灌溉排水工程习题集.docx
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灌溉排水工程习题集
灌溉排水工程习题集
一、问答题：
1、今后世界灌溉发展的趋势是什么？
2、灌溉和排水工程的任务是什么？
3、作物全生育期中的需水的一般规律是什么？
4、影响作物需水量的因素有哪些？
5、拟定旱作物灌溉制度需哪些基本资料？
6、渠系在输水过程中，渠道渗漏有什么危害？
7、砌石防渗的特点是什么？
适合哪种渠道？
8、混凝土衬砌的优缺点？
9、膜料防渗的优点？
10、选择渠道防渗类型时，要考虑哪些要求？
11、什么叫渍害？
如何使作物免受渍害？
12、扩大灌溉水源的措施有哪些？
13、无坝引水有何优缺点？
二、填空题
1、“十二五”期间预计新增农田有效灌溉面积万亩，农田灌溉水有效利用系数将提高到以上。
2、稻田节水有多种途径，有工程节水技术，如、、等；也有非工程的节水技术，如，及等等。
3、自然界的土壤结构多种多样，一般按结构体的形状和大小进行分类。
常见的有和、和、片状和板状以及团粒状等结构体类型。
4、当土壤含水量小到一定程度，土壤持水力与作物的吸水力接近相等时（1.5MPa），作物即不能从土壤中吸收水分，即使再灌水，也不能使作物恢复生命活动，此时的土壤含水率称为。
5、当悬着毛管水达最大值时的土壤含水率叫，是土壤的最大持水率，常将此作为旱田土壤有效水分的上限，同时也是农田灌溉的上限指标。
6、农田水分存在三种基本形式，即、和，而是与作物生长关系最密切的水分存在形式。
7、土壤水按其形态不同可分为、、和等。
8、作物的需水量包括和，所以需水量也称为腾发量。
9、幼苗期和接近成熟期日需水量（多少），而发育中期日需水量最（多少），生长后期需水量逐渐（增加减少）。
10、最大的时期称为作物需水高峰期，大多出现在作物生育旺盛、蒸腾强度大期，这一时期称为或需水关键期。
11、稻田（本田期）耗水包括三部分：
、及。
12、灌溉制度的主要内容包括作物播前（或水稻插秧前）及全生育期内各次灌水的、、和。
13、在水源一定的条件下，灌溉设计保证率定得高，灌溉用水量得到保证的年数多，灌区作物因缺水而造成的损失小，但可发展的灌溉面积（大或小），水资源利用程度（高或低）。
14、《灌溉与排水工程设计规范》GB50288-99规定：
以抗旱天数为标准设计灌溉工程时，单季稻灌区可用，双季稻灌区可用。
15、以地表水为灌溉水源时，按水源条件与灌区的相对位置有、、及蓄引提结合灌溉等几种。
16、无坝引水取水口位置应布置在，以便利用弯道横向环流的作用，使主流靠近取水口，以引取表层清水，防止泥沙淤积取水口和进入渠道。
17、有坝引水枢纽主要由、、及防洪堤等建筑物组成。
18、用（指标）反映渠系渗漏情况。
19、渠道衬砌防渗按其所用材料的不同，一般分为、、、、及等。
20、土料防渗包括、、等。
21、沥青防渗材料主要有、、等。
22、一个先进而合理的灌水技术应该满足以下几个方面的要求：
、、、。
23、灌水技术通常可以分、、。
24、根据灌溉水渗入土壤的方式，地面灌溉可分、、、。
25、作物的和是农田排水规划的重要依据，农田排水工程必须在规定时间内，排除一定标准的暴雨所产生的地表径流，使作物淹水深度、淹水时间控制在允许的范围内，不影响其正常生长。
26、除涝设计标准包含降雨量大小和排水时间长短两方面的内容，一般有三种表示方法：
；；。
常用表示。
27、防渍排水工程应满足农作物全生育期要求的为工程控制标准。
28、防治盐碱就必须控制地下水位，生产实践中常用作为预测、防止和治理盐碱地的依据，将不致引起土壤盐碱化的地下水埋深称为。
29、防治盐碱化通常应以为工程设计标准。
（6）
30、按排水时水流流动的方向，田间排水可分为和两大类。
其中水平排水又分为和两种，两者各有其特点，使用广泛。
三、名词解释
1、吸湿水
（2）2、吸湿系数
（2）3、膜状水
（2）4、毛管水
（2）5、重力水
（2）
6、田间持水率
（2）7、永久凋萎系数
（2）8、初期凋萎系数
（2）9、需水模系数
（2）10、参照作物需水量
（2）11、作物需水临界期
（2）12、灌溉制度
（2）13、灌水定额
（2）14、灌溉定额
（2）15、泡田定额
（2）16、有效降雨量
（2）17、灌溉设计保证率（3）18、抗旱天数（3）19、除涝设计标准（6）
四、
计算题
1、用“以水面蒸发为参数的需水量系数法”求水稻耗水量。
资料：
