農(nóng)田水利學(xué)試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.以下哪項(xiàng)不屬于灌溉制度的核心參數(shù)？A.灌水定額B.灌水時(shí)間C.土壤容重D.灌溉定額2.土壤田間持水量是指（）A.土壤中全部孔隙充滿水時(shí)的含水量B.重力水完全排出后土壤保持的最大含水量C.土壤開始產(chǎn)生深層滲漏時(shí)的含水量D.植物根系無法吸收水分時(shí)的土壤含水量3.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.土壤質(zhì)地C.渠道糙率D.地下水位高低4.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.控制灌水流量C.均勻分配水分到作物根區(qū)D.過濾水中雜質(zhì)5.農(nóng)田排水的主要目的是（）A.降低地下水位，防止土壤鹽堿化B.增加土壤通氣性C.減少地表徑流D.提高土壤溫度6.灌溉設(shè)計(jì)保證率為85%，表示（）A.85%的年份灌溉用水量能滿足B.連續(xù)85年不發(fā)生干旱C.作物需水關(guān)鍵期85%的時(shí)間有灌溉D.灌溉工程85%的時(shí)間正常運(yùn)行7.渠道防滲措施中，混凝土襯砌的抗凍性主要取決于（）A.混凝土強(qiáng)度等級(jí)B.襯砌厚度C.伸縮縫間距D.基土凍脹性8.以下哪種土壤的滲透系數(shù)最??？A.砂土B.壤土C.黏土D.礫石9.噴灌系統(tǒng)中，噴頭的組合間距主要由（）決定A.噴頭工作壓力B.噴頭流量C.噴頭射程D.作物種類10.農(nóng)田水利工程規(guī)劃中，水資源平衡分析的核心是（）A.計(jì)算區(qū)域總需水量B.確定可供水量C.比較需水量與可供水量D.制定節(jié)水措施二、多項(xiàng)選擇題（每題3分，共15分。每題至少2個(gè)正確選項(xiàng)，錯(cuò)選、漏選均不得分）1.以下屬于節(jié)水灌溉技術(shù)的有（）A.畦灌B.微噴灌C.膜下滴灌D.漫灌2.農(nóng)田排水系統(tǒng)的組成包括（）A.田間排水溝B.輸水溝C.截流溝D.排水容泄區(qū)3.影響土壤水分特征曲線的因素有（）A.土壤質(zhì)地B.土壤結(jié)構(gòu)C.溫度D.有機(jī)質(zhì)含量4.渠道設(shè)計(jì)中，水力計(jì)算需要確定的參數(shù)包括（）A.渠道底寬B.渠道邊坡系數(shù)C.渠道糙率D.渠道比降5.鹽堿地改良的水利措施包括（）A.合理灌溉B.深耕松土C.排水降鹽D.種植耐鹽作物三、填空題（每題2分，共20分）1.作物需水量是指生長期間通過______和______消耗的水量之和。2.灌溉水利用系數(shù)是指______與______的比值。3.渠道的不沖流速是指______不被水流沖刷的最大流速。4.農(nóng)田排水模數(shù)是指單位面積上的______流量。5.土壤水的有效性上限是______，下限是______。6.噴灌系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)包括噴灌強(qiáng)度、______和______。7.渠道防滲的主要目的是減少______損失，提高_(dá)_____。8.地下水臨界深度是指______不致引起土壤積鹽的最小埋深。9.灌溉制度設(shè)計(jì)時(shí)，需確定的關(guān)鍵參數(shù)包括灌水定額、______、______和灌溉定額。10.微灌系統(tǒng)通常由水源工程、______、______和田間管網(wǎng)組成。四、簡答題（每題6分，共30分）1.簡述噴灌與滴灌的主要優(yōu)缺點(diǎn)。2.分析渠道滲漏損失的主要影響因素。3.說明農(nóng)田水利工程規(guī)劃的主要步驟。4.比較地面灌溉（如畦灌）與地下灌溉的適用條件。5.解釋“土壤水吸力”的概念，并說明其與土壤含水量的關(guān)系。五、計(jì)算分析題（共25分）1.（10分）某地區(qū)種植冬小麥，已知：土壤田間持水量（重量含水量）為22%，凋萎系數(shù)為10%；土壤容重為1.3g/cm3，計(jì)劃濕潤層深度為0.6m；灌水前土壤平均含水量為15%（重量含水量）；要求灌水后土壤含水量達(dá)到田間持水量的90%。