灌溉排水习题总结.doc

灌溉排水工程的任务是：研究和利用灌溉排水工程措施来调节农田水分状况及改变和调节地区水情，以消除水旱灾害，合理而科学的利用水资源，为发展农业生产服务
灌溉研究的内容：水源工程、输水工程、田间工程的规划设计、施工、管理的科学
排水研究的内容：产生农田水分过多的原因及相应的排水方法，田间排水工程的规划设计，排水输水沟道系统的规划设计、施工管理和承纳排水系统排.出水量的承泄渠治理的学科。
排水的对象一般有：1、雨涝排水2、防渍排水3、沼泽地排水4、盐碱地排水
旱作物在潮湿土壤中，其根系生长缓慢，多在表土下较浅的土层中平行横走
水分对改善作物生态环境的作用：1、以水调气2、以水调温3、以水调肥4、改善农田小气候5、提高耕作质量和效率
农田水分的四种基本形式：大气水、地面水、土壤水、地下水
凋萎系数：农业生产中将相当于吸持力为1.52x106pa的土壤含水率称为
田间持水率：是确定灌水定额时，计划湿润土层允许含水率的上限，因为超过田间持水率的土壤水，会在重力作用下很快下渗，不能保持在计划湿润层中
全蓄含水率：土壤中超出毛细管含水率的水分在重力作用下很容易排出。又称重力水.这事的土壤含水率称为饱和含水率，又称全蓄含水率
水分常数：相当于各形态的土壤含水率
1.0m3/亩的水量相当于田面建立1.5mm的水层厚度
水分特征曲线;土壤含水率与吸水率的关系曲线
土壤含水率的测定方法：烘干法、负压计法、TDR法、中子法、r射线法
土壤含水率的表示方法：质量含水率 体积含水率 水层厚度
土壤水分的蒸发强度的两个因素; ,1为外界蒸发能力即气象条件所限定的最大可能蒸发强度2是土壤自下部土层向上的输水能力
SPAC系统的组成：土壤、植物、大气中的水
农田水分消耗主要为：植株蒸腾、株间土壤蒸发、深层渗漏
植株蒸腾和株间的土壤蒸发合称腾发，两者消耗的水量合称为腾发量又叫做作物需水量
参照作物需水量：是指土壤水分充足，地面完全覆盖，生长正常，高矮整齐的开阔绿草地的蒸发蒸腾量
实际作物需水量的计算：ET=KcETo
植株蒸腾：作物将根系从土壤中吸入体内的水分，通过叶片的气孔蒸散到大气中的现象。
株间土壤蒸发：植株间土壤或田间的水分蒸发。
深层渗漏：旱田中由于降雨量或灌溉水量太多，使土壤水分超过了田间持水率，向根系活动层一下的土层产生渗漏的现象。
灌溉制度：作物播种前以及生育期内的灌水次数、每次的灌水日期、灌水定额、灌溉定额
灌水定额：一次灌水单位灌溉面积上的灌水量
灌溉定额;各次灌水定额之和
土壤计划湿润层深度：旱田进行灌溉时，计划调节控制土壤水分状况的土层深度。它随作物根系活动层深度、土壤性质、地下水埋深等因素而改变（地下水位较高的盐碱化地区，一般不超过0.8——1.0m）
图解法分析灌溉制度的步骤1根据各旬的计划湿润层深度H与土壤含水率的上限 和下限
求出H土层内允许蓄水量上限Wmax以及下限Wmin绘于图上2分别绘制ET, Wt和K累积曲线以及净耗水量（ET----Wt---K）累积曲线3根据设计年雨量，求出渗入土壤的降雨量Po.逐时段绘于图上4字作物生长初期土壤计划湿润层蓄水量Wo，逐旬减去（ET----Wt---K）值即至A点引直线平行与（ET----Wt---K）曲线，当遇有降雨时再加上降雨入渗量Po,即得计划湿润土层实际储水量（W）曲线5 当W曲线接近于Wmin时，即进行灌水6如此继续进行，即可得到全生育期的各次灌水次数、灌水时间和灌水定额7生育期灌溉定额M2=∑m,m为各次灌水定额
非充分灌溉：由于可供灌溉的水资源不足，不能充分满足作物各个生育阶段的蓄水量要求，而允许作物受一定程度的缺水和减产，但仍可使单位水量获得最大经济效益的一种灌溉方式
灌水率：灌区单位面积上所需灌溉的净流量q净，又称灌水模式
非充分灌溉制度是在有限灌溉水量的条件下为获得最佳的产量目标，对作物灌水时间和灌水定额进行最优分配的优化灌溉制度。确定优化灌溉制度为作物水分生成函数的最基本用途之
灌溉用水量及用水过程线计算的函数方法：1、用灌水定额和灌水面积计算2、用综合灌水定额推算3、利用灌水率图推算
灌溉用水量：某一灌溉面积上需要水源供给的总灌溉水量、
灌水的方法：地面灌溉、喷灌、微灌、精细地面灌溉、渗灌