（1）根据某地气象站观测资料，设计年4月至8月80cm口径蒸发皿蒸发量的观测资料见表1-1。
（2）水稻各生育阶段的需水系数值及日渗漏量，见表1-2。
要求：
计算该地区水稻各生育阶段及全生育期的耗水量。
表1-1蒸发量（E0）
月份
4
5
6
7
8
E0（mm）
表1-2水稻各生育阶段的需水系数值及日渗漏量
生育期
返青
分蘖
拔节孕穗
抽穗开花
乳熟
黄熟
全生育期
起止日期（月，日）
6~
5.3
5.4~
5.28
9~
5
6~
6.30
7.1~
7.10
7.11~
9
6~
9
天数t（d）
8
25
18
15
10
9
85
阶段作物系数α
0.784
日渗漏量（mm/d）
2、南方湿润地区早稻灌溉制度设计。
设计所需基本资料见表2-1~2-4。
要求：
设计该地区早稻灌溉制度，计算表见2-5。
表2-1早稻逐日耗水量计算表
生育期
返青
分蘖前
分蘖末
拔节孕穗
抽穗开花
乳熟
黄熟
全生育期
起止日期（月，日）
4.25~
5.4
5.5~
4
5~
6.1
6.2~
6
7~
6
7~
7.7~
4.25~
天数t（d）
10
10
18
15
10
10
8
81
阶段需水量ET（mm）
98.5
田间允许水层深（mm）
10~30~50
10~40~80
10~40~80
20~50~80
20~50~80
10~40~50
湿润
渗漏强度（mm/d）
表2-2降雨量表（mm）
日期
4.30
降雨量
4.5
日期
6.10
6.15
6.16
6.18
6.19
6.23
6.25
6.28
6.29
6.30
7.4
7.5
7.6
降雨量
表2-3蒸发量（E0）
月份
4
5
6
7
8
E0（mm）
1
1
189.5
175
2
表2-4早稻逐日耗水量计算表
生育期
返青
分蘖前
分蘖末
拔节孕穗
抽穗开花
乳熟
黄熟
全生育期
起止日期（月，日）
4.25~
5.4
5.5~
4
5~
6.1
6.2~
6
7~
6
7~
7.7~
4.25~
天数t（d）
10
10
18
15
10
10
8
81
阶段需水量ET（mm）
田间允许水层深（mm）
10~30~50
10~40~80
10~40~80
20~50~80
20~50~80
10~40~50
湿润
渗漏强度（mm/d）
阶段渗漏量F（mm）
阶段耗水量ET′（mm）
平均日耗水量ET′（mm）
3、冬小麦播前灌水定额计算
播前灌水的目的是使土壤在播种时的含水率适于发芽需要，并供给苗期蒸发蒸腾的需水；同时使最大计划湿润层内储存足够的水分，以便在作物根系深扎后使用。
基本资料
（1）土壤最大计划湿润层H=0.8m。
（2）H深度内土壤平均容重γ=3。
（3）土壤田间持水率ωmax（占土体的百分比）。
（4）播前土壤天然含水率ω0=26.0（占土体的百分比）。
要求：
计算播前灌水定额。
4、用水量平衡方程式估算冬小麦全生育期的灌溉定额
基本资料
某灌区冬小麦全生育期田间需水量ET=380m3/亩，设计降雨量P=150mm，降雨有效利用系数σ=0.8，全生育期地下水补给量WK=30m3/亩。
生育初期土壤计划湿润层的深度取0.3m，生育后期取0.8m。
土壤平均容重γ=3，田间持水率ω田=35（占土体的百分比）。
在冬小麦播前进行灌溉，灌后使土壤最大计划湿润层范围内的含水率皆达到田间持水率，收割时可使土壤含水率降至田间持水率的80%。
要求：
用水量平衡法估算冬小麦全生育期的灌溉定额M。
表2-5某灌区中旱年早稻生育期灌溉制度计算表单位：
mm
日期
生育期
设计淹灌水层
逐日耗水量
逐日降雨量
淹灌水层变化
灌水量
排水量
月
日
hmin
hmax
hp
（1）
（2）
（3）
（4）
（5）
（6）
（7）
（8）
4
24
10
25
返青期
10
30
50
26
27
28
29
30
5
1
2
3
4
5
分蘖前
10
40
80
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
分蘖末
10
40
80
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
6
1
2
拔节孕穗
20
50
80
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
抽穗开花
20
50
80
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
乳熟
10
40
50
