【灌溉系统】-灌溉排水工程学复习资料-2

灌溉排水工程学复习资料灌溉排水工程学复习资料一、单项选择题（在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的序号填在题干后的括号内。1、旱作物的田间需水量是指（ D 。（A）蒸腾量+蒸发量+渗漏量（B）渗漏量+蒸腾量（C）蒸发量+渗漏量（D）蒸腾量+蒸发量2、对于干旱缺水地区，且以旱作物为主，按《灌溉排水工程设计规范，灌区灌溉设计保证率P应取（B 。（A）75-85% （B）50-75% （C）75-90% （D）25-50%3、一次灌水单位面积上的灌水量是（ A 。（A）灌水定额（B）灌溉定额（C）灌水率（D）设计流量4、目前常用的灌水方法有（A、喷灌、微灌等。（A）地面灌溉（B）沟灌（C）畦灌（D）淹灌5、在进行灌溉时，土壤含水率的下限值通常取（A。（A）毛管断裂持水量（B）凋萎系数（C）田间持水量（D）最大分子持水量6、从到田间持水量的土壤含水量是作物较容易吸收和利用的水。（C）(A)吸湿水 (B)薄膜水 (C)毛管水 (D)重力水7、沟灌一般适合于灌溉下列哪种作物？（B）(A)小麦（B）玉米（C）苜蓿（D）谷子8、当灌区附近河流流量较大，水位不能满足要求时，一般采。（A）（A）有坝取水（B）无坝取水（C）集蓄取水（D）筑库取水9（）（A）明沟排水 (B)暗管排水 (C)竖井排水 (D)鼠道排水10、在渠道水力计算时，如糙率选择比实际值小，渠道运行后可能会产生（A）(A)泥沙淤积 (B)冲刷渠床 (C)与设计相同 (D)水深减小二、多项选择题(在每小题六个备选答案中选出二到六个正确答案，并将正确答案的序号填入题中的括号内，错选、多选、漏选均不得分)。1、农作物的灌溉制度主要包括以下内容（F。(A)灌溉面积(D)灌水日期(B)灌水定额(E)作物种植比例(C)(F)灌水次数灌溉定额2、渠道的设计流量是（E。(A)毛流量(B)损失流量(C)净流量(D)加大流量(E)正常工况下的最大流量(F)最小流量3、影响作物需水量的主要因素包括（F。(A)气象条件 (B)土壤条件 (C)灌溉措施(D)耕作措施 (E)作物生育阶段 (F)排水措施4、灌区渠系建筑物中，下面那些是交叉建筑物（E。(A)分水闸 (B)渡槽 (C)桥梁(D)倒虹吸 (E)涵洞 (F)跌水5、目前常用的评估灌水质量的指标有（。