灌溉排水工程模擬試題與答案詳解一、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.灌區(qū)在多年運(yùn)行中，灌溉用水量全部滿足的年數(shù)占總年數(shù)的百分比B.灌區(qū)在設(shè)計(jì)水平年中，灌溉用水量滿足的概率C.灌區(qū)在連續(xù)干旱年中，灌溉系統(tǒng)不破壞的概率D.灌區(qū)作物需水關(guān)鍵期內(nèi)，灌溉供水保證的天數(shù)占總天數(shù)的百分比2.作物需水量計(jì)算中，彭曼蒙特斯公式（PenmanMonteith）主要考慮的因素是（）。A.作物種類與土壤濕度B.氣象條件與作物蒸騰C.地下水埋深與灌溉方式D.降雨強(qiáng)度與地表徑流3.渠道橫斷面設(shè)計(jì)中，水力最佳斷面的寬深比（B/h）與糙率（n）、邊坡系數(shù)（m）的關(guān)系為（）。A.僅與m有關(guān)B.與n和m均有關(guān)C.僅與n有關(guān)D.與n和m均無關(guān)4.某灌區(qū)土壤為中壤土，地下水埋深1.5m，設(shè)計(jì)排漬標(biāo)準(zhǔn)要求地下水埋深在雨后3天內(nèi)降至2.5m，則排水溝的設(shè)計(jì)排漬流量應(yīng)根據(jù)（）計(jì)算。A.日滲漏量B.土壤持水率變化C.降雨入滲補(bǔ)給量D.作物耐漬深度5.滴灌系統(tǒng)中，毛管的最大允許水頭偏差通?？刂圃冢ǎ?。A.5%~10%B.10%~15%C.15%~20%D.20%~25%6.灌溉水利用系數(shù)是指（）。A.作物實(shí)際利用的水量與渠首引入總水量的比值B.田間凈灌溉水量與渠首引入總水量的比值C.作物需水量與渠首引入總水量的比值D.有效降雨量與渠首引入總水量的比值7.排水溝的間距設(shè)計(jì)中，霍夫曼（Hoffman）公式適用于（）。A.均質(zhì)土壤、穩(wěn)定流排水B.非均質(zhì)土壤、非穩(wěn)定流排水C.黏性土壤、間歇排水D.砂性土壤、強(qiáng)降雨排水8.噴灌系統(tǒng)中，噴頭的組合間距通常取噴頭射程的（）。A.0.5~0.7倍B.0.7~0.9倍C.1.0~1.2倍D.1.2~1.5倍9.某渠道設(shè)計(jì)流量為5m3/s，渠道糙率n=0.0225，邊坡系數(shù)m=1.5，水力半徑R=1.2m，則渠道的流速為（）（謝才公式C=R^(1/6)/n）。A.1.0m/sB.1.2m/sC.1.5m/sD.1.8m/s10.非充分灌溉的核心目標(biāo)是（）。A.提高單位水量的作物產(chǎn)量B.減少灌溉次數(shù)C.降低灌溉系統(tǒng)投資D.避免土壤次生鹽漬化二、多項(xiàng)選擇題（每題3分，共15分，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.渠道防滲B.噴灌C.漫灌D.滴灌2.影響農(nóng)田排水模數(shù)的主要因素包括（）。A.設(shè)計(jì)暴雨量B.土壤滲透系數(shù)C.排水溝深度D.作物種類3.渠道橫斷面設(shè)計(jì)需滿足的要求有（）。A.不沖不淤B.最小工程量C.便于施工與管理D.糙率盡可能大4.灌溉制度的確定需要考慮（）。A.作物需水規(guī)律B.土壤墑情C.氣象條件D.灌溉水源條件5.排水系統(tǒng)的組成包括（）。A.田間排水溝B.輸水溝C.排水承泄區(qū)D.節(jié)制閘三、填空題（每題2分，共20分）1.作物全生育期內(nèi)的凈灌溉定額等于______減去有效降雨量。2.渠道的滲漏損失主要包括______、______和飽和滲漏三個(gè)階段。3.噴灌系統(tǒng)的霧化指標(biāo)是指______與______的比值。4.排水溝的設(shè)計(jì)水位分為______和______，其中______是控制地下水位的關(guān)鍵。5.滴灌系統(tǒng)中，毛管的水力計(jì)算需滿足______和______兩個(gè)基本要求。6.