28
29
30
7
1
2
3
4
5
6
7
黄熟
落干
8
9
10
11
12
13
14
补充1、旱作物灌溉制度设计。
基本资料：
某灌区种植冬小麦。
1．土壤
3，空隙率41.3%（占土体的%），田间持水率为空隙体积的75%。
2．冬小麦各生育阶段计划湿润层深度及需水模系数
表1冬小麦各生育阶段计划湿润层深度及需水模系数
生育阶段
起止日期
计划湿润层深度（m）
需水模系数的累计值（5）
分蘖期
越冬期
返青期
拔节期
抽穗开花期
乳熟期
黄熟期
幼苗期
3．典型年（中早年）冬小麦灌溉制度设计资料。
冬小麦生育期从10月1日至次年6月16日。
根据试验资料分析，当冬小麦计划产量为300kg/亩时，相应的需水系数K=1.0m3/kg。
各生育阶段计划湿润层及需水模系数如表设1-1。
土壤适宜含水率上限为田间持水率，下限为田间持水率的60%，播前灌（9月24日）以前天然土壤含水率为48%（占空隙体积%）。
由于计划湿润层增加而增加的土体，其土壤含水量按田间持水率的90%计。
设计降雨保证率采用75%，经分析设计年小麦生育期逐句有效降雨量如表2。
表2典型年（中旱年）冬小麦生育期逐旬有效降雨量（单位：
mm）
月份
10
11
12
1
2
3
4
5
6
上旬
中旬
下旬
地下水利用量从偏于安全考虑，可以忽略不计。
在进行播前灌的情况下，播种时土壤含水率按田间持水率的90%计。
4．灌水率设计资料
各次灌水的灌水延续时间大致如下：
播前灌10～20昼夜，拔节后灌水10～15昼夜。
要求：
设计该地区冬小麦灌溉制度
5、水库灌区灌溉用水量计算
基本资料
某灌区需从水库引水，灌溉面积40万亩，种植小麦、棉花等作物，复种指数1.40，各种作物种植面积如下：
冬小麦18万亩
棉花8万亩
春玉米8万亩
夏玉米16万亩
其他杂粮6万亩
中早年各种作物净灌水定额，见表5-1。
全灌区灌溉水利用系数豫采用不大于0.6。
表5-1中旱年各种作物净灌水定额统计表
作物名称
灌水次数
灌水时间
净灌水定额（m3/亩）
作物名称
灌水次数
灌水时间
净灌水定额（m3/亩）
冬小麦
播前
9月下旬
60
春玉米
冬灌
12月上旬
60
1
11月下旬
60
1
5月中旬
40
2
3月上旬
50
2
6月上旬
40
3
4月上旬
40
3
6月下旬
40
4
4月下旬
45
4
7月中旬
40
5
5月中旬
45
夏玉米
1
6月中旬
50
棉花
播前
3月下旬
60
2
7月上旬
40
1
4月下旬
40
3
7月下旬
45
2
5月下旬
40
4
8月下旬
45
3
6月下旬
40
其他杂粮
冬灌
12月上旬
60
4
7月下旬
40
1
4月中旬
50
2
5月上旬
40
3
6月上旬
40
4
6月下旬
40
要求：
用间接推算法，计算全灌区需从水库引取的逐旬毛灌溉用水量及全年毛灌溉用水总量。
6、引水灌区灌水率图的制定
基本资料
（1）某灌区灌溉面积为10万亩，主要种植小麦、棉花、玉米及谷子等旱作物。
各种作物的生育期、种植面积的百分比及设计的灌溉制度，见表6-1。
表6-1某灌区各种作物的生育期、种植面积的百分比及设计的灌溉制度
作物
生育期
种植面积百分比
灌水次序
灌水定额
（m3/亩）
修正前
灌溉定额
（m3/亩）
灌水时间（日/月）
灌水延续天数
起
止
中间日
（1）
（2）
（3）
（4）
（5）
（6）
（7）
（8）
（9）
（10）
冬小麦
23/9~l6/5
50
1
50
11/9
22/9
17/9
12
235
2
50
21/11
2/12
27/11
12
3
45
4/3
13/3
9/3
10
4
45
19/4
28/4
24/4
10
5
45
7/5
16/5
12/5
10
玉米
6/6~4/9
50
1
45
8/6
17/6
13/6
10
120
2
40
30/6
9/7
5/5
10
3
35
1/8
10/8
6/8
10
棉花
21/4~10/11
25
1
40
1/5
8/5
5/5
8
110
2
35
20/6
27/6
24/6
8
3
35
22/7
31/7
27/7
10
谷子
25/4~14/8
25
1
45
1/5
10/5
6/5
10
85
2
40
20/6
29/6
25/6
10
（2）灌区为有坝取水的自流灌区。
根据设计年河流来水分析，渠首能引取的流量，见表6-2。
灌溉水利用系数为0.7。
表6-2设计年渠首能引取的流量
月份
