农田水利学习题集

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第一章 绪论

思考问答题

1、简述灌溉排水工程学的任务和内容是什么？ 2、简述这门课程的特点和学习方法？

第二章 农田水分状况

一、填空题

1、农田水分状况指农田（ ）、（ ）和（ ）的多少及其在时间上的变化。

2、农田水分存在三种形式为（ ）、（ ）和（ ），其中（ ）是与作物生长关系最密切的水分存在形式。

3、旱作物田间允许平均最大含水率不应超过（ ），最小含水率不应小于（ ）。 4、吸着水包括（ ）和（ ）。

5、土壤水分运动的研究包括（ ）和（ ）。 6、田间水分运动是在（ ）的作用下产生的。

7、SPAC系统是一个（ ）和（ ）连续的系统。

8、水流从水势（ ）的地方向水势（ ）的地方移动。

二、名词解释

1、凋萎系数 2、田间持水率 3、干旱 4、重力水 5、渗透系数

6、SPAC系统

三、分析计算题

1、某农田1m深以内土壤质地为壤土，其孔隙率为47%，悬着毛管水的最大含水率为30%，凋萎系数为9.5%（以上各值皆按占整个土壤体积的百分数计），土壤容重为1.40g/cm3，地下水面在地面以下7m处，土壤计划湿润层厚度定为0.8m。 要求：

计算土壤计划湿润层中有效含水量的上、下限，并分别用m3/亩，m3/hm2和mm水深三种单位表示有效含水量的计算结果。 2、某土壤经试验测定，第一分钟末的入渗速率i1=6mm/min，α=0.4。 要求：

运用土壤入渗经验公式计算30min内的入渗水量及平均入渗速率，以及第30分钟末的瞬时入渗速率。

3、某均质土壤1m土层内初始含水率θ0=18%（占土壤体积的%，下同）小于临界含水率。土壤水的蒸发处于蒸发强度递减阶段。经测定风干含水率θa=6%，饱和含水率θs=49.2%，当含水率小于20%时，扩散率为0.0589cm2/min。 要求：

（1）计算不同时间t的蒸发强度ε，并在对数纸上绘制ε-t关系线图； （2）计算1d后、3d后及5d后1m土层内的含水量。

第三章 作物需水量与灌溉制度

一、填空题

1、农田水分消耗的途径有（ ）、（ ）和（ ）。

2、直接计算需水量的方法有（ ）和（ ）。

3、（ ）是指一次灌水单位灌溉面积上的灌水量，各次灌水定额之和为（ ）。 4、土壤计划湿润层深度和（ ）、（ ）、（ ）等因素有关。

5、降雨入渗系数与（ ）、（ ）、（ ）、（ ）、（ ）、（ ）有关。

6、地下水补给量与（ ）、（ ）、（ ）、（ ）、（ ）有关。 7、作物水分生产函数指在作物生长发育过程中，（ ）与（ ）或（ ）之间的数量关系。 8、灌溉用水量是根据（ ）、（ ）、（ ）、（ ）、（ ）等因素而定。

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二、名词解释1、植株蒸腾 2、深层渗漏 3、需水量模比系数 4、参照作物需水量 5、灌溉制度 6、

土壤计划湿润层深度 7、地下水补给量 8、非充分灌溉 9、灌溉水利用系数 10、灌水率

三、分析计算题1、用“水面蒸发为参数的需水系数法”求水稻的需水量。 基本资料： (1)根据某地气象站观测资料，设计年 4 月至 8 月 80cm 口径蒸发皿的蒸发量(E0)的观测资料见表 3-1。

表 3-1 月 份 蒸发量 ET0(mm) 4 182.6

某地蒸发量(E0)的观测资料 5 6 145.7 178.5

7 198.8

8 201.5

(2)水稻各生育阶段的需水系数 α 值及日渗漏量，见表 3-2。 表 3-2 分蘖 5至5 4 28 25 1.060 1.2 水稻各生育阶段的需水系数及日渗漏量 拔节育穗 抽穗开花 乳熟 5至6 6至6 7至7 29 15 16 30 1 10 18 15 10 1.341 1.178 1.060 1.0 1.0 0.8

生育阶段 起止日 月 期 日 天 数 阶段 α 值 日渗漏量 (mm/a)

返青 4至5 26 3 8 0.784 1.5

黄熟 7至 7 11 19 9 1.133 0.8

全生育期 4至 7 26 19 85

2、用彭曼公式查表法求潜在腾发量，并计算作物需水量。 基本资料： (1)华北平原某站位于东经 115°03',北纬 38°41',海拔高度 40.09m。该站的多年平均气象资料见表 2-3。 (2)该站的冬小麦作物系数 KC 值见表 2-4。 (3)该站的棉花生育期为：4 月 23 日播种，10 月 20 日收割，共 181d。全生育期的作物系数为 0.751。 (4)该站的夏玉米生育期为：6 月 21 日播种，9 月 28 日收割，共 100d。全生育期的作物系数为 0.838。 要求： (1)计算潜在腾发量 ET0。 (2)计算作物需水量 ET。 表 3-3 某站多年平均气象资料表 气 温(℃) 平均相对湿 最大风速 平均风速 日照时数 降雨量 蒸发量 度(%) (m/s) (m/s) (h) 月 份 最 高 最 低 平 均 (mm) (mm) TM Tm Tav 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3.3 6.6 13.7 21.8 28.1 32.3 31.8 30.4 27.1 20.9 11.4 3.9 -11.2 -8.9 -1.6 .4 1.4 16. 20.5 19.1 12.0 4.8 -2.2 -8.3 -4.6 -1.6 5.6 13.8 20.1 24.6 26.2 24.7 19.5 12.6 4.3 -2.7 49 57 57 55 59 62 80 83 77 73 69 62 8.3 8.5 11.0 9.7 8.7 8.4 5.5 5.7 5.6 7.0 7.6 8.8 1.9 2.3 2.7 3.0 2.6 2.5 1.9 1.6 1.4 1.7 2.0 2.0 193.2 180.3 232.2 236.5 283.5 278.0 222.2 218.5 234.5 227.2 182.7 184.0 2.3 6.9 5.9 18.1 27.2 64.5 165.5 204.2 40.9 26.4 8.7 3.1 45.1 58.7 137.2 214.0 283.2 294.5 192.9 152.1 144.9 119.9 65.9 41.5

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生 育 期 起止日期 天 数 作物系数

表 3-4 某站冬小麦作物系数 KC 值表 播种至分蘖 分蘖至返青 返青至拔节 拔节之抽穗 抽穗至灌浆 灌浆至成熟 全期 10 月 1 日至 10 10 月 25 日至 3 3 月 15 日至 4 4 月 18 日至 5 5 月 9 日至 5 月 5 月 24 日至 6 10 月 1 日至 6 月 24 日 月 14 日 月 17 日 月8日 23 日 月 14 日 月 14 日 24 141 34 21 15 22 257 0.58 0.58 0.93 1.52 1.28 0.65 0.88

3、用图解法设计春小麦灌溉制度。 基本资料： 西北内陆某地，气候干旱，降雨量少，平均年降雨量 117mm,其中 3~7 月降雨量 65.2mm,每次降雨量多属微雨(5mm)