(A)田间灌水有效利用率田间灌溉水储存率 田间灌水均匀度(D)渠系水利用系数 (E)需水模数 水方法6、在对排水沟进行设计时，主要的设计参数包括（ACD）(A)底坡（B）日常排水流量（C）糙率（D）边坡系数（E）水深（F）沟深7、灌水率常用的单位有（BE）（A）m3/s（B）m3/s.100hm2（C）m2/s/km2（D）m3/公顷（E）m3/s.104亩（F）mm/d8、引起渠道护面冻胀破坏的主要客观原因是（BCD）（B）地下水位（C）土质（E）施工质量（F）运行状况9、目前常用的评估灌水质量的指标有（ABC）（A）田间灌溉水有效利用率（B）田间灌溉水储存率（C）田间灌水均匀度（D）渠系水利用系数（E）需水模系数（F）灌水方法10、渠道设计时，常用横断面的形式有（ACEF）（A）梯形（B）圆形（C）矩形（D）三角形（E）弧底梯形（F）U型三、名词解释（本题一律将答案写在答题纸上，写在本卷面上不得分。1、作物需水敏感期：水分亏缺对作物产量影响最敏感最严重的生育时期称为作物需水敏感期或需水关键期。2:1.5~2.0时(15个大气压左右)，土壤中的水分无法被作物吸收，作物发生永久性凋萎。34、作物水分生产函数：是指农业生产水平基本一致的条件下，作物所消耗的水5:物播种前（水稻插秧）及全生育期内灌水次数、灌水日期和灌水定6、灌溉水利用系数:是指在一次灌水期间被农作物利用的净水量与水源处总引进7、间歇灌溉：又称波涌灌溉，是把灌溉水断续性地按一定周期向灌水沟（畦）供水，即水在第一次供水输入到灌水沟（畦）达一定距离后，暂停供水，然后过一定时间后，再继续供水，如此分几次间歇反复地向灌水沟（畦）供水的地面灌水新技术。8、灌溉水利用系数：实际灌入农田的有效水量和渠首引入水量的比值。9、灌溉设计保证率：灌区灌溉用水量在多年期间能够得足的机率。一般用设计灌溉用水量全部获得满足的年数占计算总年数的百分比表示。10、灌水定额：指一次灌水单位灌溉面积上的灌水量。11、渠道设计流量：灌水时期正常工况下渠道通过的最大流量12、排水模数：单位时间、单位排水面积排出的水量。四、填空题(请把正确答案直接填入题干空格内)1、土壤水按其运动特性可分为吸着水、毛管水、重力水三类。2、一般常用的灌溉取水方式有无坝取水、有坝取水、抽水取水、水库取水等四大类。3、在对排水沟进行流量设计时，根据排水要求的不同，需要考虑排涝流量、排渍流量、日常排水流量等三种流量。Ri4、明渠均匀流的计算公式是Q AC 。Ri5、盐碱土冲洗脱盐的标准包括两个标：脱盐土层的深度、脱盐土层的允许含盐量。6、如果某地区的年均降水量小于200mm，则该地区属于干旱地区，属于常年灌溉地带。7、对于干旱缺水地区，且以旱作物为主，按《灌溉排水工程设计规范P50-75％。8、灌溉制度主要包括以下灌水定额、灌水次数、灌水日期、灌溉定额等四项内容。9、与作物生长关系最密切的土壤水是毛管水。10、排蒸比是指地下水排出的水量与地下水补给的蒸发蒸腾量的比值。11原理。12、田间灌水均匀度的计算公式是