計(jì)算該次灌水定額（單位：m3/畝）。2.（8分）某梯形渠道設(shè)計(jì)流量為1.2m3/s，底坡i=0.0005，糙率n=0.025，邊坡系數(shù)m=1.5。采用水力最佳斷面設(shè)計(jì)（寬深比β=2√(m+1)m），計(jì)算渠道的底寬b和水深h（結(jié)果保留兩位小數(shù)）。3.（7分）某灌區(qū)多年平均降雨量為500mm，其中有效降雨量為350mm；作物需水量為600mm，灌溉水利用系數(shù)為0.6。計(jì)算該灌區(qū)的凈灌溉定額和毛灌溉定額（單位：mm）。農(nóng)田水利學(xué)試題答案一、單項(xiàng)選擇題1.C（灌溉制度參數(shù)為灌水定額、灌水次數(shù)、灌水時(shí)間、灌溉定額，土壤容重屬土壤物理性質(zhì)）2.B（田間持水量是重力水排出后土壤保持的最大含水量）3.B（邊坡系數(shù)主要由土壤抗沖刷能力決定，即土壤質(zhì)地）4.C（毛管負(fù)責(zé)將水分配到作物根區(qū)）5.A（排水核心是降低地下水位，防治鹽堿化）6.A（設(shè)計(jì)保證率指多年中能滿足灌溉的概率）7.D（基土凍脹性直接影響襯砌抗凍破壞）8.C（黏土孔隙小，滲透系數(shù)最?。?.C（組合間距由噴頭射程決定，需覆蓋無盲區(qū)）10.C（水資源平衡分析核心是比較需水與供水）二、多項(xiàng)選擇題1.BC（微噴灌、膜下滴灌屬節(jié)水技術(shù)，畦灌、漫灌為傳統(tǒng)地面灌溉）2.ACD（排水系統(tǒng)包括田間溝、輸水溝、截流溝、容泄區(qū)，輸水溝非排水系統(tǒng)）3.ABCD（土壤質(zhì)地、結(jié)構(gòu)、溫度、有機(jī)質(zhì)均影響水分特征曲線）4.ABCD（底寬、邊坡系數(shù)、糙率、比降均為水力計(jì)算參數(shù)）5.AC（合理灌溉、排水降鹽為水利措施，深耕、種植屬農(nóng)業(yè)措施）三、填空題1.葉面蒸騰；棵間蒸發(fā)2.田間凈灌溉水量；渠首引入總水量3.渠道床面土壤4.排水5.田間持水量；凋萎系數(shù)6.均勻度；霧化程度7.滲漏；灌溉水利用率8.地下水9.灌水次數(shù)；灌水時(shí)間10.首部樞紐；輸配水管網(wǎng)四、簡答題1.噴灌優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：節(jié)水（比地面灌溉省水30%50%）、省工、適應(yīng)性強(qiáng)（地形復(fù)雜區(qū)）、調(diào)節(jié)田間小氣候；缺點(diǎn)：投資高、受風(fēng)影響大（風(fēng)速>3m/s時(shí)均勻度下降）、能耗較高（需加壓設(shè)備）。滴灌優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：最節(jié)水（水利用率>90%）、精準(zhǔn)灌溉（直接到根區(qū)）、減少雜草生長；缺點(diǎn)：易堵塞（對(duì)水質(zhì)要求高）、投資成本高（每畝約15003000元）、維護(hù)要求嚴(yán)格（需定期沖洗管網(wǎng)）。2.渠道滲漏損失影響因素：①土壤透水性：砂土滲漏量大，黏土滲漏量小；②渠道運(yùn)行時(shí)間：新渠道初期滲漏量大，隨時(shí)間延長土壤顆粒沉積，滲漏量減??；③渠道斷面形式：混凝土襯砌滲漏量（約0.10.3m3/(s·km)）遠(yuǎn)小于土渠（約13m3/(s·km)）；④地下水位：地下水位高時(shí)，渠道與地下水水頭差小，滲漏量減小；⑤渠道流量：流量大時(shí)，水深大，滲漏量隨水頭增加而增大。3.農(nóng)田水利工程規(guī)劃步驟：①基礎(chǔ)資料收集：包括氣象（降水、蒸發(fā)）、水文（河流流量）、土壤（質(zhì)地、容重）、作物（種類、需水規(guī)律）、社會(huì)經(jīng)濟(jì)（人口、耕地面積）等；②水資源評(píng)價(jià)：計(jì)算區(qū)域地表水資源量、地下水資源量及可開發(fā)利用量；③需水量計(jì)算：分作物灌溉需水、農(nóng)村生活需水、生態(tài)需水等，重點(diǎn)計(jì)算灌溉凈需水量；④水資源平衡分析：比較總需水量與可供水資源量，確定缺水程度；⑤工程布局：確定灌溉水源（水庫、機(jī)井等）、灌排系統(tǒng)（渠道、排水溝）、節(jié)水措施（噴滴灌）等；⑥方案比選：從技術(shù)可行性、經(jīng)濟(jì)合理性（投資、運(yùn)行成本）、環(huán)境影響（土壤鹽堿化、濕地保護(hù)）等方面優(yōu)選方案；⑦規(guī)劃報(bào)告編制：明確工程規(guī)模、投資估算、實(shí)施計(jì)劃等。