或 小雨 (10mm) 且历时短； 灌区地下水埋藏深度大于 3m, 且矿化度大， 麦田需水全靠灌溉。 土壤为轻、 中壤土， 土壤容重为 1.48t/m3, 田间持水量为 28%(占干土重的百分数计)。春小麦地在年前进行秋冬灌溉，开春解冻后进行抢墒播种。春小麦各生育阶段的 田间需水量、计划湿润层深度、计划湿润层增深土层平均含水率及允许最大、最小含水率(田间持水量百分数计),如表 2-5 所列。据农民的生产经验，春小麦亩产达 300~350kg 时，生育期内需灌水 5~6 次，灌水定额为 50~60m3/亩。抢墒播种时的 土壤含水率为 75%(占田间持水量百分数计)。 要求： 用图解法设计春小麦灌溉制度。 表 3-5 春小麦灌溉制度设计资料表 生 育 阶 段 播种~分蘖 分蘖~拔节 拔节~抽穗 抽穗~成熟 日期(日/月) 21/3~30/4 1/5~20/5 21/5~8/6 9/6~14/7 天数(d) 41 20 19 36 3 需水量(m /亩) 24 81 83 112 允许最大含水率(%) 100 100 100 90 允许最小含水率(%) 55 55 60 55 计划湿润层深度(m) 0.4 0.4~0.6 0.6 0.6 计划湿润层增深土层平均含水率(%) 65 4、水库灌区灌溉用水量计算。 资本资料： 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。中等干旱年各种作物净灌水定额，见表 2-6。全灌区灌溉水 利用系数 η 水为 0.6。 表 3-6 中旱年各种作物净灌水定额统计表 灌水 净灌水定额 作物 作物名称 灌水时间 灌水次数 灌水时间 净灌水定额(m3/亩) 3 次数 (m /亩) 名称 播前 9 月下旬 60 1 11 月下旬 60 1 6 月中旬 50 2 3 月上旬 50 2 7 月上旬 40 冬小麦 夏玉米 3 4 月上旬 40 3 7 月下旬 45 4 4 月下旬 45 4 8 月下旬 45 5 5 月中旬 45 播前 3 月下旬 60 冬灌 12 月上旬 60 1 4 月下旬 40 1 4 月中旬 50 棉花 2 5 月下旬 6 月下 40 其他杂粮 2 5 月上旬 40 3 旬 40 3 6 月上旬 40 4 7 月下旬 40 4 6 月下旬 40 冬灌 12 月上旬 60 1 5 月中旬 40 春玉米 2 6 月上旬 40 3 6 月下旬 40 4 7 月中旬 40 5. 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 2-7。 (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 2-8。灌溉水利用系数为 0.7。 要求： 编制灌区灌水率图，按经济合理的要求并考虑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。 表 3-7 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 修 正 前 种植面积百 灌水 灌水定额 灌溉定额(m3/ 作物 生育期 灌水日期(日/月) 灌水延续天 分比(%) 次序 (m3/亩) 亩) 数(d) 起 止 中间日

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(1)

(2)

(3)

冬 小 麦 23/9~16/5

50

玉 米

6/6~4/9 21/4~ 10/11 25/4~14/8

50

棉 花 谷子

25 25

(4) 1 2 3 4 5 1 2 3 1 2 3 1 2

(5) 50 50 45 45 45 45 40 35 40 35 35 45 40 表 3-8

(6) 11/9 21/11 4/3 19/4 7/5 8/6 60/6 1/8 1/5 20/6 22/7 1/5 20/6

(7) 22/9 2/12 13/3 28/4 16/5 17/6 97 10/8 8/5 27/6 31/7 10/5 29/6

(8) 17/9 27/11 9/3 24/4 12/5 13/6 5/7 6/8 5/5 24/6 27/7 6/5 25/6

(9) 12 12 10 10 10 10 10 10 8 8 10 10 10

(10)

235

120

110 85

月份 流量 (m3/s)

1 0.8

2 0.8

3 4.7

4 5.2

设计年渠首能引取的流量 5 6 7 8 4.8 7.0 10.0

9 7.5

10 6.0

11 2.4

12 2.0

4.8

第四章 灌水方法与灌水技术一、填空题1、灌水方法分为( )和( )。 2、地面灌溉可分为( )、( )、( )和( )。 3、局部灌溉可分为( )、( )、( )、( )和( )等五种。 4、沟灌的技术要素主要有( )和( )。 5、喷灌的主要灌水指标有( )、( )和( )。 6、表征喷灌均匀度的方法主要有( )、( )。 7、 喷头按工作压力可分为 ( )( 、 )( 、 ) 按结构形式可分为 ， ( )( 、 ( )。 8、影响喷灌水量分布的因素有( )、( )和( )。 9、 影响喷灌灌水质量的主要技术参数有 ( )( 、 )( 、 )( 、 ( )等。 10、喷头组合方式有( )、( )、( )、( )四种。 11、滴头与毛管的布置方式有( )、( )、( )、( 12、滴灌系统的管道分为( )、( )和( )三级。 13、微喷灌的主要灌水质量标准是( )、( )和( )。 14、微喷头按照喷洒图形可分为( )和( ),按工作原理可分为( )、 ( ( )和( )。

) 、

) 、

)。

)、

二、名词解释1、灌水方法 2、喷灌 3、滴灌 4、波涌灌 5、喷灌强度 6、灌溉效率

三、思考问答题1、简述灌水方法的目的？ 2、简述灌水方法的要求？ 3、简述全面灌溉和局部灌溉的优缺点？ 4、简述畦灌和沟灌的优缺点？ 5、简述喷头的作用和喷头的选择要求？ 6、布置管道系统的原则？ 7、简述滴头的选用原则？ 8、简述滴灌系统的堵塞及其处理办法？

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9、简述微喷头的作用？ 10、如何选择微喷头？

四、分析计算题

1、某灌区种植小麦，灌水定额m=50m3/亩，土壤透水性中等，由土壤渗吸试验资料得知：第1小时内平均渗吸速度i0=150mm/h，α=0.5，地面坡度（畦田纵方向）为0.002。 要求：

（1）计算灌水时间（h）；

（2）选择畦田长度和宽度（m）； （3）计算入畦单宽流量（L/s m）。

2、某地种植玉米，用沟灌法灌溉，土壤透水性中等，顺沟灌方向的地面坡度J=0.003，采用灌水定额m=40m3/亩。 要求：

（1）确定灌水沟的间距，长度和流量； （2）计算灌水沟的灌水时间。

3、已知某喷头流量为4m3/h，射程为18m，喷灌水利用系数取0.8。 要求：

（1）求该喷头作全圆喷洒时的平均喷灌强度；

（2）求该喷头作240°扇形喷洒时的平均喷灌强度；

（3）若各喷头呈矩形布置，支管间距为18m，支管上喷头间距为15m，组合平均喷灌强度又是多少？

4、小麦拔节期需进行喷灌，已测得小麦地计划湿润层深度40cm土层内的平均田间持水率为24%（重量含水量），土壤容重为1.35g/cm3，灌前土壤含水率为17%，此时小麦每日耗水量为6mm/d。现拟在200亩面积上安装固定式管道喷灌系统，选择喷头的流量为4.5m3/h，射程为20m，喷头组合形式为正三角形全圆喷洒，每天喷洒有效工作时间为10h。 要求：

（1）计算本次喷灌的灌水定额和设计灌水周期； （2）确定喷头间距与支管间距； （3）计算一次灌水所需的时间；

（4）确定同时工作的喷头数和支管数（设每支管上安装4~8个喷头）。

5、某蔬菜地拟建滴灌系统，已知滴头流量为4L/h，毛管间距为1m，毛管上滴头间距为0.7m，滴灌土壤湿润比为80%，土壤计划湿润层深度为0.3m，土壤有效持水率为15%（体积含水量），需水高峰期日平均耗水强度为6mm/d。 要求：

（1）计算滴灌设计灌水定额； （2）计算设计灌水周期；

（3）计算滴头一次灌水的工作时间。

第五章 灌溉水源与取水方式

一、填空题

1、灌溉水源有（ ）和（ ）两种形式，其中（ ）是主要形式。 2、潜水含水层直接承受（ ）、（ ）、（ ）、（ ）的渗漏，以及区外的（ ）的侧向补给。

3、污染灌溉水体的主要来源是（ ）。

4、灌溉取水方式有（ ）、（ ）、（ ）和（ ）等。 5、地下水取水建筑物主要有（ ）、（ ）和（ ）三种。

二、思考问答题

1、简述我国灌溉水源的特点？

2、简述灌溉水源的水质及污染防治？ 3、简述扩大灌溉水源的措施？

三、分析计算题

1、某灌区设计灌溉用水流量35.5m3/s，为了满足自流灌溉，要求干渠渠首闸后水位为48.6m。选择灌溉水源河流流量充足，灌溉季节河流最小流量亦大于35.5m3/s，但河流水位较低，不能满足灌溉工程对水源的水位要求，为此，需筑拦河坝来抬高水位。坝址处河床底宽100m，高程42.0m，上口宽150m，两岸地面高程52.0m，为梯形断面。汛期河流设计泄洪量600m3/s。 要求：