E d

Z)100%Zd

，渠道水利用系数的计算公Ri式是η渠道＝Q渠道/Q渠道毛，明渠均匀流的计算公式是Q= QAC ，Riq灌水率计算公式是

m8.64T。五、简答题（每题5分，共计25分）1、滴灌系统的堵塞及其处理方法。1、滴灌系统堵塞的原因（2。a、杂质引起系统物理堵塞。造成堵塞的杂质主要有泥沙颗粒和部分有机杂物，（0.5。b、用于滴灌的水过硬，碳酸盐含量偏高。长期使这种水源，会在滴灌系统内管（0.5。c、栽培作物的根系和水中藻类及其他微生物进入滴灌系统后吸收滴灌软硬管中（0.5。d（0.5。(2)防止滴灌系统堵塞的方法（3。a、在取水口用铁丝网（网眼0.5－1）作栅栏，拦去较大颗粒的悬浮泥（1。b1－225（0.5分。c（滴灌带）尾端的握紧，开启消耗用清水冲洗整个系统，将滴灌内残留的杂物冲出，（1分。d（0.5。2、旋转式喷头的主要水力参数及影响因素。（1）射程（2。影响喷头射程的因素：工作压力和喷咀直径；压力增加，射程增加；压力一定时，喷嘴直径增加，射程增加；喷射仰角；28～32度时射程最远，通常为30度；转速，转速增加，射程减小。一般1～3r/min(中)，3～5r/min(远射程)；水舌形状，水舌掺气少则射程大，减少紊流，水流整直，加粉碎针可增加掺气，减小水滴直径，提高雾化度。（2）水量分布（3。工作压力:压力适中，水量分布曲线近似于一个偏平的等角三角形；当压力（0.5分。喷头的布置形式和间距:一般由计算或者试验确定，设计时可参考设计手册;（0.5。风力风向:逆风减少的射程要比顺风增加的射程大。在布置喷头时，适当密（0.5。水滴直径:（1.5。①、喷头工作压力和喷嘴直径（雾化指标H/d)②、粉碎机构③、喷形状3、渠道防渗有哪些作用？渠道防渗工程措施有哪些基本类型。（1）渠道防渗的作用优点：节水、节能，降低成本；提高输水速度；减少维护费用（淤积少、稳定、杂草少（2。缺点：减少地下水补给；破坏生物多样性（水生动植物减少；破坏环境（自净能力降低（2。渠道防渗工程措施的基本类型：土料防渗；混凝土防渗（最常用形式；砌石；砖砌；沥青（伸缩性，天荒坪蓄能电站用（1。4、农田主要排水方式以及各自优缺点？答：一般有水平排水、垂直（竖井）排水两种。水平排水主要指明沟排水和（1）竖井。竖井的优点是排水效果好；地下水位降深大，特别适2。2。适用于水文地质条件较好，地下水水质能够用于灌溉的地区（12。（2）明沟排水。优点：排水速度快（尤其是排地表水，排水效果好12。缺点：工程量大，地面建筑物多、占地面积大、沟坡易坍塌且不易保持稳定，同时不利于交通和机械化耕作（12。2。缺点：管道易堵塞，不易修理。投资比明沟排水大，施工技术要求比明沟排水高（12。5、灌溉管道系统规划布置的主要影响因素有哪些，及首部枢纽的组成及布置？（1）主要影响因素:（2。水源与灌区的相对位置灌区的面积大小、形状和地形作物的分布耕作方向灌溉季节的风速风向（2）首部枢纽的组成及布置（3。首部枢纽包括引水建筑物、泵站（或水泵机组、沉沙、过滤设备、肥料和化学药剂注入设备、控制器、压力或流量调节器、阀门和测量设备等。首部枢纽的位置的确定，要考虑水源的位置和管网布局方便。6、什么是作物需水量？如何确定作物田间需水量？4。确定作物需水量可以通过田间试验确定，也可以采用以气象因素为主的经验3分。另一类是先计算参照作物的蒸发蒸腾量或潜在蒸发蒸腾量，再根据不同作物的实际情况及土壤实际含水率状况计算实际作物的需水量的半经验的方法（23。7、为什么新疆是常年灌溉地区？31000～3000mm（23，在这里，天然降(248、灌溉与排水研究的主要内容是什么？（1）调节农田水分状况（12。调节农田水分状况的主要措施有：①灌溉措施②排水措施（23（2）改变和调节地区水情（12分（23。9、控制地下水位的农田排水方法有哪几种，它们的优缺点和采用条件如何？答：明沟、暗管、竖井三者都能起到排出地下径流，控制地下水位的作用。它们的优缺点如下：（1）竖井。竖井的优点是排水效果好；地下水位降深大，特别适宜防止土壤次生盐碱化，可加大冲洗或灌溉水的入渗速度和淋洗作用，使土壤表层脱盐，2。适用于水文地质条件较好，地下水水质能够用于灌溉的地区（12。（2）明沟排水。优点：排水速度快（尤其是排地表水，排水效果好12。缺点：工程量大，地面建筑物多、占地面积大、沟坡易坍塌且不易保持稳定，同时不利于交通和机械化耕作（12。在有排涝任务的地区，必须有明沟，可以排涝防渍相结合。2。缺点：管道易堵塞，不易维修。投资比明沟排水大，施工技术要求比明沟排水高（12。在有防渍和治理盐碱化要求的地区，可以采用暗管排水。10、灌溉系统包括哪些组成部分？各起什么作用答：灌溉系统主要包括以下四个部分（1）2）田间工程（3）渠系建筑物（4）退泄水建筑物。（220分）1Q设=3.2m2/s，m=1.5，i=0.0005，n=0.025，V=0.8m/s，V不淤=0.4m/s，试按水力最优断面计算过水断面尺寸。（1）m=1.4-110=0.61（1）（2）计算水深：

