農(nóng)田水利學(xué)考試題及答案一、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.某一設(shè)計(jì)典型年中，灌溉工程能滿足作物需水要求的程度C.灌溉工程在設(shè)計(jì)水平年能提供的最大灌溉面積占總耕地面積的比例D.灌溉工程在單位時(shí)間內(nèi)的供水量與作物需水量的比值2.渠道不沖流速的大小主要取決于（）A.渠道糙率B.水流含沙量C.渠道邊坡系數(shù)D.土壤抗沖能力3.作物需水量的主要計(jì)算方法中，彭曼（Penman）公式屬于（）A.直接計(jì)算法（蒸發(fā)皿法）B.間接計(jì)算法（能量平衡法）C.經(jīng)驗(yàn)公式法（作物系數(shù)法）D.水量平衡法4.以下不屬于農(nóng)田排水主要任務(wù)的是（）A.排除地表多余徑流B.控制地下水位C.防止土壤鹽堿化D.增加土壤含水量5.滴灌系統(tǒng)中，毛管的設(shè)計(jì)流量應(yīng)滿足（）A.單個(gè)滴頭流量×滴頭數(shù)量B.滴頭設(shè)計(jì)流量×毛管上滴頭間距×毛管長度C.滴頭設(shè)計(jì)流量×毛管上滴頭數(shù)量×流量偏差率D.滴頭設(shè)計(jì)流量×毛管上滴頭數(shù)量×（1+允許流量偏差率）6.水稻的“薄、淺、濕、曬”灌溉模式中，“曬田”的主要目的是（）A.減少無效分蘗，促進(jìn)根系發(fā)育B.增加土壤含氧量，抑制雜草生長C.降低田間濕度，預(yù)防病蟲害D.減少灌溉用水量，提高水分利用效率7.渠道橫斷面設(shè)計(jì)中，梯形斷面的邊坡系數(shù)m主要由（）決定A.渠道流量大小B.土壤類型及穩(wěn)定條件C.渠道糙率D.渠道縱坡8.衡量噴灌質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)不包括（）A.噴灌均勻度B.噴灌強(qiáng)度C.水滴打擊強(qiáng)度D.噴灌系統(tǒng)能耗9.土壤水鹽運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律中，“鹽隨水來，鹽隨水去”描述的是（）A.垂直運(yùn)動(dòng)（上下移動(dòng)）B.水平運(yùn)動(dòng)（橫向遷移）C.離子交換吸附D.化學(xué)沉淀10.灌溉水利用系數(shù)是指（）A.作物實(shí)際利用的水量與灌溉系統(tǒng)引入的總水量的比值B.田間凈灌溉用水量與渠道毛灌溉用水量的比值C.作物需水量與有效降水量的比值D.灌溉工程供水量與作物需水量的比值二、多項(xiàng)選擇題（每題3分，共15分，少選得1分，錯(cuò)選不得分）1.以下屬于節(jié)水灌溉技術(shù)的有（）A.膜上灌B.漫灌C.微噴灌D.涌流灌2.影響土壤水分特征曲線的因素包括（）A.土壤質(zhì)地B.土壤結(jié)構(gòu)C.溫度D.土壤有機(jī)質(zhì)含量3.渠道防滲的主要目的包括（）A.減少渠道滲漏損失B.提高渠道抗沖能力C.防止渠道次生鹽堿化D.降低渠道糙率，提高輸水能力4.農(nóng)田排水系統(tǒng)的組成包括（）A.田間排水網(wǎng)（毛溝、農(nóng)溝）B.輸水溝（斗溝、支溝）C.排水容泄區(qū)（河流、湖泊）D.排水建筑物（節(jié)制閘、渡槽）5.確定作物灌溉制度的方法包括（）A.總結(jié)群眾豐產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)法B.灌溉試驗(yàn)法C.水量平衡分析法D.彭曼公式計(jì)算法三、填空題（每空1分，共15分）1.農(nóng)田水利的核心任務(wù)是通過（）和（）措施，調(diào)節(jié)和改善農(nóng)田水分狀況及區(qū)域水利條件。2.灌溉制度的三要素是（）、（）和（）。3.渠道縱斷面設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是確定（）和（）。4.土壤含水量的表示方法通常有（）、（）和（）。5.噴灌系統(tǒng)的組成包括（）、（）和（）三部分。6.作物水分生產(chǎn)函數(shù)描述的是（）與（）之間的關(guān)系。四、簡答題（每題8分，共40分）1.對(duì)比分析地面灌溉（以畦灌為例）與噴灌的優(yōu)缺點(diǎn)。