（1）确定拦河坝溢流坝段的坝顶高程及坝高； （2）确定拦河坝非溢流坝段的坝顶高程及坝高； （3）确定溢流坝段及非溢流坝段的坝长。

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第六章 灌溉系统的规划设计

一、填空题

1、灌溉渠道系统是指从水源渠水、通过（ ）及其附属建筑物向（ ）、经由（ ）进行农田灌水的工程系统，包括（ ）、（ ）和（ ）三大部分。 2、灌溉渠道和排水沟道的布置分为（ ）和（ ）两种布置方式。 3、田间工程通常指（ ）和（ ）之间的条田范围内的临时渠道、（ ）、（ ）田埂、小型建筑物以及土地平整等农田建设工程。

4、田间渠系的布置方式分为（ ）和（ ）两种布置方式。 5、表征渠道流量的三种方式是（ ）、。 6、渠道的工作制度有（ ）和（ ），干支渠多采用（ ），斗农渠多采用（ ）。

二、思考问答题

1、简述渠系建筑物的选型与布置的基本原则？ 2、简述渠系建筑物的主要类型？

3、节制闸有什么作用？哪些情况下需要布置节置闸？

4、田间灌溉渠道是根据什么原则选用纵向布置或横向布置形式的？这两种布置形式的区别何在？ 5、计算渠道的设计流量，加大流量和最小流量各有什么作用？ 6、轮灌渠道为什么不需计算加大流量？

7、试说明渠道自由渗流和顶托渗流的特点及发生条件？

8、渠道的水量损失包括哪些方面？如何计算渠道的渗水损失？

9、试分别定义渠道水利用系数、渠系水利用系数、田间水利用系数和灌溉水利用系数？如何提高灌区的灌溉水利用数？10、什么叫轮灌？什么叫续灌？它们各有什么优缺点？

11、在设计渠道时如何合理选择渠道比降、渠床糙率和边坡系数？ 12、在设计渠道时，渠床比降和糙率值偏大或偏小各有什么不良影响？

13、什么是水力最佳断面？为什么水力最佳断面积适用于小型渠道而不适用于大中型渠道？ 14、简述渠道横断面设计步骤？

15、渠道横断面结构有哪几种基本类型？如何推算支渠分水口要求的水位？ 16、在渠道水位推算时如何确定地面参考点？

17、上下级渠道水位衔接有哪两种处理方案？各适用于什么情况？ 18、简述绘制渠道纵断面图的步骤？ 19、简述计算渠道土方的步骤？

20、渠道防渗工程措施有哪些基本类型？

21、渠道衬砌有何优点？U形渠道有哪些优缺点？

22、目前许多灌区灌溉水利用系数普遍较低，试讨论如何提高这些灌区的灌溉水利用系数？ 23、渠道冻胀破坏的机理是什么？应该如何防止渠道的冻胀破坏？

三、名词解释

1、节制闸

2、灌溉水利用系数 3、顶托渗流 4、经济实用断面 5、加大流量 6、不冲流速

四、选择题

1、某一渠系有干、支、斗、农四级渠道，则灌入田间的水量与干渠渠首引入水量之比是( )的水利用系数 A 、η水 B、 η干系 C、 η干 D、η支水

2、某支渠流入田间的净流量与该支渠设计流量之比是（ ）的水利用系数 A、 η支 B 、η支系 C、 η支水 D、 η水

3、渠道纵断面图上最关键的一条线是( )

A、地面高程线 B、渠底线 C、设计水位线 C、设计渠顶线 4、渠道受冻胀力作用时（ ） A、渠底破坏最严重 B、渠坡下部破坏最严重 C、阴坡破坏最严重

D、渠底和渠坡破坏最严重

5、渠道正面引水主要适用于（ ）

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A、泥沙含量较大的渠道 B、流量较大的渠道 C、泥沙含量较小的渠道 D、流量较小的河道

6、渠道的不冲流速应该（ ） A、等于设计流速 B、大于设计流速 C、小于设计流速 D、与设计流速无关

7、实行轮灌工作的渠道一般是（ ） A、干渠 B、支渠

C、支渠以下的渠道 D、斗渠以下的渠道

8、一般没有分水口的渠道上下游流量的比值是（ ） A、田间水利用系数 B、渠道水利用系数 C、灌溉水利用系数 D、渠系水利用系数

五、分析计算题

1、某续灌斗渠长2.5km，控制面积4000亩，设计净灌水率1.25（m3/s）/万亩。该地区田间水利用系数0.96，农渠利用系数0.95，斗渠利用系数0.94，求斗渠设计流量。

2、某自流灌区渠系布置见图6-1，总灌溉面积14.18万亩，干渠全长21.5km。干渠上有四条支渠，各支渠的长度和灌溉面积分别为5.64km、5.25km、5.08km、4.90km，3.38万亩、3.60万亩、4.00万亩和3.20万亩，灌区设计净灌水率1.2（m3/s）/万亩，田间水利用系数为0.94。为了计算方便选二支渠为典型支渠，分别有8条斗渠，分两个轮灌组，每组4条斗渠。其中一条斗渠上有20条农渠，分四组轮灌，每组5条农渠，渠道沿线为轻壤土。 要求：

各级渠道设计流量。

图6-1 某自流灌区渠系布置示意图

3、某渠系仅由两级渠道组成。上级渠道长3km，自渠尾分出两条下级渠道，皆长1.5km，下级渠道净流量Q下净=0.3m3/s。渠道沿线土壤透水性较强（A=3.4，m=0.5），地下水埋深为5.5m。 要求：

（1）计算上级渠道的毛流量及渠系水利用系数； （2）计算下级渠道的毛流量及渠道水利用系数。

4、某渠系仅由两级渠道组成。上级渠道长3.6km，自渠尾分出两条下级渠道长，皆长1.8km。下级渠道的净流量为0.25m/s，渠道沿线土壤渗透水性较强(A =3.6，m=0.6)地下水埋深为6米。 要求：

（1）计算上级渠道的毛流量及渠系水利用系数； （2）计算下级渠道的毛流量及渠道水利用系数。 5、某干渠下有3条支渠皆实行续灌，如图6-2所示，干渠OA段长2.5km，AB段长2.0km，BC段长1.5km，支一毛流量为3.0m3/s，支二毛流量为2.5 m3/s，支三毛流量为2.0m3/s，干渠沿线土壤透水性中等（A=1.9，m=0.4），地下水埋深介于2.0～2.5m之间。 要求：

计算干渠各段的设计（毛）流量。

图6-2 渠道布置示意图

6、某灌区有干渠一条，支渠三条，其布置如图6-3所示。各支渠 灌溉面积分别为A１支=2.0万亩、A2支=1.5万亩、A3支=1.8万亩，干渠各段长度为AB=1.5km、BC=3.5km，干渠沿线土质为中粘壤土 (A=1.9、m=0.4) ，设计灌水模数q=0.5m３/s/万亩，支渠渠系水利用系数η支系=0.8，田间水利用系数η田=0.9。 要求：

（1）干渠的净流量和毛流量； （2）灌区的灌溉水利用系数。

图6-3 渠道布置示意图

7、某灌区渠系组成如图6-4所示。灌区面积2.91万亩，自水库取水，水源充足。干渠全长10.4km，在桩号8+400，8+800及10+400处分别为第一、第二和第三支渠分水口，第一支渠与第三支渠的渠系布置型式、渠道长度、控制面积大小完全相同。 第二支渠所属一至五斗斗渠渠系布置型式、渠道长度、控制面积大小完全相同，仅二支六斗的斗渠渠系与之不同。各条渠道的长度与控制面积如表6-1所示。 第二支渠全长3.0km，二支一斗及二支二斗在1.4km处分水；二支三斗及二支四斗在2.2km处分水；二支五斗及二支六斗在3.0km处分水。

