灌排工程技術(shù)與應(yīng)用試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.灌溉設(shè)計(jì)保證率是指（）。A.灌溉工程在多年運(yùn)行中，能保證正常灌溉的年數(shù)占總年數(shù)的百分比B.灌溉工程在設(shè)計(jì)年份內(nèi)，實(shí)際供水量與設(shè)計(jì)供水量的比值C.灌溉工程中，有效灌溉面積占總灌溉面積的比例D.灌溉水在田間的利用率2.渠道橫斷面設(shè)計(jì)中，梯形斷面的邊坡系數(shù)主要取決于（）。A.渠道流量大小B.渠道土壤類型C.渠道縱坡坡度D.渠道襯砌材料3.滴灌系統(tǒng)中，毛管的主要作用是（）。A.將水從干管輸送到田間B.控制灌溉區(qū)域的流量C.向作物根部均勻滴水D.調(diào)節(jié)系統(tǒng)工作壓力4.排水溝道的“三溝配套”通常指（）。A.干溝、支溝、斗溝B.明溝、暗溝、滲溝C.截流溝、排水農(nóng)溝、排水毛溝D.主排溝、支排溝、田間排溝5.灌溉水利用系數(shù)的計(jì)算式為（）。A.田間凈灌溉水量/渠道首端引入總水量B.渠道首端引入總水量/田間凈灌溉水量C.作物實(shí)際耗水量/田間凈灌溉水量D.田間凈灌溉水量/作物需水量6.鹽堿地改良的核心措施是（）。A.增施有機(jī)肥B.種植耐鹽作物C.完善排水系統(tǒng)D.推廣膜下滴灌7.噴灌系統(tǒng)中，噴頭的組合間距主要由（）決定。A.噴頭射程與噴灌強(qiáng)度B.作物行距與株距C.系統(tǒng)工作壓力與流量D.土壤滲透系數(shù)8.渠道防滲工程中，混凝土襯砌的抗凍標(biāo)號通常要求不低于（）。A.F50B.F100C.F150D.F2009.地下暗管排水系統(tǒng)中，集水管的埋設(shè)深度一般（）于排水管。A.深B.淺C.等于D.無固定關(guān)系10.灌溉制度制定的主要依據(jù)是（）。A.作物需水規(guī)律、土壤水分狀況、氣候條件B.灌溉工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、農(nóng)民種植習(xí)慣C.區(qū)域水資源總量、渠道輸水能力D.作物品種、化肥施用量二、多項(xiàng)選擇題（每題3分，共15分，少選得1分，錯選不得分）1.滴灌系統(tǒng)的組成部分包括（）。A.水源工程B.首部樞紐（水泵、過濾器、施肥裝置）C.輸配水管網(wǎng)（干管、支管、毛管）D.噴頭2.渠道滲漏損失的主要影響因素有（）。A.土壤質(zhì)地（如黏土、砂土）B.渠道流量大小C.渠道運(yùn)行時間（新渠道與老渠道）D.作物種植類型3.排水工程的主要作用包括（）。A.降低地下水位，防止土壤次生鹽堿化B.排除地表積水，避免澇漬危害C.調(diào)控土壤含水量，改善作物根區(qū)環(huán)境D.增加地下水補(bǔ)給量4.噴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，需重點(diǎn)校核的參數(shù)有（）。A.噴灌均勻度B.噴灌強(qiáng)度C.系統(tǒng)工作壓力D.管道沿程水頭損失5.《灌溉與排水工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB502882018）中規(guī)定，旱作區(qū)灌溉設(shè)計(jì)保證率一般不低于（），水稻區(qū)不低于（）。A.50%B.75%C.85%D.90%三、填空題（每空2分，共20分）1.灌溉工程中，灌水定額是指（）。2.渠道縱坡設(shè)計(jì)需滿足的基本原則是（），以避免渠道沖刷或淤積。3.排水模數(shù)是指（），單位為（）。4.微灌系統(tǒng)按出水方式可分為滴灌、微噴灌、（）和涌泉灌。5.土壤水的有效范圍是從（）到（）之間的含水量。6.渠道防滲的主要目的是（）和（）。四、簡答題（每題8分，共40分）1.簡述噴灌與滴灌的主要優(yōu)缺點(diǎn)及適用場景。2.說明排水溝道布置的“高水高排、低水低排”原則及其工程意義。3.渠道橫斷面設(shè)計(jì)需考慮哪些主要參數(shù)？如何確定梯形斷面的底寬和邊坡系數(shù)？4.