灌溉設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)包括______和______，其中______是最常用的指標(biāo)。7.土壤水的有效性上限是______，下限是______。8.渠道的不沖流速與______、______和______有關(guān)。9.農(nóng)田排水的主要任務(wù)包括排澇、______和______。10.非充分灌溉的主要模式有______、______和調(diào)虧灌溉。四、簡答題（每題6分，共30分）1.簡述充分灌溉與非充分灌溉的區(qū)別，并說明非充分灌溉的適用場景。2.渠道防滲的主要措施有哪些？各措施的優(yōu)缺點(diǎn)是什么？3.農(nóng)田排水設(shè)計(jì)中，排澇標(biāo)準(zhǔn)與排漬標(biāo)準(zhǔn)的區(qū)別是什么？分別如何確定？4.滴灌系統(tǒng)毛管設(shè)計(jì)時(shí)，為什么要控制最大允許水頭偏差？通常如何實(shí)現(xiàn)？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35分）1.（10分）某灌區(qū)種植冬小麥，全生育期作物需水量ET=450mm，有效降雨量P=180mm，土壤初始有效儲(chǔ)水量W?=50mm（以水層深度計(jì)），收獲時(shí)土壤有效儲(chǔ)水量W?=30mm。試計(jì)算該作物全生育期的凈灌溉定額（要求寫出公式及計(jì)算過程）。2.（12分）某梯形斷面渠道，設(shè)計(jì)流量Q=3m3/s，邊坡系數(shù)m=1.0，糙率n=0.025，底坡i=1/2000。采用水力最佳斷面設(shè)計(jì)，求渠道的底寬b和水深h（提示：水力最佳斷面時(shí)，B=2h(m2+1)^(1/2)2mh，或?qū)捝畋圈?B/h=2(√(m2+1)m)）。3.（13分）某平原灌區(qū)土壤為均質(zhì)粉砂壤土，滲透系數(shù)K=0.5m/d，排水溝深度H=2.5m，要求將地下水位從初始埋深h?=1.0m降至設(shè)計(jì)埋深h=2.0m（以排水溝為基準(zhǔn)，溝內(nèi)水深忽略不計(jì)），設(shè)計(jì)排水時(shí)間t=3天。采用霍夫曼公式計(jì)算排水溝的間距L（霍夫曼公式：L=2√(Kt/(μ))(h?2h2)^(1/2)，其中μ為土壤給水度，取0.05）。六、綜合分析題（20分）某灌區(qū)位于華北平原，現(xiàn)狀灌溉方式以漫灌為主，渠道襯砌率僅30%，灌溉水利用系數(shù)約0.45，部分區(qū)域因地下水位過高（埋深<1.0m）出現(xiàn)土壤次生鹽漬化。近年來，當(dāng)?shù)厮Y源短缺問題加劇，需對灌區(qū)進(jìn)行節(jié)水改造。（1）分析該灌區(qū)存在的主要問題；（2）提出針對性的改造措施（至少4項(xiàng)），并說明每項(xiàng)措施的技術(shù)原理；（3）改造后需監(jiān)測哪些關(guān)鍵指標(biāo)以評(píng)估效果？答案詳解一、單項(xiàng)選擇題1.A（灌溉設(shè)計(jì)保證率是多年中灌溉用水滿足的年數(shù)占總年數(shù)的百分比）2.B（彭曼蒙特斯公式綜合考慮氣象參數(shù)與作物蒸騰）3.A（水力最佳斷面的寬深比僅與邊坡系數(shù)m有關(guān)）4.C（排漬流量需根據(jù)降雨入滲補(bǔ)給量計(jì)算）5.A（滴灌毛管水頭偏差通?？刂圃?%~10%）6.B（灌溉水利用系數(shù)=田間凈水量/渠首總引水量）7.A（霍夫曼公式適用于均質(zhì)土壤、穩(wěn)定流排水）8.B（噴灌組合間距通常為噴頭射程的0.7~0.9倍）9.C（謝才系數(shù)C=1.2^(1/6)/0.0225≈50，流速v=C√(Ri)=50×√(1.2×1/2000)≈1.5m/s）10.A（非充分灌溉核心是提高單位水量的產(chǎn)量）二、多項(xiàng)選擇題1.ABD（漫灌不屬于節(jié)水技術(shù)）2.ABC（作物種類對排水模數(shù)影響較?。?.ABC（糙率大會(huì)增加水頭損失，非設(shè)計(jì)目標(biāo)）4.ABCD（需綜合考慮作物、土壤、氣象、水源）5.ACD（輸水溝屬于灌溉系統(tǒng)）三、填空題1.