灌区土壤透水性中等（A=1.9，m＝0.4），地下水埋深大于5m。

灌区的设计灌水率值为0.35 m３/s/万亩，灌水延续时间为15d。田间水利用系数采用η田＝0.95。 要求：

（1）制定各级渠道的工作制度；

很难找呀

(2)推求支渠以下各级渠道及干渠各段的设计流量； (3)计算各支渠的灌溉水利用系数及全灌区的灌溉水利用系数。 其中第一支渠及第三支渠渠系布置型式、各级渠道长度及控制面积大小完全相同，故二者采用相同的工作制度。只计算其中之 一即可。第一及第三支渠及其所属斗、农渠与第二支渠一斗至四斗，同级渠道的控制面积相等，在分配放水时间或放水流量时， 可平均分配；但在二支五斗及六斗间则不能平均分配，如在次二斗间进行流量分配时，则应按其所控制的面积比进行分配。 表 6-1 各级渠道的长度与控制面积 渠道名称 渠道长度(m) 控制面积(亩) 一支 2000 9000 一支一斗 1500 3000 一支二斗 1500 3000 一支三斗 1500 3000 所属各农渠 1000 750 二支 3000 11100 二支一斗 1050 1680 二支二斗 1050 1680 二支三斗 1050 1680 二支四斗 1050 1680 二支五斗 1050 1680 所属各农渠 300 420 二支六斗 1500 2700 所属各农渠 900 675 图 6-4 渠系组成示意图 8、某渠道设计流量 Qd=3.0m3/s,灌溉水源取自河流。该河在灌溉季节水流含沙量 ρ=0.5kg/m3,泥沙为极细的砂质粘土，加 权平均沉降速度为 w=2mm/s。渠道沿线土壤为重粘壤土，地面坡度约为 1:2500 左右。渠道按良好的施工质量及养护状况设 计。 要求： (1)设计该土渠的横断面尺寸，并校核不冲不淤条件；

(2)现拟采用较光滑的混凝土板护面，边坡系数采用 m=0.75,试采用水力最优断面宽深比设计横断面尺寸； (3)确定渠道的最大、最小流量及水位，并确定堤顶高度(取安全超高为 0.5m); (4)绘出渠道断面设计图 9、 设计混凝土衬砌渠道， 设计流量 Qd=10 m3/s, 渠道比降 i=0.0004, 边坡系数 m=0.75, 糙率 n=0.014, 渠道不冲流速 vcs=2.0m/s, 不淤流速 vcd=0.5m/s。 要求： 确定渠道的断面尺寸。 提示：可分别按一般断面形式设计和水力最佳断面设计，并对两者结果进行比较。 3 10、 设计一 U 形混凝土渠道， 设计流量 Qd=10 m /s, 渠道比降 i=0.0004, 边坡系数 m=0.2, 糙率 n=0.014, 渠道不冲流速 vcs=2.0m/s, 不淤流速 vcd=0.5m/s。 要求： 确定 U 形渠道的断面尺寸。 提示：可分别按一般断面形式设计和水力最佳断面设计，并对两者结果进行比较。

第七章 灌溉管道系统一、填空题1、 灌溉管道系统是从水源取水经处理后， ( 用 ) ( 或 ) 输送到田间进行灌溉的全套工程。 一般由 ( ( )和( )等部分组成。 2、输配水管网一般分为( )、( )、( )三级或四到五级。 3、灌溉管道系统按工作压力分为( )、( )、( )和( )。 4、灌溉管道系统按工作时是否可移动程度分为( )、( )和( )。 5、管道系统的工作制度有( )、( )和( )三种方式。 ) 、

二、思考问答题1、与灌溉渠道系统比较，试述灌溉管道系统的主要特点(可从系统技术特征，系统组成与类型等方面进行分析比较)? 2、简述灌溉管道系统输配水管网规划布置的原则与要求？ 3、灌溉管道系统布置类型与灌溉渠道系统的规划布置有何不同?

很难找呀

4、灌灌管道系统有什么优、缺点？

5、灌溉管道系统有那些类型？各类型适用条件？

6、如何进行输配, 水管道及管网的设计?试述其方法步骤？ 7、灌溉管道系统与渠道和渠系灌溉系统设计有何异同? 8、输配水管网工作制度有那些，各自是怎么工作的？ 9、低压管道输水灌溉系统的水力计算包括哪几方面内容？ 10、何谓经济流速？是怎么取值的？

11、为什么要进行管网优化设计？优化设计包括那些方面？ 12、目前我国在灌溉管道系统中主要采用哪几种管材及其附件? 13、灌溉管道系统对管材及管道附件的主要技术要求有哪些? 14、为什么要重视灌溉管道系统的管理和维护?

15、在管道运行中日常管理与维护应主要抓哪几项工作?

三、选择题

1、灌溉管道系统下列说法中不正确的是（ ） A、少占耕地

B、提高灌溉水利用系数，节约灌溉水量 C、便于实现现代化，使用方便，节约劳力 D、只能进行有压灌溉

2、低压灌溉管道系统中要求的工作压力一般在（ ） A、200kPa以下 B、200~300kPa之间 C、400kPa以下 D、100~200kPa之间

3、当管道中的水头不能满足灌溉要求时，可以怎样处理（ ） A、调整管径

B、选用不同的管材 C、调整流量

D、调整管道工作制度

4、布置低压管道系统时，如果水源位于田块中心，且长宽比大于2，最适宜的管网布置形式为（ ） A、“一”字形布置 B、“T”形布置 C、“L”形布置 D、环形布置

5、对于低压管道输水灌溉技术，正确描述的有( ) A、比渠灌占地多 B、属于地面灌溉技术 C、比微灌省水 D、比渠道输水省水

6、如果水源位于田块一侧，控制面积较大且近似成方行时，布置低压管道管网系统适宜的管网布置形式为（ ） A、“一”字形布置 B、“T”形布置 C、梳齿形布置 D、鱼骨形布置

7、管道系统的保护装置包括（ ） A、进气装置 B、排气装置 C、过压保护装置 D、调压装置

四、分析计算题

1、某井灌区单井出水量42m3/h，管道设计流量40 m3/h，一个出水口出流，拟采用PVC管材作输水管道。 要求：

确定其管径。

2、某喷灌系统，支管全长171m，共带有ZY-1型喷头10各，喷头的工作压力P=350kPa，喷嘴直径d=6.5mm。喷头沿支管的布置间距为18m，第一个喷头距支管入口处9m，支管逆坡布置，首末喷头高差△Z=2.2m，现拟采用薄壁铝管。 要求：

试确定其管径。

3、低压管道灌溉用硬聚氯乙烯管道，长300m，通过流量为0.03m3/s。管道外径180mm，壁厚5.5mm。 要求：

确定沿程水头损失及管内流速（已知f＝0.000915，m=1.77，b=4.77）。

4、某井灌区地下管道布置如图7-1所示。一条干管，两条支管，支管间距CF=90m，支管上放水口间距CD=DE=80m。干管、支管均用硬塑料管，内径100mm。水泵采用潜水电泵，井中动水位距地面18m，水泵管路长22m，采用内径为90mm的钢管。灌区

很难找呀

地面平坦，放水口高出地面0.2m，图中AB=38m，BC=15m。 要求：

计算放水口H处出水量为50m3/h时（开启这一个放水口）需要的水泵总扬程为多少米？

图7-1 输水管网平面图

5、北方某井灌区，地面平坦，东西长300m，南北宽240m，总面积108亩。原为地上土渠输水，渗漏损失较大，为节约用水，拟采用地下管网输水。设干管一条，支管3条，放水口9个，支管间距100m，支管上放水口间距80m，其他尺寸见图7-2所示。干管设计流量为76m3/h。

干管管径拟采用5英寸的硬聚氯乙烯管（外径125mm，壁厚4mm），支管用4英寸的硬聚氯乙烯管（外径110mm，壁厚3.5mm）。灌水时管网同时开启两个放水口，放水口高于地面0.2m。灌溉季节机井动水位在地面以下24m，拟采用QJ型水泵，淹没深度为5m，水泵出水管为4英寸的钢管（内径110mm）。 要求：

计算水泵扬程。

提示：（1）推求水泵总扬程，宜选两个最不利的放水口。两个放水口流量的分配，可由能量平衡方程确定。即认为分流点B分至两个放水口管路的水头损失相等。

（2）管路局部水头损失可按沿程水头损失的10%估算。

图7-2 输水管网平面图

第八章 农田排水

一、思考问答题

1、农田排水的任务是（ ）、（ ）、（ ）改良盐碱土以及为适时耕作创造条件。

2、在一定的自然条件和农业技术措施条件下，为了保证土壤不产生盐碱化和作物不受盐害所要求保持的地下水最小埋藏深度，叫做（ ），其大小与（ ）、（ ）、（ ）、灌排条件和农业技术措施有关。 3、控制地下水位的田间工程，有（ ）和（ ）两种形式。

二、思考问答题

1、农作物对农田排水的要求是什么？

2、什么叫渍害，主要的防治措施有哪些？

3、试述土壤盐碱化形成的过程？新疆盐碱地主要分布在那些地方？ 4、排渍标准与防治土壤次生盐碱化的排水标准的主要区别是什么? 5、影响地下水临界深度的因素是什么? 6、农田排水有哪几种方式？各有何优缺点？

7、在农田排水沟深度、间距确定中应考虑哪些因素?