3/8

0.0253.2

3/8h1.189 设

1.189

1.45m优 1+m2m)i

（2′）

1.5)0.0005

（1′）（3）计算底宽:b 优 优

h =0.61×1.45=0.88m（1′）优b=0.9m（1′）（4）校核流速：ω（0.9+1.51.45）1.45=4.462（1）QV=

3.24.46

=0.72m/s（2′）满足校核条件 0.40<0.72<0.80（1′）所以，水力最优断面尺寸是：b=0.9m，h=1.45m2、冬小麦拔节期测定土壤含水率为14.5%（占干土重的%，此时无降雨，地下0.5占干1.35t/m33.0mm/d，该生育阶11%（。（1）几天后进行灌水？（2）灌水定额是多少？（1）E＝3.0mm/d＝2.001m3亩·d或E’=30m3/hm2·dW＝667Hγ（θ－θ）＝667×0.5×1.35×（）＝田 015.758(m3/亩)－θm3/hm2田 0T＝W／E＝15.758／2.001＝7.87（d）或T＝W’／E’＝236.25／15.76=7.87(d)-θ亩)田 min或m’=100Hγ(θ’－θ’)=100×0.5×1.35×(23.5-11)=843.75m3/hm2田 0七、论述题1、试论述各灌水方法及其优缺点。灌水方法一般是按照是否全面湿润整个农田和按照水输送到田间的方式和湿润（1分）(一)全面灌溉（9分）灌溉时湿润整个农田根系活动层内的土壤，传统的常规灌水方法都属于这一类。比较适合于密植作物。主要有地面灌溉和喷灌两类。（1分）1．地面灌溉（4分）(1)（1分）(2)沟灌沟灌是在作物行间开挖灌水沟，水从输水沟进入灌水沟后，在流动的过（1分）(3)淹灌(又称格田灌溉)淹灌是用田埂将灌溉土地划分成许多格田，灌水时，使格田内保持一定深度的水层，借重力作用湿润土壤，主要适用于水稻。（1分）(4)（1分）2．喷灌（4分）但基建投资较高，而且受风的影响大。(二)局部灌溉（12分）（2分）(1)(地下管道系统)将灌溉水引入田间耕（1分）(2)滴灌滴灌是由地下灌溉发展而来的，是利用一套塑料管道系统将水直接输送（1分）(微喷头)将水喷（1分）涌灌涌灌又称涌泉灌溉。是通过置于作物根部附近的开口的小管向上涌出的小良水流或小涌泉将水灌到土壤表面。灌水流量较大(但一般也不大于220L/h)，远远超过土壤的渗吸速度，因此通常需要在地表形成小水洼来控制水量的分布。（1分）膜上灌膜上灌是近几年我国新疆试验研究的灌水方法，它是让灌溉水在地膜（1分）除以上所述外，局部灌溉还有多种形式，如拖管灌溉，雾灌等。（包括下表共523分）摘要：随着农业节水灌溉控制技术不断改进和成熟，智能化灌溉设备开始取代传统农机灌溉，在节水灌溉中实现了系统化和自动化运作。结合国内外先进节水灌溉经验，研究提出适合我国国情发展的节水灌溉控制系统，其控制的核心主要有两点：一测、二控。关键词：智能化；农业用水；节水灌溉；控制系统我国是农业大国，农业的是我国经济发展的基础，但是受水资源不足、人多地少、环境污染严重以及技术落后等原因的影响，我国农业用水的浪费率高，这对于发展现代农业是严峻的挑战，也是现代农业必须解决的重要问题。本文通过分析国外经验，研究分析适合我国的智能化设备农业节水灌溉控制系统。