鹽堿地排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)時，需重點(diǎn)控制哪兩個關(guān)鍵指標(biāo)？簡述其計(jì)算方法。5.簡述灌溉水利用系數(shù)的影響因素及提高該系數(shù)的主要措施。五、計(jì)算題（共25分）題1（10分）：某灌區(qū)種植玉米，已知：玉米全生育期需水量ET=450mm；有效降雨量P=120mm；地下水補(bǔ)給量K=30mm；灌溉水利用系數(shù)η=0.75；田間水利用系數(shù)η田=0.90。計(jì)算該灌區(qū)玉米的凈灌溉定額和毛灌溉定額（單位：m3/畝）。（1畝≈667m2）題2（15分）：某梯形混凝土襯砌渠道，設(shè)計(jì)流量Q=2.5m3/s，底坡i=1/2000，糙率n=0.014（混凝土襯砌），邊坡系數(shù)m=1.0（梯形斷面）。（1）采用曼寧公式計(jì)算渠道斷面的水力半徑R（曼寧公式：v=R^(2/3)i^(1/2)/n）；（2）假設(shè)渠道水深h=1.2m，計(jì)算渠道底寬b（梯形斷面面積A=(b+mh)h）；（3）校核渠道流速是否滿足不沖不淤要求（已知混凝土襯砌渠道允許不沖流速v_max=3.5m/s，不淤流速v_min=0.3m/s）。六、綜合分析題（共30分）某北方灌區(qū)位于黃河沖積平原，耕地面積5萬畝，主要種植小麥和玉米。近年來出現(xiàn)以下問題：春旱季節(jié)灌溉用水緊張，部分區(qū)域因渠道老化滲漏嚴(yán)重，實(shí)際灌溉面積僅為設(shè)計(jì)面積的60%；夏季暴雨后，低洼地積水時間長達(dá)3~5天，作物受澇減產(chǎn)；部分地塊土壤鹽堿化加重，表層土壤含鹽量超過0.3%（作物耐鹽閾值）。結(jié)合灌排工程技術(shù)知識，分析問題成因并提出系統(tǒng)性解決方案（要求：從灌溉、排水、鹽堿化治理三方面展開，提出具體工程措施）。答案與解析一、單項(xiàng)選擇題1.A（灌溉設(shè)計(jì)保證率是多年運(yùn)行中保證正常灌溉的年數(shù)占總年數(shù)的百分比）2.B（邊坡系數(shù)主要由土壤類型決定，如黏土邊坡可陡，砂土需緩坡）3.C（毛管末端連接滴頭，直接向作物根部滴水）4.A（三溝配套指干、支、斗三級固定溝道）5.A（灌溉水利用系數(shù)=田間凈水量/渠道首端總引水量）6.C（鹽堿地改良需通過排水降低地下水位，減少鹽分表聚）7.A（噴頭組合間距由射程和均勻度要求決定）8.B（混凝土襯砌抗凍標(biāo)號一般不低于F100，寒冷地區(qū)需提高）9.A（集水管需匯集排水管的水，埋設(shè)更深）10.A（灌溉制度依據(jù)作物需水規(guī)律、土壤水分和氣候條件制定）二、多項(xiàng)選擇題1.ABC（噴頭是噴灌系統(tǒng)組件，滴灌使用滴頭）2.ABC（作物類型不直接影響渠道滲漏）3.ABC（排水工程主要排除多余水，而非增加地下水補(bǔ)給）4.ABCD（噴灌需校核均勻度、強(qiáng)度、壓力和水頭損失）5.BC（旱作區(qū)≥75%，水稻區(qū)≥85%，規(guī)范GB502882018）三、填空題1.一次灌水單位面積上的灌水量（單位：m3/畝或mm）2.與地面坡度相適應(yīng)，使流速在不沖不淤范圍內(nèi)3.單位排水面積上的排水流量；m3/(s·km2)或L/(s·hm2)4.滲灌5.凋萎系數(shù)；田間持水率6.減少滲漏損失；防止渠道沖刷四、簡答題1.噴灌優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)是節(jié)水（比地面灌溉省水30%~50%）、均勻度高、適應(yīng)性強(qiáng)；缺點(diǎn)是受風(fēng)影響大、投資較高。適用場景：地形起伏大、經(jīng)濟(jì)作物區(qū)。滴灌優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)是節(jié)水（比噴灌省水20%~30%）、精準(zhǔn)控量、減少雜草；缺點(diǎn)是易堵塞、維護(hù)要求高。適用場景：干旱區(qū)、果樹或設(shè)施農(nóng)業(yè)。2.原則：將高處來水（如坡面徑流）通過截流溝直接排入高一級溝道，避免匯入低洼區(qū)；低洼區(qū)積水通過低溝道排出。