2.簡述土壤鹽堿化的主要成因及防治措施。3.說明渠道設(shè)計(jì)中“不沖不淤”流速的含義，并列舉影響不沖流速和不淤流速的主要因素。4.什么是作物需水臨界期？以小麥為例，說明其需水臨界期的主要特征及灌溉管理要點(diǎn)。5.簡述滴灌系統(tǒng)中毛管水力設(shè)計(jì)的主要步驟（需包含關(guān)鍵參數(shù)計(jì)算）。五、計(jì)算題（共30分）1.（10分）某灌區(qū)種植玉米，已知：玉米全生育期需水量ET=450mm；有效降水量P=200mm；地下水補(bǔ)給量K=30mm；土壤初始有效儲(chǔ)水量W1=80mm（以水層深度計(jì)）；收獲時(shí)土壤有效儲(chǔ)水量W2=50mm；灌溉水利用系數(shù)η=0.7。計(jì)算該玉米全生育期的凈灌溉用水量和毛灌溉用水量。2.（10分）某梯形渠道設(shè)計(jì)流量Q=1.2m3/s，底寬b=1.5m，邊坡系數(shù)m=1.0，糙率n=0.025，縱坡i=0.0005。采用曼寧公式（v=R2/3i1/2/n）計(jì)算渠道正常水深h（提示：水力半徑R=A/(b+2mh)，過水?dāng)嗝婷娣eA=bh+mh2）。3.（10分）某滴灌系統(tǒng)毛管長度L=50m，滴頭間距s=0.3m，滴頭設(shè)計(jì)流量q=2.5L/h，毛管內(nèi)徑d=16mm，糙率n=0.013，允許流量偏差率qv=±10%。計(jì)算毛管首末端滴頭的流量差是否滿足要求（提示：沿程水頭損失hf=λ(L/d)(v2/(2g))；λ=8gn2/R1/3，其中R=d/4；流速v=Q/(πd2/4)，Q為毛管流量）。六、綜合分析題（共20分）某平原灌區(qū)位于華北地區(qū)，主要種植冬小麥和夏玉米，土壤為中壤土（田間持水量θf=25%，容重γ=1.4g/cm3），地下水埋深平均1.5m。近年來出現(xiàn)土壤次生鹽堿化問題，且灌溉水利用率僅0.55。要求：（1）分析該灌區(qū)土壤次生鹽堿化的可能成因；（2）提出一套綜合防治措施（需包含灌溉、排水、農(nóng)業(yè)技術(shù)等方面）；（3）為提高灌溉水利用率，推薦2種適用的節(jié)水灌溉技術(shù)，并說明其技術(shù)要點(diǎn)。參考答案一、單項(xiàng)選擇題1.A2.D3.B4.D5.A6.A7.B8.D9.A10.A二、多項(xiàng)選擇題1.ACD2.ABCD3.ABCD4.ABCD5.ABC三、填空題1.灌溉；排水2.灌水定額；灌水次數(shù)；灌溉定額3.渠道水位；渠底高程4.質(zhì)量含水量；容積含水量；相對(duì)含水量（或水層深度）5.水源工程；首部樞紐；輸配水管網(wǎng)及噴頭6.作物產(chǎn)量；水分消耗（或灌水量）四、簡答題1.地面灌溉（畦灌）與噴灌的對(duì)比優(yōu)點(diǎn)：畦灌設(shè)備簡單、投資低，適用于大面積農(nóng)田；噴灌節(jié)水（減少深層滲漏和地表徑流）、均勻度高、適應(yīng)性強(qiáng)（可結(jié)合施肥）。缺點(diǎn)：畦灌灌水均勻度低（易產(chǎn)生深層滲漏或積水）、占地埂多（浪費(fèi)耕地）、勞動(dòng)強(qiáng)度大；噴灌設(shè)備投資高、受風(fēng)影響大（風(fēng)速>3級(jí)時(shí)均勻度下降）、能耗較高（需加壓）。2.土壤鹽堿化成因及防治成因：①氣候干旱，蒸發(fā)強(qiáng)烈（水鹽上行）；②地下水位過高（埋深<臨界深度，鹽分隨毛管水上升至地表）；③灌溉不當(dāng)（過量灌溉導(dǎo)致地下水位抬升）；④排水不暢（鹽分無法隨水排出）。防治措施：①合理灌溉（控制灌水量，推廣節(jié)水灌溉）；②完善排水系統(tǒng)（明溝/暗管排水降低地下水位）；③農(nóng)業(yè)措施（平整土地、種植耐鹽作物、增施有機(jī)肥改良土壤結(jié)構(gòu)）；④化學(xué)改良（施用石膏等改良劑中和堿性）。3.“不沖不淤”流速含義及影響因素含義：渠道設(shè)計(jì)流速應(yīng)大于不淤流速（防止泥沙沉積），小于不沖流速（防止沖刷破壞）。不沖流速影響因素：土壤抗沖能力（黏粒含量、結(jié)構(gòu)）、水流含沙量（含沙量高時(shí)允許流速可適當(dāng)提高）、渠道斷面形狀（寬淺式渠道抗沖能力較弱）。