1节水灌溉技术及国内外发展（1）节水灌溉技术。节水灌溉技术主要包含两个方面：工程节水技术；灌溉控制技术。①工程节水技术：工程节水技术主要指的是利用原有的灌溉设施并对其进行现代化技术改造，或者重新建设先进的灌溉设备其目的是通过设备改造和创新减少水资源的损失，节水利用原则一是减少输水损失、二是减少无效灌溉；具体技术有管道输水，滴灌等等。②灌溉控制技术：灌溉控制技术主要指的是利用自动化控制技术，根据自然环境、农作物用水需求以及可用水量等因素，综合协调保障供水，其供水原则更加精细化和可控化。相比较传统的人工控制灌溉，灌溉控制技术不再依靠人的经验进行控制灌溉，而是利用对地理环境以及作物生长的特性，大大提高了水资源的利用率，从而满足用水需求的同时，做到不浪费水。（2）国外农业节水灌溉控制技术应用。国外在农业节水灌溉控制技术上有发展时间长，智能化水平高，其自动控制系统更加完善和先进。主要是利用计算机控制灌溉系统，检测和掌握土壤环境，从而有效控制和掌握实际需水量，使用滴灌和喷灌，并且实现了自动化管理，只需要在控制室就能够完成整个操作过程，在自动灌溉配套设施中，流量控制阀、减压阀等，能够大大提高整个设备的运行效率，促使作物获得最佳的生长环境。（3）国内农业节水灌溉控制技术发展。国内节水灌溉技术开始于20世纪50年代，但是由于在管理和推广方面的问题，开展的效果并不理想。进入新时期以来，我国在灌溉技术上取得了较快发展，但是先进的设备住哟还是依靠从外国进口，并且未能形成完备的控制体系，相比较国外地区，我国在农业生产中，有其特殊性，土地相对分散，并且地形较为复杂，一些国外的灌溉控制系统在适应性上存在不小的问题，并且这些设备价格昂贵，在我国推广的难度大，我国在发展灌溉控制系统时需要加强自主创新，提高对控制系统的整合和升级，开发适用性强、成本低、效率高的智能化灌溉控制系统。2节水灌溉控制系统（1）节水灌溉控制系统工作原理。节水灌溉控制系统是利用土壤测量仪器探测田间土壤各种信息，并对于收集到的信息进行转化成数字量，并在控制器上予以显示。同时这些信息及时传输和推送到PC上位机的人机界面上，实现对信息的掌握和控制。从接收的信息上结合预设的农作物需水量和以及整个灌溉系统的灌溉用水量、水速进行有效控制。一旦需要灌溉就可以启动相关按钮进行灌溉操作，整个过程中的信息都能够在人机界面中得到显示，主要包括灌溉时间、灌溉量以及剩余时间和水量等信息，如果不需要进行灌溉，就可以发出控制指令，机器就会停止操作。（2）灌溉实现与控制。在灌溉系统中，最核心的是采用电机驱动离心泵的方式将水注入管道，从而实现灌溉的目的。而这个过程中，执行灌溉任务的是电磁阀，电磁阀在这个系统中充当管理者角色，它能够控制区域灌溉与否，并且连接着灌溉干支流的各个管道，在整个系统中形成若干个连接点。灌溉支管上安置了若干个喷头，根据区域需水量进行灌溉或对区域实行轮流灌溉。对于分片区域，安放一定量的土壤水分传感器，土壤水分传感器的主要作用是监控所在地点的土壤水分，并将检测到的数据和结果通过通讯设备传输到单片机中，单片机再根据预先的参考数据进行对比分析，根据对比分析结果实施灌溉。（3）节水灌溉控制系统总体结构。根据具体的原理和实际的需求，对于灌溉控制系统的总体结构进行了分析，其工作采用的是某型单片机，并采用控制电磁阀对于田间进行灌溉操作，其系