8、防止土壤次生盐碱化的排水措施有哪几种？各有何优缺点？ 9、试分析按恒定流和非恒定流计算时影响排水沟间距的因素？ 10、什么叫暗管排水，它有什么优缺点？ 11、简述暗管排水系统的组成与分类？

12、暗管外包滤料起什么作用？哪些材料右用作暗管的外包滤料？

13、试画出一级暗管排水系统和二级暗管排水系统布置示意图(包括平面图和剖面图)？ 14、吸水管和集水管分别适宜采用哪些管材？ 15、竖井排水时应考虑那些因素？

16、结合新疆实际，谈谈预防和改良土壤盐碱化的主要措施有那些？ 17、洗盐定额如何确定？

三、选择题

1、农田长期渍水不会造成下列后果（ ） A、土壤的透气性很差

B、土层都处于强烈的氧化状态

C、利于硫化氢等硫化物的形成，对作物根系产生永久性伤害

D、有机质矿化程度低，分解释放的有效养分少，不能满足作物生长的需要 2、地下水临界深度是指（ ） A、地下水埋藏深度

B、在一定的自然条件和农业技术措施条件下，为了保证土壤不产生渍害，所要求保持的地下水最小埋深

C、在一定的自然条件和农业技术措施条件下，为了保证土壤不产生盐碱化和作物不受盐害，所要求保持的地下水最小埋深 D、在一定的自然条件和农业技术措施条件下，为了保证土壤不产生盐碱化和作物不受盐害，所要求保持的地下水最大埋深 3、对于控制一定地下水位要求的农田排水系统，下列说法正确的是（ ）

A、在同一排水沟深度的情况下，排水沟的间距愈大，地下水位下降速度愈快，在一定时间内地下水位的下降值愈大，在规定时间内地下水位的下降值也愈大

B、在允许的时间内要求达到的地下水埋藏深度ΔH一定时，排水沟的间距愈大，需要的深度也愈大

很难找呀

C、在允许的时间内要求达到的地下水埋藏深度ΔH一定时，排水沟的间距愈小，需要的深度也愈大

D、在同一排水沟间距的情况下，排水沟的深度愈小，地下水位下降速度愈快，在一定时间内地下水位的下降值愈大，在规定时间内地下水位的下降值也愈大

4、对渍害最不敏感的作物是（ ） A、小麦 B、玉米 C、高粱 D、水稻

5、特别适宜防治土壤次生盐碱化的农田排水方式是（ ） A、明沟排水 B、竖井排水 C、暗管排水 D、暗沟排水

6、设计排涝标准时，需选择发生一定重现期的暴雨，一般选择标准是（ ） A、1-5年 B、5-10年 C、10-15年 D、15-20年

7、预防土壤盐碱化的水利措施不包括（ ） A、加强灌溉管理

B、修建完整的灌排系统 C、实行井渠灌结合 D、暗管排水

8、改良盐碱地的水利措施不包括（ ） A、明沟排水 B、井灌井排 C、灌水冲洗 D、放淤改良

9、以下对于盐碱地改良措施的描述中，不正确的是（ ）

A、排水是改良盐碱地的一项重要措施，目前采用较多的是明沟排水

B、灌水冲洗时，其他条件相同情况下，土壤含盐量越高，所需要的冲洗定额越大 C、放淤冲碱的计划落淤厚度确定后，河水泥沙含量越高，所需放淤定额越大

D、种稻改碱措施中，当土壤含盐量较高时，必须进行播种和插秧前的泡田洗盐，使土壤含盐量降低到对稻苗生长无害的程度 10、放淤改碱的时间应选择在（ ） A、冬季

B、河流水量充沛季节 C、含沙量低的季节 D、含沙量高的季节

11、影响末级排水沟深度确定的因素有（ ） A、土壤质地

B、地下水临界深度 C、沟内设计水深

D、沟内水位与沟中部水位差

四、分析计算题

1、已知某地区地形平坦，暴雨集中，易发生沥涝。某次暴雨量为P=280mm，降雨历时为24h。该次暴雨前地下水埋深为1.3m，雨后允许的地下水最小埋深为0.5m。该地区平均土壤空隙率为50%，平均最大田间持水率为65%（占空隙体积的百分比），降雨前地下水位以上土壤平均含水率为40%（占空隙体积的百分比）。土壤渗吸速度特征为：第一分钟末的渗吸速度为4.5mm/min，α=0.6。根据该地区农业生产计划，田间淹水时间不得超过1.5d。 要求：

（1）计算该地区的大田蓄水能力；

（2）发生该次暴雨后，在允许的淹水时间内，能渗入土壤的水量为多少； （3）这些水量是否能蓄得下； （4）应从田间排走的水量为多少；

（5）若下雨前土壤含水率为55%（占空隙体积的百分比），则结果又如何.

2、已知某灌区处于干旱地区，蒸发量很大，降雨极少，灌溉水的深层渗漏是地下水的主要补给来源，其补给强度为0.002m/d，土壤渗透系数为1.2m/d，不透水层埋深9.8m，地下水临界深度1.8m。 要求：

设计田间排水沟的深度与间距，以控制地下水位，防止土壤次生盐碱化。

3、某地区不透水层在地面以下12m处，排水沟深1.8m，沟内水深0.2m，地下水位在

地面以下1.6m处，某次降雨后，地下水位升到地面，雨停后开始回落，要求降雨停止4d后水位降到0.8m，土壤渗透水系数K=1.0m/d，给水度u=0.05 ，沟水面宽按0.4考虑。 要求：

确定排水沟间距。

4、西北某灌区种植旱作物，为了防止土壤返盐，要求在旱季使地下水位维持在临界深度以下。该区旱季降雨很少，灌溉水的

很难找呀

深层渗漏是地下水的主要补给来源，补给强度1mm/d，土壤渗透系数k=5m/d，地下水临界深度Hk=1.7m，不透水层埋深7m。雨季时按作物生长要求，在雨停后的第七天，地下水位应下降至地面以下0.8m处，以免作物受渍。二十天后，应降至临界深度以下，防止土壤次生盐碱化。该区未饱和土壤孔隙率u=0.05。 要求：

计算排水沟的深度和间距，使作物免受渍害和防止土壤盐碱化。

5、某灌区，有控制地下水位以防土壤返盐的排水任务，要求田间排水沟经常把地下水位控制在临界深度以下，据资料分析，地下水临界深度为1.3m，土壤渗透系数为2m/d，土壤末饱和孔隙率为0.05，不透水层埋深为5.8m，返盐强烈的干旱季节降雨稀少，不能造成对地下水的补给，此期间地下水的补给主要来自压盐灌溉时产生的深层渗漏，补给强度约为0.005m/d，但在汛期连续阴雨的情况下，地下水位可能上升至地面，为满足作物生长和防止土壤返盐，要求排水沟在雨停后的第5d，把地下水位降至地面以下0.6m处，雨停20d以后水位降至临界深度。已知沟底宽度为0.3m，边坡系数为1.25，沟中日常水深为0.2m，地下水位降至临界深度时，两排水沟之间中间点的地下水位与沟内水位之差为0.3m。 要求：

（1）满足防盐要求的排水沟深度；

（2）根据不同季节可能出现的地下水入沟水流状态和所给的其他资料，分别用恒定流和非恒定流公式，计算排水沟所需间距，并从中分析确定间距的采用值。

6、南方某平原地区，降雨频繁，气候湿润，地势低平，水网密布，地下水埋深浅，在大面价种植水稻的情况下，地下水与地面水连成一体。水稻收割时，要求在5d内将地下水面降至地面一下0.6m处，以便机械下田。该地区土壤渗透系数K=1.0m/d，末饱和土壤孔隙率为μ=0.05，不透水层深度在地面一下1.2m处。在水稻黄熟期虽将田间水层排走，但表层土壤仍处于饱和状态。 要求：