意義：減少排水系統(tǒng)負(fù)擔(dān)，避免高水低排導(dǎo)致的澇漬，提高排水效率。3.主要參數(shù)：底寬b、水深h、邊坡系數(shù)m、糙率n、底坡i。確定方法：根據(jù)設(shè)計(jì)流量Q，采用曼寧公式v=R^(2/3)i^(1/2)/n，結(jié)合斷面面積A=Q/v，聯(lián)立A=(b+mh)h求解b和h（需滿足不沖不淤流速）。4.關(guān)鍵指標(biāo)：地下水臨界深度（防止鹽分表聚的最小埋深）和排水模數(shù)（單位面積排水量）。計(jì)算方法：臨界深度=土壤毛管水上升高度+安全超高（一般0.2~0.3m）；排水模數(shù)通過公式q=αH/t（α為徑流系數(shù)，H為設(shè)計(jì)暴雨量，t為排水時間）。5.影響因素：渠道滲漏損失、田間深層滲漏、灌水方法（如漫灌損失大）、管理水平。提高措施：渠道防滲（混凝土、膜料等）、推廣節(jié)水灌溉（滴灌、噴灌）、優(yōu)化灌水制度（小定額多次灌）、加強(qiáng)量水設(shè)施和管理。五、計(jì)算題題1：凈灌溉定額m凈=ETPK=45012030=300mm=300m3/hm2=200m3/畝（1hm2=15畝，300/15=20m3/畝？修正：1mm=1m3/畝×1/1000×667≈0.667m3/畝，300mm=300×0.667≈200m3/畝）。毛灌溉定額m毛=m凈/η=200/0.75≈266.67m3/畝（注：η為灌溉水利用系數(shù)，已包含田間損失，無需再除以η田）。題2：（1）曼寧公式v=R^(2/3)i^(1/2)/n，假設(shè)均勻流時Q=Av，A=R×χ（χ為濕周，梯形χ=b+2h√(1+m2)），但需聯(lián)立求解。簡化計(jì)算：假設(shè)水力最佳斷面（b=2h(√(1+m2)m)，m=1時b=2h(√21)≈0.828h），但題目已給定h=1.2m，直接計(jì)算：A=(b+1×1.2)×1.2=1.2b+1.44；濕周χ=b+2×1.2×√(1+12)=b+3.394；水力半徑R=A/χ=(1.2b+1.44)/(b+3.394)；流速v=Q/A=2.5/(1.2b+1.44)；代入曼寧公式：2.5/(1.2b+1.44)=[(1.2b+1.44)/(b+3.394)]^(2/3)×(1/2000)^(1/2)/0.014；計(jì)算得b≈1.5m（迭代求解），則R=A/χ=(1.2×1.5+1.44)/(1.5+3.394)=3.24/4.894≈0.662m。（2）若h=1.2m，A=(b+1×1.2)×1.2=1.2b+1.44；v=Q/A=2.5/(1.2b+1.44)；由曼寧公式v=R^(2/3)i^(1/2)/n=0.662^(2/3)×(0.0005)^(1/2)/0.014≈0.754×0.0224/0.014≈1.21m/s；則A=2.5/1.21≈2.066m2；聯(lián)立1.2b+1.44=2.066→b≈(2.0661.44)/1.2≈0.522m（與假設(shè)的最佳斷面不同，需按實(shí)際h計(jì)算）。（3）流速v=1.21m/s，介于0.3~3.5m/s之間，滿足不沖不淤要求。六、綜合分析題問題成因：灌溉問題：渠道老化滲漏（灌溉水利用系數(shù)低），導(dǎo)致實(shí)際供水量不足；排水問題：排水系統(tǒng)不完善（溝道淤堵、斷面不足），暴雨后地表積水難排；鹽堿化：地下水位過高（排水不暢），蒸發(fā)導(dǎo)致鹽分表聚。解決方案：1.灌溉工程：渠道防滲改造：對滲漏嚴(yán)重的渠道采用混凝土襯砌或復(fù)合土工膜防滲，降低滲漏損失（目標(biāo)η≥0.8）；推廣節(jié)水灌溉：在經(jīng)濟(jì)作物區(qū)（如蔬菜）試點(diǎn)滴灌，大田作物（小麥、玉米）采用低壓管灌，減少田間損失；配套量水設(shè)施：安裝超聲波流量計(jì)，精準(zhǔn)計(jì)量，避免跑冒滴漏。2.排水工程：清淤疏竣現(xiàn)有溝道：恢復(fù)干、支、斗溝設(shè)計(jì)斷面，確保排水模數(shù)達(dá)標(biāo)（設(shè)計(jì)暴雨重現(xiàn)期5~10年，排水時間≤3天）；增設(shè)田間排水系統(tǒng)：在低洼區(qū)布置暗管排水（管徑100~150mm，間距10~20m）