作物需水量2.自由滲漏、毛管滲漏3.噴頭工作壓力、水滴直徑4.排澇水位、排漬水位；排漬水位5.流量均勻度、工作壓力偏差6.灌溉設(shè)計(jì)保證率、抗旱天數(shù)；灌溉設(shè)計(jì)保證率7.田間持水率、凋萎系數(shù)8.土壤顆粒組成、水流含沙量、渠道邊坡系數(shù)9.排漬、防止土壤鹽漬化10.限量灌溉、關(guān)鍵期灌溉四、簡答題1.區(qū)別：充分灌溉是在作物全生育期滿足其需水要求；非充分灌溉則通過減少部分階段供水量，以提高單位水量的產(chǎn)量。適用場景：水資源短缺地區(qū)、高水費(fèi)地區(qū)、需水臨界期不敏感作物（如某些旱作）。2.主要措施及優(yōu)缺點(diǎn)：混凝土襯砌：防滲效果好（滲漏減少80%~90%），壽命長，但造價(jià)高；漿砌石襯砌：抗沖能力強(qiáng)，適用于山區(qū)，糙率大、需定期維護(hù)；塑料薄膜防滲：成本低、施工簡便，易老化、抗穿刺能力差；土壤固化劑防滲：就地取材，成本低，抗凍性差。3.區(qū)別：排澇標(biāo)準(zhǔn)針對地表積水（暴雨后排除），排漬標(biāo)準(zhǔn)針對地下水位（控制在作物耐漬深度以下）。確定方法：排澇標(biāo)準(zhǔn)采用“X年一遇暴雨，Y天排至田面無積水”；排漬標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)作物耐漬深度和地下水允許下降速度確定。4.原因：毛管水頭偏差過大將導(dǎo)致滴頭流量不均（流量與水頭的0.5~0.6次方成正比），影響灌溉均勻度。實(shí)現(xiàn)方法：限制毛管長度（縮短流程）、采用壓力補(bǔ)償式滴頭、調(diào)整毛管坡度（順坡布置）。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（減少滲漏）、推廣節(jié)水灌溉（滴灌/噴灌）、平整土地（減少田間損失）、優(yōu)化灌溉制度（按需供水）。五、計(jì)算題1.凈灌溉定額計(jì)算公式：M=ETP(W?W?)代入數(shù)據(jù)：M=450180(5030)=45018020=250mm答：凈灌溉定額為250mm。2.渠道水力最佳斷面設(shè)計(jì)水力最佳斷面時(shí)，寬深比β=2(√(m2+1)m)=2(√(1+1)1)=2(√21)≈0.828（B=βh）斷面面積A=(b+mh)h=(βh+mh)h=h2(β+m)=h2(0.828+1)=1.828h2濕周χ=b+2h√(m2+1)=βh+2h√2=0.828h+2.828h=3.656h水力半徑R=A/χ=1.828h2/3.656h=0.5h謝才公式C=R^(1/6)/n=(0.5h)^(1/6)/0.025流量Q=AC√(Ri)=1.828h2×[(0.5h)^(1/6)/0.025]×√(0.5h×1/2000)化簡后解得h≈1.2m，b=βh≈1.0m（具體計(jì)算需迭代求解，最終結(jié)果b≈1.0m，h≈1.2m）。3.排水溝間距計(jì)算霍夫曼公式：L=2√(Kt/μ)×√(h?2h2)代入數(shù)據(jù)：K=0.5m/d，t=3d，μ=0.05，h?=2.51.0=1.5m（排水溝深度2.5m，初始埋深1.0m，故初始水位在溝底以上1.5m），h=2.52.0=0.5m（設(shè)計(jì)埋深2.0m，故設(shè)計(jì)水位在溝底以上0.5m）。計(jì)算：√(Kt/μ)=√(0.5×3/0.05)=√30≈5.477√(h?2h2)=√(1.520.52)=√2≈1.414L=2×5.477×1.414≈15.4m答：排水溝間距約為15.4m。六、綜合分析題（1）主要問題：灌溉方式落后（漫灌），水利用效率低（系數(shù)0.45）；渠道襯砌率低（30%），滲漏損失大；地下水位過高（<1.0m），引發(fā)土壤次生鹽漬化；水資源短缺與低效利用矛盾突出。（2）改造措施及原理：渠道防滲改造（混凝土/