确定稻田区田间排水毛沟的深度与间距。 7、水井布置规划

某井灌区拟进行水井布置规划。该区灌水定额一般为750 m3/hm2（50m3/亩），每天灌水18h，每次灌水延续时间为10d，井灌渠系用地下低压管道输水至田头后，再用地面软管向农田输水，灌溉水利用系数为0.95。水井出水量按40m3/h计。 要求：

确定单井灌溉面积及井距，并计算每km2宜布置多少眼井。

8、某井灌井排地区水井自均质潜水含水层抽水，并在大面积内呈等边三角形布置，若根据灌溉要求选定井距为350mm，并已知含水层导水系数T=150m2/d，土层的给水度μ=0.05，单井出水量30m3/h，水井半径0.2m。 要求：

（1）确定抽水10d后单井控制范围内的平均水位降深、最大降深和最小降深； （2）若要求在15d内水位下降2m，确定井距。

9、华北某地，地势低平，地面水及地下水排水皆不顺畅。春季降水很少，气候干旱，蒸发强烈，是主要的灌溉季节，也是土壤强烈返盐季节；夏季暴雨集中，又易发生渍涝。属易旱、易涝、易碱地区。该地区均质含水层导水系数T=160m2/d，土层的给水度μ=0.04，地下水临界深度Hk=2.0m。

采用渠（沟）、井双向措施治理该地区的旱、涝、盐碱。灌溉农渠长800m，间距400m，垂直于斗渠，各级排水沟道皆与灌溉渠道相邻布置。由于地面水源不足，旱季常不能保证灌溉所需水量，因此在农渠渠首及中间地段布置了水井，把地下水作为第二灌溉水源；又由于该地区地势低平，容泄区排水不畅，排水沟道系统仅仅是按照排除地面涝水设计的，所以需利用灌溉井有效地控制地下水位，以防渍、盐和降低地下水位腾出蓄涝库容。平面布置图8-1

井网与渠、沟网想配合，呈正方形布置，间距400m，，单井出水量40m3/h，水井半径0.2m。

该地区7~8月份降水集中，地面常有积水，地下水面常与地面水连接在一起。根据规划，地面水由水平排水沟道系统排除，地下水位由井排网排降，要求在雨后10d内将地下水面从0m处降至0.7m深以防渍；在3月1日以前降至临界深度一下防止次生盐碱化；在7月1日以前降至离地面5m以下腾出地下库容，用来滞蓄雨水。 分别按防渍、防盐及雨季前腾出库容的要求校核该灌溉井是否能完成上述任务。

提示：地面涝水由水平排水系统排走，井排开始时的地下水面可按与地面平起计算；在井排条件下，地下水面最高的地方是在两井中间地带，只要这个地带符合排水要求的深度即可。

图8-1 典型地块田间渠沟井系统平面布置图

第九章 排水沟道系统的规划设计

一、思考问答题

1、排水系统由那几部分组成？

2、排水设计标准包括哪些内容？除涝设计标准如何表示？

3、影响设计排涝模数的主要因素是什么？如何理解在大多数排涝流量的公式中引入流域面？ 4、设计排涝流量如何计算？

5、什么是排涝模数？排涝模数的常用计算方法是什么？各种方法适用于什么条件？ 6、试分析比较排水沟纵横断面设计与灌溉渠道纵横断面设计方法与步骤的异同？ 7、排水沟道设计中常用水位有几种？它们有何作用？ 8、排水沟断面设计的主要内容及一般的方法步骤？ 9、排水沟断面校核的内容和方法有哪些？

10、在设计排水沟横断面时如何确定设计水位(或设计流量)？ 11、什么情况下排水沟断面宜采用复式断面？

12、为什么排水沟的比降比同级渠道小，边坡要比同级渠道大？

很难找呀

13、排水沟纵断面水位衔接需要满足哪些要求？ 14、简述绘制排水沟纵断面图的步骤？

15、简述推算排水沟最高水位和日常水位的方法？

16、何为排水承泄区？承泄区需满足哪些要求？得不到满足时如何处理？

二、名词解释

1、排涝模数 2、排渍模数

3、(排水沟)日常水位 4、排渍流量

5、综合利用排水沟

三、选择题

1、对排渍水位说法错误的是（ ） A、又称为日常水位

B、防渍害和防止土壤盐碱化

C、末级排水沟的排渍水位应当低于农田要求的地下水埋藏深度 D、排水干沟排渍水位可以高于末级排水沟的排渍水位

2、在进行排水沟设计时，用来校核排水沟的最小流速的设计流量是（ ） A、排涝设计流量 B、排渍设计流量 C、日常排水设计流量 D、排涝模数

3、田间排水规划的主要任务是( ). A、确定田间排水沟的深度

B、确定田间排水沟的深度和间距 C、确定田间排涝流量

D、确定田间排涝流量和排渍流量

4、对排渍水位和排涝水位说法正确的是( ) A、排涝水位又称最高水位，排渍水位又称日常水位 B、排涝水位又称日常水位，排渍水位又称最高水位 C、根据排渍水位确定沟道的过水断面 D、根据排涝水位确定沟道的过水断面

5、在控制地下水位的田间网的规划中，一般( ) A、先初定沟深，再确定间距 B、先初定间距，再定沟深

C、先初定排涝流量，再计算排渍流量 D、先初定排渍流量，再计算排涝流量

6、在设计排水沟时需确定( )两种水位 A、设计水位和排涝水位 B、设计水位和最小水位 C、排涝水位和加大水位 D、最大水位和日常水位

7、在地区排涝模数经验公式法中，递减指数反映( ) A、洪峰与洪量的关系

B、排涝模数与排涝面积的关系 C、排涝模数与洪量的关系

D、排涝模数与流域形状的关系

8、对于具有排水和引水灌溉两种用途的排水沟一般( ) A、正坡(顺坡)排水、逆坡引水 B、正坡引水、逆坡排水

C、必须采用平底(沟底比降为零) D、不宜采用平底

四、分析计算题

1、南方某水网圩区，地势低洼，易生渍涝。该区总面积80km2。其中旱地(包括村庄、道路占地)为20km2，水田为56km2，湖泊及河流水面面积为4km2。据观测旱地径流系数为0.5，水田允许滞蓄水深为30mm，水田日腾发量4mm，湖泊及河流的平均滞涝水深为1.0m。

现拟建设一排涝抽水站，按10年一遇的1日暴雨200mm，用平均排除法在2天内排完的标准进行设计。 要求：

计算排涝抽水站的排水流量。

很难找呀

2、已知某排水河道位于低洼易涝平原区，流域面积200km2，该地区5年一遇设计1日暴雨的点雨量为105mm。根据水文分析该地区设计最大排模经验公式为：

qmax=0.022R1.0F-0.267 m3/( s.km2) 要求：

确定5年一遇的最大排水模数及排水河道的设计流量。

3、某平原易涝地区，面积180km2，地面坡度在1：2500-1：3500 之间，地下水埋深约2.5m，土壤以壤土为主，间有粘壤土，由于天然排水不畅，易因暴雨而成灾。现拟开发该地区为高产粮棉基地，经规划在该地区修建系统的排水网，布置了干沟1条，支沟5条，如图9-1

所示。各支沟汇入干沟的位置分别在A、B、C处, 各支沟控制的排水面积如图9-1所示。

根据该地区水文气象资料分析，夏秋季节10年一遇最大1日暴雨量P=128mm。根据作物耐淹试验资料，确定排除地面水的时间不超过2d。该地区最大排模经验公式为：

qmax=0.032R0.92F-0.33，m3/(s.km2) 该地区的径流系数约在0.28~0.30之间。 要求：

（1）确定不同面积的排水沟（各支沟及干沟各段）应采用哪一个排模来计算； （2）推求各支沟及干沟AB段、BC段及C点以下段的设计排水流量。

图9-1 排水系统示意图

4、南方湖泊水网地区，某圩垸南北长3km，东西宽2km，面积6km2。四周有圩堤使之与外水相隔，垸内拟建排水系统并建排涝泵站。圩垸各工程的平面布置与各级沟道的规格尺寸如图9-2所示。