4.地面灌溉與地下灌溉適用條件比較：地面灌溉（畦灌）：適用條件：地形平坦（地面坡度<0.0020.005）、土壤透水性中等（滲透系數(shù)0.11m/d）、作物耐淹（如小麥、玉米）、經(jīng)濟(jì)條件一般（投資低，每畝約200500元）。地下灌溉：適用條件：土壤透水性較弱（黏土或壤土）、地下水位較低（埋深>2m）、經(jīng)濟(jì)價(jià)值高的作物（如蔬菜、果樹）、需減少地表蒸發(fā)（干旱區(qū)）、地形復(fù)雜（避免地表工程破壞）。5.土壤水吸力：指土壤水在承受一定吸力時(shí)的能量狀態(tài)，單位為kPa或cm（水柱高度）。其與土壤含水量的關(guān)系呈非線性負(fù)相關(guān)：當(dāng)土壤含水量高（接近飽和）時(shí)，水吸力小（接近0）；隨著含水量降低，土壤顆粒對(duì)水的吸附力增大，水吸力迅速增加；當(dāng)含水量降至凋萎系數(shù)時(shí)，水吸力約為1500kPa（植物無法吸收）；田間持水量對(duì)應(yīng)的水吸力約為1030kPa（重力水排出后的穩(wěn)定狀態(tài)）。五、計(jì)算分析題1.灌水定額計(jì)算：公式：灌水定額（m3/畝）=0.1×γ×H×(θ田×ηθ前)×666.7其中：γ=1.3g/cm3=1300kg/m3，H=0.6m，θ田=22%（重量含水量），η=90%（灌水后比例），θ前=15%。計(jì)算步驟：①田間持水量體積含水量：θ田體=γ×θ田=1300×0.22=286kg/m3=28.6%（體積比）；②灌水后目標(biāo)體積含水量：θ目標(biāo)=θ田體×η=28.6%×0.9=25.74%；③灌水前體積含水量：θ前體=γ×θ前=1300×0.15=195kg/m3=19.5%；④需補(bǔ)充的水層深度（m）：Δh=H×(θ目標(biāo)θ前體)=0.6×(0.25740.195)=0.6×0.0624=0.03744m；⑤轉(zhuǎn)換為m3/畝：0.03744m×666.7m2/畝≈24.96m3/畝（保留兩位小數(shù)為25.00m3/畝）。答案：約25.00m3/畝。2.梯形渠道水力最佳斷面計(jì)算：水力最佳斷面條件：寬深比β=2√(m+1)m=2√(1.5+1)1.5=2×1.58111.5≈3.16221.5=1.6622，即b=βh=1.6622h。梯形斷面面積A=(b+mh)h=(1.6622h+1.5h)h=3.1622h2；濕周χ=b+2h√(1+m2)=1.6622h+2h√(1+1.52)=1.6622h+2h×1.802=1.6622h+3.604h=5.2662h；水力半徑R=A/χ=3.1622h2/5.2662h≈0.6h；謝才公式：Q=A×C√(Ri)，其中C=R^(1/6)/n（曼寧公式）。代入數(shù)據(jù)：1.2=3.1622h2×(0.6h)^(1/6)/0.025×√(0.6h×0.0005)簡化計(jì)算：(0.6h)^(1/6)=h^(1/6)×0.6^(1/6)≈h^(1/6)×0.913；√(0.6h×0.0005)=√(0.0003h)=0.01732√h；則方程變?yōu)椋?.2=3.1622h2×(h^(1/6)×0.913)/0.025×0.01732√h=3.1622×0.913×0.01732/0.025×h2×h^(1/6)×h^(1/2)=3.1622×0.913×0.6928×h^(2+1/6+1/2)≈3.1622×0.632×h^(2+2/3)≈2.000×h^(8/3)解得h^(8/3)=1.2/2=0.6→h=0.6^(3/8)=0.6^0.375≈0.81m；則b=1.6622×0.81≈1.35m。驗(yàn)證：A=3.1622×0.812≈3.1622×0.656≈2.075m2；R=0.6×0.81≈0.486m；C=0.486^(1/6)/0.025≈0.913/0.025