗管排盐临界埋深指盐碱化区域布设地下排水暗管时，为控制地下水位、避免土壤表层积盐所设定的暗管顶部最大允许埋深，该数值需大于区域地下水蒸发强烈深度与作物根系主要分布层厚度之和，我国滨海盐碱区轻壤土的暗管排盐临界埋深为1.2-1.5m，内陆干旱区盐碱土临界埋深为1.5-1.8m。6.坡地集雨灌溉保证率指通过坡地路面、场院、坡面径流聚集场收集雨水开展补充灌溉的供水保证程度，统计周期内灌溉水量完全满足作物生长关键期需水要求的年份占总统计年份的比例，旱作农业区水土保持集雨灌溉工程的设计保证率不得低于75%。7.山边沟渠系统指布设在山坡坡脚与川台地、沟道衔接位置的综合水土保持排水系统，兼具拦截山坡上方暴雨径流、排泄川台地灌溉退水、坡面来水入渗补灌三类功能，是小流域水土保持灌排体系的核心承上启下设施。8.灌溉退水泥沙截留率指水土保持灌区末端布设的生态缓冲、沉沙净化设施，对灌溉排水中裹挟的泥沙颗粒的拦截比例，规范要求水土保持灌区的灌溉退水泥沙截留率不得低于90%，避免灌溉退水携带泥沙进入下游沟道引发淤积。9.坡地灌溉畦田改水整平系数指坡耕地畦田改造工程中，田面整体整平后，局部最大高差与畦田平均田面坡度对应理论高差的比值，该系数取值低于0.15时，可基本消除坡耕地畦灌过程中的局部冲刷深沟现象。10.生物排水缓冲带指在水土保持灌区排水沟沿岸、灌溉退水出路位置布设的以深根性乔灌草为主体的植被过滤带，通过植物蒸腾消耗多余地下水、根系拦截吸附泥沙与污染物，同时降低排水沟水流流速，实现排水过程的水土保持功能。二、单项选择题1.根据《水土保持工程灌溉排水技术规范》（SL762-2018），我国坡耕地开展常规地面灌溉的最大限制坡度为（）A.8°B.15°C.20°D.25°答案：B，坡度超过15°的坡耕地布设常规地面畦灌、沟灌设施时，极易出现灌溉水流沿坡向集中冲刷，引发土壤侵蚀，规范要求该类区域优先采用集雨补灌、微灌等节水防蚀灌溉技术。2.水平梯田区灌溉支渠沿等高线布设时，适宜的渠床比降取值范围为（）A.1/1000-1/2000B.1/300-1/500C.1/50-1/100D.1/5000-1/10000答案：A，该比降区间既可避免渠床水流流速过大造成渠道冲刷，也可避免流速过小引发泥沙淤积，适配梯田区缓坡布设的地形条件。3.东北黑土区坡耕地采用喷灌技术时，为避免水滴冲击表层黑土引发溅蚀破坏，要求喷灌水滴的最大落地动能不得超过（）A.2JB.5JC.8JD.10J答案：A，当水滴落地动能超过2J时，黑土表层团粒结构会出现明显破碎，引发表土养分流失与土壤孔隙堵塞，进而加剧后续灌溉水流的地表径流侵蚀风险。4.黄土高原旱作梯田区埂边沟的常规断面设计参数为（）A.底宽20cm，深30cm，边坡比1:1B.底宽50cm，深60cm，边坡比1:1.5C.底宽10cm，深15cm，边坡比1:0.5D.底宽80cm，深100cm，边坡比1:2答案：A，该断面尺寸可适配单块0.1-0.2hm²梯田单元的暴雨蓄排需求，同时不占用梯田耕作层的有效种植面积。5.干旱半干旱区水土保持集雨灌溉工程的集流场面积与灌溉补灌面积的适配比例一般控制在（）A.1:1-2:1B.1:5-1:10C.1:20-1:30D.1:50-1:100答案：B，按照多年平均降水量400mm、集流场径流系数0.6、补灌定额300m³/hm²测算，该比例区间可保障75%的灌溉保证率要求。6.南方红壤区坡耕地采用滴灌技术时，为减少灌溉水深层渗漏引发的氮磷流失，湿润土层深度宜控制在（）A.20-30cmB.40-50cmC.60-70cmD.80-100cm答案：B，该深度完全覆盖旱作作物的主要根系分布层，既不会因灌溉水量不足抑制作物生长，也可避免灌溉水渗漏到耕作层以下携带养分流失。