垸内地势平坦，地面坡度约为1/10000，南高北低。各级沟道比将均采用1/10000，干沟及斗沟与地面坡度方向一致，支沟则与之垂直。

垸内水稻田面积4.8km2，旱地面积0.75km2，沟道水面面积0.45km2。

设计除涝标准为日雨量200mm，2d排除。排水临界期内稻田适宜水深为30mm，允许最大淹水深度为60mm。稻田日耗水强度为6.8mm/d，旱地日需水强度为3.0mm/d，水面蒸发强度E80=4.5mm/d（E80为口径80cm蒸发皿测得的蒸发量记录，换算成天然水面蒸发量需乘以折算系数），折算系数K=0.75。雨后旱地的地下水面可以允许上升至地面以下0.5m深处。圩垸内土壤孔隙率为50%，雨前土壤含水率为孔隙体积的80%。

排涝泵站的排水能力为3.96m3/s，在排水临界期每天开机22h。排水系统的主要任务是排涝，要求在设计降雨情况下雨后不造成地面淹没，沟内水面要低于地面0.2m以下。此外，干、支沟还有通航与养殖要求，通航5t农船，船身宽2.5m，吃水深0.7m。养殖水深至少1.0m。

雨前预降沟水位在地面以下1.2m，相应的旱地地下水埋深为1.0m。沟内水面与旱地地下水面之间的关系大致是：沟水面上升时，地下水面低于沟水面0.2～0.3m；沟水面下降时，地下水面高于沟水面0.2～0.3m。 根据滞涝、通航和养殖等综合利用要求校核各级排水沟的断面。

提示：降落在垸内的雨量-[稻田耗水量+旱田需水量+沟道水面蒸发量+稻田滞蓄水量+旱田滞蓄水量（即大田蓄水能力）+泵站抽排水量]=排水沟滞蓄水量。

根据排水系统各级沟道的断面尺寸，计算沟内滞蓄水量后的水位上升值、水面宽、水深及水面距地面的高差，来校核是否能满足不发生地面淹没（涝）及地下浸没（渍），通航及养殖的要求。

图9-2 圩垸工程平面布置与沟道断面尺寸示意图

第十章 灌排系统管理

一、思考问答题

1、用水管理包括那些内容？

2、什么是用水计划？用水计划的编制内容有哪些？ 3、对一个灌区来说应当如何实行计划用水？

4、在编制渠系引水计划时，如灌区需水流量大于渠首引水流量，应当如何进行用水调整？ 5、试述编制渠系配水计划的方法和步骤？ 6、排水管理的任务包括哪些内容？ 7、用水管理试验的内容有哪些？

8、灌溉排水系统管理现代化包括那些方面？ 9、灌溉排水对灌区环境有何影响？ 10、维护灌区环境的措施有那些？

11、对灌排系统管理而言，目前最实用、最可靠的现代化技术是什么？发展的方向是什么？

二、选择题

1、计划用水是（ ） A、灌溉水量的分配方法

B、就是按作物的需水要求与灌溉水源的供水情况，结合渠系工程状况，有计划地蓄水、引水、配水与灌水 C、是指灌溉水在灌区各级渠系调配、管理的方式 D、是指灌溉水通过各级渠道流入田间的方法 2、用水计划是（ ）

很难找呀

A、是灌区从水源取水并向各用水单位或各级渠道配水的计划 B、水从各级渠道流向田间所采用的计划 C、各级渠道水量调配的计划 D、是指某一用水管理单位在用水季节前所制定的引水、配水计划 3、灌区用水计划一般来说有哪四种主要类型( ) A、水源引水计划、渠系配水计划与田间的用水计划等 B、水权集中、统筹兼顾、分级管理、均衡受益 C、年度轮廓用水计划、某灌季全渠系用水计划、干支

渠段用水计划及用水单位的用水计划 D、上下结合、分级编制，统一调 度、联合运用

三、分析计算题1、某灌区自水库引水，分南北干渠，总灌溉面积 12.75 万亩，无其它蓄水设施。南干渠种植水稻，灌水定额 60m3/亩；北干渠 种植旱作物，灌水定额见下表 10-1 所示。南干渠控制面积 6.75 万亩，灌溉水利用系数 0.85;北干渠分为上下两段，其控制 面积为 1.5 万亩和 4.5 万亩，灌溉水利用系数分别为 0.5 和 0.6。若某次引水量为 750×104m3。 要求： 按毛灌溉用水量比例对南北干渠进行配水。

作 玉 大 小

物 米 豆 麦

种植比例 0.4 0.4 0.2

表 10-1 北干渠种植旱作物种类及灌水定额 灌水定额(m3/亩) 60 40 50

2、某灌区干渠将水输送到分水闸后，向 3 个支渠配水，如图 10-1 所示。根据其控制面积大小，作物种植比例及渠道输水损失 情况，确定各支渠的配水比例为一支占 25%,二支占 45%,三支占 30%。 现有两次典型的灌水，第一次灌水自 6 月 7 日至 6 月 15 日，共 8d 零 12h,干渠输送到分水闸的流量为 5m3/s;第二次灌水自 7 月 11 日至 7 月 20 日共 10d,干渠输送到分水闸的流量为 3m3/s。灌区管理部门决定第一次灌水按续灌方式向各支渠配水，第 二次灌水按轮灌方式向各支渠配水。 要求： 制定分水闸的配水计划，包括在这两次灌水中，各支渠的配水时间、配水流量及配水水量。 分水闸 三支 二支 一支

图 10-1 渠道布置示意图 3、某灌区位于干旱地区，地多水少，农作物生长全靠引河水灌溉，用水计划是本着“以水定地，因水种植，按地配水”的原 则来编制。河水以冰雪补给为主，4 月 11 日至 11 月 20 日为灌溉引水期， 渠首处历年时测河道月(旬)平均流量如表 10-2 所示。渠首为弯道式闸枢纽，总干渠为卵石衬砌渠道，渠首引水率(渠首引 水量与河道来水量的百份比率)和总干渠渠道水的利用率见表 10-3 所示。灌区包括 3 个用水单位，每个单位的分水比例见表 10-3。 要求： (1)用分阶段假设年法预报 19 年灌溉期间相应与经验频率 P=60%的各阶段的河道来水量。采用表 10-4 所示的格式计算； (2)计算各阶段渠首引水量，总干渠可分水量和各用水单位的配水量，采用表 10-5 所示的格式计算。 表 10-2 某河灌溉期间历年月(旬)平均流量(m3/s) 灌溉阶段 春灌 夏灌 秋灌 时间 4 月下旬 5 月 6 月 7 月 8 月 9 月上 9 月中下 10 月 11 月上中旬 旬 旬 1964 12.8 21.8 80.7 122.0 152.0 65.8 37.4 23.9 18.7 1965 10.9 23.2 86.3 158.6 118.5 52.1 41.1 22.5 16.3

很难找呀

1966 1967 1968 1969 1970 1971 1972 1973 1974 1975 1976 1977 1978 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986

13.7 14.0 12.6 14.1 12.7 14.6 12.0 15.6 14.9 10.6 14.0 11.3 12.1 14.3 13.6 12.4 11.4

4.2 5.4 15.3 9.5

17.9 32.9 26.4 33.6 26.4 18.7 33.2 21.1 26.1 17.1 28.4 14.0 16.1 17.9 42.2 40.5 38.5 4.6 3.8 28.0 21.1

85.9 72.1 90.2 113.8 37.0 44.2 81.8 64.2 66.7 61.7 81.4 72.3 89.0 74.3 59.3 82.0 69.7 13.4 29.8 75.1 50.3

133.9 106.5 144.0 159.6 142.7 147.0 110.4 123.4 150.0 121.8 103.2 80.4 141.0 98.3 97.5 159.0 117.7 57.5 45.0 105.9 132.9

158.2 112.6 94.6 144.6 93.6 101.0 163.0 92.3 114.6 123.9 74.5 111.0 112.0 128.8 85.8 123.5 123.3 78.4 69.8 105.1 128.7

92.1 37.7 34.0 40.5 76.7 71.0 58.5 61.6 58.7 59.5 57.0 9*5.0 39.7 53.2 62.2 47.6 49.2 24.9 22.5 49.7 45.2