不淤流速影響因素：泥沙粒徑（粒徑越大，不淤流速越高）、水流挾沙能力（與流速的1.5~2次方正相關(guān)）。4.作物需水臨界期（以小麥為例）定義：作物對(duì)水分虧缺最敏感、影響產(chǎn)量最大的時(shí)期。小麥需水臨界期為拔節(jié)至抽穗期（約4月中旬至5月上旬）。特征：此期小麥新陳代謝旺盛，莖葉生長和穗分化同步進(jìn)行，需水量大（占全生育期的30%~40%），對(duì)水分虧缺極敏感（缺水導(dǎo)致穗粒數(shù)減少、產(chǎn)量顯著下降）。灌溉要點(diǎn)：保持土壤含水量在田間持水量的70%~80%，避免受旱；若遇連陰雨需及時(shí)排水，防止根系缺氧。5.滴灌毛管水力設(shè)計(jì)步驟①確定滴頭參數(shù)：設(shè)計(jì)流量q（一般2~4L/h）、間距s（0.3~1.0m）。②計(jì)算毛管流量Q=q×(L/s)（L為毛管長度）。③計(jì)算毛管流速v=4Q/(πd2)（d為內(nèi)徑）。④計(jì)算水力半徑R=d/4（毛管為圓管，滿流時(shí)R=直徑/4）。⑤計(jì)算沿程水頭損失hf=λ(L/d)(v2/(2g))，其中λ=8gn2/R1/3（n為糙率）。⑥校核流量偏差率qv=(h1h2)/(h1+h2)×100%（h1為首端壓力，h2為末端壓力），需滿足qv≤允許值（一般±10%）。五、計(jì)算題1.凈灌溉用水量與毛灌溉用水量計(jì)算凈灌溉用水量（田間需水量）：W凈=ETPK+(W1W2)=45020030+(8050)=250mm毛灌溉用水量：W毛=W凈/η=250/0.7≈357.14mm（或換算為m3/畝：250mm=250m3/畝，357.14m3/畝）2.渠道正常水深計(jì)算曼寧公式：v=R2/3i1/2/n流量Q=A×v=A×(R2/3i1/2/n)其中A=bh+mh2=1.5h+h2（m=1.0）R=A/(b+2mh)=(1.5h+h2)/(1.5+2h)代入Q=1.2m3/s，i=0.0005，n=0.025：1.2=(1.5h+h2)×[((1.5h+h2)/(1.5+2h))2/3×(0.0005)1/2]/0.025試算得h≈0.85m（具體過程需迭代計(jì)算，此處為近似值）3.滴毛管流量偏差校核毛管流量Q=q×(L/s)=2.5×(50/0.3)=416.67L/h≈0.0001157m3/s流速v=4Q/(πd2)=4×0.0001157/(3.14×0.0162)≈0.57m/s水力半徑R=d/4=0.016/4=0.004mλ=8×9.8×0.0132/(0.004)1/3≈8×9.8×0.000169/0.1587≈0.083沿程水頭損失hf=λ×(L/d)×(v2/(2g))=0.083×(50/0.016)×(0.572/(2×9.8))≈0.083×3125×0.0166≈4.32m首端壓力h1，末端壓力h2=h1hf流量偏差率qv=(q1q2)/q平均×100%≈(√h1√(h1hf))/√h1×100%（滴頭流量與壓力平方根成正比）假設(shè)首端壓力h1=10m，則末端壓力h2=104.32=5.68mq1=2.5×√(10/10)=2.5L/h（假設(shè)設(shè)計(jì)壓力為10m）q2=2.5×√(5.68/10)=2.5×0.754≈1.885L/h流量偏差率=(2.51.885)/2.5×100%≈24.6%>10%，不滿足要求。六、綜合分析題（1）次生鹽堿化成因：①氣候因素：華北地區(qū)春旱秋澇，蒸發(fā)量遠(yuǎn)大于降水量（蒸發(fā)量約1200~1600mm，降水量500~700mm），鹽分易隨毛管水上升至地表。②地下水位過高：地下水埋深僅1.5m（臨界深度約2.0~2.5m），毛管水可到達(dá)地表，攜帶鹽分積累。③灌溉不當(dāng)：灌溉水利用率低（0.55），過量灌溉導(dǎo)致深層滲漏，抬高地下水位。④排水系統(tǒng)不完善：缺乏有效的明溝或暗管排水，鹽分無法隨水排出。（2）綜合防治措施：灌溉方面：推廣節(jié)水灌溉（如滴灌、噴灌），控制單次灌水量（避免深層滲漏）；采用輪灌制度，減少田間積水時(shí)間。排水方面：修建暗管排水系統(tǒng)（管徑100~150mm，間距10~20m，埋深1.8~2.2m），降低地下水位至臨界深度以下；結(jié)合明溝（斗溝、農(nóng)溝）排除地表徑流。農(nóng)業(yè)技術(shù)：平整