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
流量（m3/s）
要求：
编制灌区灌水率图，按经济合理的要求并考虑水源来水流量是否够用进行修正。
应完成计算说明书一份，包括修正前、后的灌水率计算表及灌水率图。
7、灌溉取水枢纽型式与位置选择（解题示例）
基本资料
某灌溉区范围如图5-1-1所示。
灌区北面靠山，南面临河，地形北高南低，靠近河流断面10处的A点为灌溉区地面最高点。
根据灌溉水位控制计算，在A点处的干渠水位为海拔144.0m即可自流控制全灌区。
灌区水位取自河流。
图上所示河流各个断面间的距离皆为1km。
该河流在10号断面以上蜿蜒于山区，河道水面比降为1:
1000，两岸皆为高山，渠道只能沿河岸边布置，无其它线路可行。
在10号断面以下，进入山麓平原，河道水面比降为1:
2500。
沿河地质条件无大差异，各处皆可选作坝址。
设计年10号断面处河流最小流量和灌区逐月用水量，见表7-1。
表7-1河流来水流量和灌区用水量表
月份
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
河流最小流量
13
12
15
15
28
23
18
16
12
12
4
灌区用水流量
0
0
0
0
0
在10号断面处，当河流流量为l2m3/s时，水位高程为海拔141.0m。
根据灌区土质及水源含沙情况，干渠比降选在1:
2000至1:
10000范围内渠床皆不发生冲刷和淤积现象。
要求：
根据上述资料，在流量分析及水位分析的基础上，选择渠首位置及型式，计算A点以上干渠的长度。
如选择有坝取水方式，要求确定拦河坝的壅水高度；如选择抽水取水方式，要求确定抽水扬程。
于渠渠首进水闸的水头损失可按0.2m计算，干渠沿线可按无交叉建筑物考虑，不计集中的水位落差。
此题为粗略计算，不要求考虑其他细节。
解：
1．流量分析
根据本题所给出的“设计年灌区逐月用水量及10号断面处河流最小流量值，已知河流各月的最小流量皆大于灌区用水流量。
因此，不需对河流流量进行调节即可满足灌溉用水要求，故排除了选择有库取水枢纽的必要性。
2．水位分析
在灌溉季节河流最小流量为l2m3/s时，10号断面处河流的水位高程为141.0m，在1~10号断面间河流比降为1/1000，据此可推算出各断面处的水位高程，见表7-2。
表7-2河流水位高程推算表（10号断面以上）
断面号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
水位（m）
150
149
148
147
146
145
144
143
142
141
10号断面以下河流比降为1/2500，据此可推算出10～13号断面处的水位高程，见表7-3。
表7-3河流水位高程推算表（10号断可以下）
断面标号
10
11
12
13
水位（m）
由表中看出在10号断面以下，不宜选作渠首位置。
灌区最高点为A，在A处于渠水位为海拔144m时才能自流灌溉全灌区。
初选引水干渠比降为1/2000、1/5000、1/8000及1/10000四个方案。
引水干渠终点为A，沿河道布置。
如渠首选在10号断面上游，则可按干渠要求推算出1~10号断面处的水位高程，见表7-4。
表7-4各断面处于渠要求的水位（单位：
m）
干渠比降
断面号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1/2000
1/5000
1/8000
1/10000
3．渠首位置与型式选择
（1）无坝取水枢纽：
从河床地形来看，在于渠沿河而行的左岸，便于利用横向环流作用以取水防沙，可以选作无坝取水枢纽位置的凹岸，但只有3、4、6、8、10号断面可选用，其他皆不适宜。
从水位控制来看，只有在河流水位高于干渠要求水位之处才有可能选作渠首位置。
现考虑渠首进水闸水头损失为0.2m，如干渠比降为1/2000，则渠首位置必须选在3号断面处，如干渠比降为1/5000，1/8000及1/10000三种方案，则渠首位置可选在6号断面处。
现将无坝取水枢纽的几种方案综合列入表7-5中。
表7-5无坝取水枢纽方案比较表
方案号
渠首断面
干渠比降
干渠长度
河流水位
（m）
干渠水位
（m）
干渠要求的河流水位（m）
Ⅰ
3号断面
1/2000
7000
148
Ⅱ
6号断面
1/5000
4000
145
Ⅲ
6号断面
1/8000
4000
145
Ⅳ
6号断面
1/10000
4000
1
升级会员 