7.水土保持灌区排水沟道布设中，为切断坡耕地上方径流进入灌溉单元的路径，截水沟的布设位置应选在距离坡耕地田缘（）A.1-2mB.3-5mC.8-10mD.15-20m答案：B，该布设距离可充分利用截水沟与耕地之间的植被缓冲带实现坡面径流泥沙的初步沉降，降低截水沟的清淤运维压力。8.西北绿洲农区次生盐碱化耕地采用明暗结合排水技术时，明沟的深度最低不得小于（）A.0.8mB.1.2mC.2.0mD.3.0m答案：C，该深度可将区域地下水位控制在田间作物根系分布层以下，避免潜水蒸发带动盐分向土壤表层累积。9.梯田区灌溉放水口必须配套的核心水土保持设施是（）A.消力池B.沉沙池C.溢流堰D.柔性消能垫答案：D，柔性消能垫一般采用稻草垫、透水无纺布加碎石垫层布设，可直接消解灌溉出流的水流动能，避免出水口位置冲刷形成侵蚀沟。10.我国西南岩溶石漠化区水土保持灌溉排水系统的核心功能目标是（）A.排洪防涝B.集蓄表层径流、减少水土流失、保障旱季补灌C.排盐改土D.防控灌溉侵蚀答案：B，该区域地表径流流失快、土层浅薄、降雨时空分布不均，集蓄径流保水保土是灌排工程的首要目标。三、多项选择题1.水土保持型灌溉排水工程区别于常规农田水利灌排工程的核心特征包括（）A.以防控灌排过程中的土壤侵蚀、面源污染为核心约束指标B.适配坡耕地、梯田、沟壑区等复杂地形条件C.集成蓄渗截导排多重功能，兼顾灌溉供水与水土流失防控D.完全不需要考虑灌溉效率提升，优先满足水土保持要求答案：ABC，高效水土保持灌排工程需要同时实现灌溉效率提升与水土流失防控双重目标，二者不存在优先级对立关系。2.以下技术类型中属于坡度15°-25°坡耕地适配的水土保持灌溉技术的有（）A.大定额畦灌B.坡地覆膜穴灌C.沿等高线布设的涌泉根灌D.移动喷灌机组低强度喷灌答案：BCD，坡度15°-25°坡耕地田面起伏大，大定额畦灌极易引发集中冲刷，不适宜布设。3.完整的水平梯田区排水系统层级包括（）A.埂边微型蓄排水沟B.梯田区间截水沟C.坡脚环山排水渠D.沟道拦沙蓄水坝答案：ABCD，四级排水设施层层衔接，可实现从田块到小流域沟道的全链条排水防蚀管控。4.黄泛区沙土盐碱化耕地水土保持排盐工程可选用的技术措施有（）A.地下暗管排水排盐B.深根性碱蓬、柽柳植被生物排水C.明沟与暗管组合排水D.田边竖井抽水排盐答案：ABCD，四类技术适配不同的土层结构与盐碱化程度，组合应用可有效降低排盐工程成本30%以上。5.水土保持灌溉退水净化系统的常规组成单元包括（）A.渠末端沉沙凼B.植被生态缓冲带C.表流人工湿地D.径流蓄存回用池答案：ABCD，经过四个单元的梯度净化后，灌溉退水泥沙截留率可达95%以上，氮磷拦截率可达70%以上。6.坡耕地喷灌工程的防蚀优化设计参数包括（）A.水滴直径控制在2-3mm区间B.喷射仰角大于30°，降低水滴落地动能C.喷灌强度小于土壤稳定入渗速率D.无风工况下喷灌机组移动速度不低于0.5m/s答案：ABC，合理参数设置下喷灌引发的坡耕地溅蚀量可降低到常规地面灌溉的10%以下。7.影响坡耕地灌溉侵蚀强度的核心因素有（）A.灌溉放水流量B.田面坡降与整平精度C.灌溉供水持续时长D.田面植被覆盖度答案：ABCD，相关研究表明，田面作物覆盖度达到60%以上时，灌溉水流对表土的冲刷强度可降低80%左右。8.水土保持集雨灌溉系统的核心组成部分包括（）A.人工/自然坡面集流场B.sediment净化设施C.地下窖藏式蓄水设施D.田间补灌管网系统答案：ABCD，标准化集雨灌溉系统的雨水利用效率可稳定提升到65%以上。9.东北黑土区坡耕地灌排协同防控侵蚀沟发育的技术要点包括（）A.等高布设灌溉渠系，避免水流沿坡向汇流B.