62.2 27.1 23.5 41.3 38.8 44.7 40.3 31.8 27.4 21.1 32.1 33.1 30.2 26.4 25.2 33.5 34.4 4.7 6.5 25.6 27.8

26.5 17.9 17.1 22.8 21.5 21.6 23.9 19.0 18.0 21.5 19.7 20.3 18.3 19.3 7.2 23.2 20.7 4.4 4.3 16.7 18.8

16.8 13.8 14.1 16.8 16.1 15.7 16.4 15.5 12.9 16.1 14.2 13.5 12.7 13.7 10.9 15.6 15.3 3.8 3.4 12.7 13.5

表 10-3 某灌区渠首引水率、总干渠水利用率及各单位分水比 灌溉阶段 渠首引水率(%)总干渠水利用率(%) 各单位分水比(%) M县 S 县 农垦团场 春灌 95 95 40.7 6.0 53.3 夏灌 84 95 27.4 4.6 68.0 秋冬灌 95 95 40.7 6.0 53.3

序号 4 月下 5 月 旬 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

6月

7月

表 10-4 分阶段假设年法流量频率计算表(m3/s) 8 月 9 月上 9 月中 10 月 11 月上中 (%) 旬 下旬 旬

阶段

月份

河道来水 流量 水量

表 10-5 某灌区 19 年引水、配水计划表 引水 引水量 总干渠 可分水 配水量(104 率率 (104 水利用 量(104 m3) (%) m3) 率(%) m3) M 县 S 农垦

很难找呀

(m /s) (10 3 m) 4 月中旬 5月 6月 夏灌 7月 8月 9 月上旬 秋冬灌 9 月中下旬 10 月 11 月上中 旬 合计 全年灌溉期 春灌阶段 夏灌阶段 秋冬灌阶段 备注 春灌

3

4

县 团场

4、土壤为黄土、透水性中等，土壤的平均容重为 γ=1.46g/cm3。土壤饱和含水量、田间持水量及其冲洗前含水量分别为 β 饱 =32%、β 田=24%和 β0=13%。土壤渗透系数 k=2.8m/d。计划冲洗土层厚度 H=1m。 土壤的含盐程度：土壤盐分以氯化物、硫酸盐为主，土壤原有含盐量 S1=1.3%;冲洗后土壤允许含盐量 S 允=0.3%。洗盐系数 K=0.018T/m3。 水文地质资料：冲洗前地下水埋深 H0=3.0m。地下水的临界深度 H 临=1.75m。 要求： (1)计算总冲洗定额为多少； (2)年冲洗定额及冲洗年数各为多少； (3)年内需冲几次，每次的冲洗定额为多少。 5、某山丘区灌溉系统如图 10-2 所示：灌区面积为 15 万亩，经分析，灌区全年综合灌溉定额为 329.6m3/亩，各月综合灌溉定 额见表 10-6 所示。灌区内各级渠道(不包含干渠)的渠系水利用系数初估为 0.75。 该灌区的灌溉水源有 3 处： (1)灌区内有山泉一处，年涌水量 643.8×104m3,逐月涌水量见表所 10-7 示。泉水位置较高，可自流灌溉大部分面积，

并可 自流入 B 库存储。 (2)灌区内有 b 河一条，在该河上修水库 B 一座，坝址以上 B 河流域面积为 200km2,在该面积上年径流深为 100mm,逐月径 流深见表 10-8 所示。B 库灌溉用兴利库容 V=2000×104m3,位置低于干渠。 (3)A 河上建有骨干水库 A,从水库至灌区有干渠相连，初估干渠渠道水利用系数为 0.85。 通过灌溉系统水量调配，通过计算解决下列问题： (1)B 库如何运用？及该水库每月向灌区供多少水？存储水量多少？存储来源是什么？并计算出水库月末库存水量。 (2)干渠运用方案，即该干渠每月输送水量多少？其中多少水量直接灌田？多少水量充蓄 B 库？ (3)要求 A 库每月向灌区提供水量是多少？ 提示：由于地面径流较少，不易利用塘堰及渠道拦蓄，故不计入灌溉水源之内； 为简化计算，在进行水库调蓄验算时，不计入水库的蒸发与渗漏损失； 在确定干渠运行方案时，应该使干渠输水流量比较均衡； 整个水量调配演算采用表 10-9 的型式进行。 表 10-6 灌区综合灌溉定额 月份 综合灌溉定额(m3/亩) 3 34.5 4 53.8 5 42.3 6 56.0 7 50.0 8 18.0 9 27.0 10 27.0 11 21.0 合计 329.6 表 10-7 山泉涌水量 月份 涌水量(104m3) 1 24.0 2 25.2 3 23.0 4 20.1 5 18.2 表 10-8 B 流域逐月径流深

很难找呀

6 7 8 9 10 11 12 全年 月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 全年

15.0 130.5 148.2 86.4 73.2 50.0 30.0 643.8 径流深(mm) 1.3 2.3 3.5 2.8 0.9 2.5 16.8 34.7 19.2 8.4 4.6 3.0 100.0

图 10-2 山丘区灌溉系统示意图

月 灌溉用水量计算 份 (灌溉面积 15×104 亩)

可利用的 第一次平衡 河川径流计算 山泉水量 (扣除泉 (流域面积 (104m3) 水) 200km2)

综合 净用水量 渠 毛用水量 4 3 4 3 定额 (10 m ) 系 (10 m ) (m3/ 水 亩) 利 用 系 数 ①② ③ ④⑤ ⑥ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 合 计

第二次平衡 B 库向灌 第三次平 B 库要求 B 库月末 要求干渠 计算(扣除 区供水量 衡(灌区 干渠供水 蓄水量 净供水量 B 河的当月 (104m3) 要求干渠 量 4m3) (10 (104m3) (104m3) 径流) 供水量) (104m3) 余 (+) (-) 缺 径流深 产水量 余 (+) (-) 缺 4 3 (104m3) (mm) (10 m ) (104m3)

⑦

⑧

⑨

⑩

表 10-9 水量调配计算表

很难找呀

第十一章 灌溉排水试验

思考问答题

1、为什么要开展节水灌溉的田间试验？如何实施？ 2、田间灌溉试验包括哪些内容？

3、试分析田间试验误差的主要来源，如何控制田间试验的系统偏差？如何降低田间试验的随机误差？ 4、举例说明田间试验的特点和对田间试验的要求。

5、在灌溉制度对比试验中，水田和旱田主要根据什么内容采取不同的处理？ 6、田间排水试验的内容有哪些？

7、试述试验地土壤差异的特点，如何通过小区技术和试验设计控制土壤差异？

8、田间试验设计的基本原则是什么？完全随机设计、完全随机区组设计、拉丁方设计各有何特点？各在什么情况下应用？ 9、 一个长江中下游地区的棉花品种试验，供试品种10个，采用四次重复的随机区组设计，小区面积10m2，试画出田间种植图(试验地呈南北向肥力梯度)。

10、为了进一步探讨“宁麦8号”在沿江地区的最适播期，充分发挥该品种的增产潜力，采用A(10/22)、B(10/27)、C(11/1)、

2

D(11/6)、E(11/11) 5期播种，拟设计为三次重复的随机区组试验。(小区面积20m，基本苗15万左右，试验用尿素15kg/亩，管理与大面积生产同步)。(1)试画出田间种植图(若试验地肥力呈南北向变化)；(2)计算该试验需用面积为多少？(沟、路、埂自定)

11、裂区试验设计的应用范围是什么？若从国外引入5个大豆品种加1当地对照种在济南试验，观察品种的表现，分4期播种(月/日：5/30，6/10，6/20，6/30），进行三次重复的裂区试验设计，试确定主、副处理并说明其理由，画出田间设计图，副区面积3m2，估计需用地多少？

12、对田间试验的布置和管理有什么要求？要达到什么目的？

13、田间试验要编制田间种植计划书、绘制田间种植图、进行观察记载和数据搜集，试以育种试验为例说明其内容和方法。 14、在网室中研究4个稻瘟病小种对10个水稻品种的致病性差异，拟进行4次重复的盆钵试验，试验指标为病斑长度，试对此试验做设计，试验处理有哪些？可考察哪些试验效应？是否需要设置区组？采用何种设计？

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