坡耕地末端布设横向柔性导流带，将灌溉退水导入缓冲沉沙区C.禁止灌溉排水直接沿已有侵蚀沟边缘布设D.坡面均匀布设微型渗井，消纳多余灌溉径流答案：ABCD，该套技术体系可让黑土区坡耕地灌溉侵蚀沟发育速率降低90%以上。10.水土保持灌区灌溉制度优化的防蚀调整方向为（）A.改大定额集中灌溉为少量多次精细化灌溉B.作物需水关键期供水，非降雨集中期集中灌水C.避免暴雨前1-2天开展大定额灌溉D.灌溉后3天内配套浅锄保墒措施答案：ACD，相关监测数据显示，优化后的灌溉制度可让坡面径流产生量减少45%，土壤侵蚀量降低55%以上。四、简答题1.简述5°-15°坡耕地地面灌溉的水土流失防控技术要点首先开展坡耕地等高畦田改造，将传统顺坡畦田调整为沿等高线布设的畦田结构，畦田长度控制在15-20m区间，畦宽根据耕作机械宽度调整为2-3m，田面整平系数控制在0.15以下，消除局部起伏高差；其次优化灌水参数，单畦灌溉放水流量控制在2-3L/(s·m)，灌水时长控制在30-45分钟，完全杜绝灌溉水流溢出田埂形成沿坡向的集中径流；最后在畦田末端布设高度5cm的可移动式挡水埂，让灌溉过程中产生的少量地表径流临时蓄存在畦田内，待入渗完成后自然下渗，从源头消除灌溉侵蚀动力条件。2.简述水平梯田排水系统的设计原则第一坚持蓄排结合、以蓄为主原则，适配区域降水与作物需水特征，通过埂边沟的容积设计优先将可控暴雨径流蓄存在梯田单元内作为灌溉备用水，提升雨水资源化利用率；第二坚持层级消能原则，从田块埂边沟到坡脚环山渠逐级降低排水水流流速，避免排水水流产生冲刷侵蚀；第三功能兼容原则，所有排水设施不占用核心耕作层空间，可与农业机械通行路径、作物种植区间隙融合布设；第四安全冗余原则，按照10年一遇24小时暴雨不引发梯田垮塌、不产生连片水土流失的标准校核排水系统过流能力。3.简述小流域灌区灌溉排水联动调控的技术路径建立小流域灌排系统智能管控节点，在流域上游蓄水池、梯田区各级灌排沟渠、下游沉沙回用池分别布设水位、流量监测设备，作物非汛期灌溉时优先调配蓄水开展精准补灌，最大限度减少坡面新鲜径流引入灌溉单元；当预报出现大暴雨过程前24小时，提前腾出库容将梯田区埂边沟、集雨设施的蓄存水量全部用于灌溉供水，预留出足够的蓄水空间承纳暴雨径流；暴雨结束后按照先高后低的顺序逐级调度排水，将梯田埂边沟蓄存的径流缓慢下泄到下游回用系统，既避免集中排水引发侵蚀，也进一步提升流域水资源利用率。4.简述干旱半干旱石质山区集雨灌溉系统的效率提升方案优先改造自然坡面集流场，采用硅酮防渗漏固化剂对坡面表层进行处理，将天然荒坡的径流系数从0.2提升到0.7以上，降低集流场的建设成本；在集流场入口位置布设梯级沉沙凼，对收集径流中的砾石、泥沙进行梯度拦截，延长蓄水窖的清淤周期；配套采用微型涌泉根灌技术，将集蓄雨水直接输送到作物根系周边，避免灌溉过程中的无效蒸发，让单方水的粮食生产效率提升到2kg以上；布设雨水回用管网将多个分散蓄水窖连接成片区供水系统，实现水资源跨单元调度，提升整体供水保证率。五、案例分析题某黄土高原丘陵沟壑区小流域，总面积12.6km²，水土流失面积占89%，现有坡耕地320hm²，其中5°以下缓坡耕地72hm²，5°-15°坡耕地187hm²，15°-25°坡耕地61hm²，已改建水平梯田112hm²，流域年降水量420mm，70%集中在7-9月，年均土壤侵蚀模数4800t/km²·a，拟配套建设水土保持型灌溉排水系统。回答以下问题：（1）分别给出不同坡度耕地的适配灌溉技术选型及核心参数（2）设计该流域梯田区的三级排水系统布局及核心断面参数答案：（1）5°以下缓坡耕地选用等高畦灌技术，畦田长度30m、宽度3m，单宽灌水流量2.5L/(s·m)，灌溉定额300m