微灌可分为：滴灌、微喷灌、渗灌、涌灌
畦宽：主要取决于畦田的土壤性质和农业技术要求，以及农业机具的宽度，通常畦宽多按当地农业机具宽度的整数倍确定，一般2——4米
喷灌强度;单位时间内喷洒在单位面积上的水量
喷灌水的有效利用系数一般为0.8 灌水定额 m设=0.1H（
灌区的布置形式：灌排相邻布置、灌排相间布置、灌排合渠
低压管道输水灌溉系统的组成：水源与引水取水枢纽、输水配水管网、田间灌水系统
低压管道输水灌溉系统附属建筑物和装置
完整的灌溉渠道系统组成;渠首工程包括水源，水源引水的相应建筑物；输、配水工程包括输水配水渠道和渠系建筑物；田间工程有农渠一下田块中的输水沟和灌水沟及小型量水设备组成。
特征流量：
正常流量的作用;确定渠道断面大小、建筑物尺寸的主要依据
加大流量的作用：确定堤顶高程的依据
最小流量的作用：在于校核渠道通过最小流量时是否会产生泥沙淤积、下级渠道水位控制是否满足要求以及节制闸应建在什么位置
渠道输水损失：渗水损失、漏水损失、水面蒸发
渠道的工作制度就是渠道输配水的工作方式，分为续灌和轮灌
大、中型灌区在正常情况下，干支渠一般应按续灌设计；斗农渠按轮灌方式设计
渠道防渗：土料防渗、水泥土防渗、砌石防渗、塑料薄膜防渗、沥青混凝土防渗、混凝土防渗
灌溉水源的类型：地表灌溉水源、地下灌溉水源、雨水做灌溉水源
灌溉水源的基本要求：灌溉水的水温，水中的含沙量、水中的盐类、水中的有害物质
灌溉设计保证率;灌区用水量在多年期间能够得到充分满足的几率，一般以正常供水的年数或供水不破坏的年数占总年数的百分数表示 p=m/1+n
抗旱天数：灌溉设施在无降雨情况下能满足作物需水要求的天数，它反映了灌溉设施的抗旱能力
地表水取水的方式;无坝引水、有坝引水、抽水取水、水库取水
地下水取水建筑物：垂直取水建筑物、水平取水建筑物、双向取水建筑物
农田排水的标准;排涝、治渍、防治土壤盐碱化
排涝标准的表示方法：暴雨重现期、排涝保证率、典型年
农田排水的方法;明沟排水、暗管排水、竖井排水、生物排水
暗管排水的组成;吸水管、集水管检查井、集水井
排水系统的作用：收集田间排出的水并将其输送到容泄区，以及排出农业区的弃水，以达到排除地面水和降低地下水位的目的，既起到除涝、排渍、治碱的目的。
排水系统的组成：有排水区内的排水沟系和蓄水设施、排水区外的容泄区及排水枢纽组成
排水模数或排渍模数：单位面积上的排渍流量。 其大小决定于地区排水系统的密度、水文地质条件、土质条件和气象特点
排涝计算中的设计内水位是指排水出口处的沟道通过排涝流量时的水面高程，在排渍情况下，设计内水位通常应定在农田地下水位降到规定深度的高程上。
雨水径流集蓄灌溉的组成：集水工程、输水工程、蓄水工程、灌溉工程
集雨区是指集雨灌溉工程的水源地。 分为非耕地与耕地
斗农渠规划布置的要求：1、便于配水提高灌水效率2、适应农业生产管理和机械耕作的要求3、平整土地修渠道建筑物工程量少4、平原区斗渠长3~5km间距600~1200m控制面积3000~5000亩。
渠线规划的步骤：1、勘察阶段2、纸上定线3、定线测量
地下水临界深度：为了保证不致引起耕作层土壤盐碱化所要求保持的地下水最小埋藏深度

1.从管理运行方面论述目前导致灌区土壤环境恶化的原因。(7分)
答:灌区环境恶化原因(1)不按制定的灌溉制度灌水.(2)灌溉渠系维护不善,渗漏损失严重,抬高地下水位.(3)灌区无节制过渡开垦,渠系植被覆盖率降低,土壤沙化.(4)排水不及时,灌溉与排水脱节,土壤盐碱化加剧。
2.节水灌溉在宁夏的内涵和意义。(8分)
答:我区处于半干旱地区,降雨量小,年均降雨量200mm到250mm,蒸发强度大,没有灌溉就没有农业生产,水资源相当紧张,节水灌溉必须在我区全面推广。
在我区,节水灌溉主要是减少蒸发损失和渠道渗漏损失,提高灌溉水利用率,银北地区地下水位较高,应渠灌井灌相结合,降低地下水位,改良盐碱地。
我区主要依靠引黄灌溉,黄河来水量逐年减少,要保证河流环境流量和流域水资源规划.还要保证我区的农业灌溉用水,必须节水灌溉,缓解地缺水。
. 论述灌溉方法的评价指标体系
先进而合理的灌水方法应满足以下几个方面的要求：
1)灌水均匀。能保证将水按拟定的灌水定额灌到田间，而且使得每棵作物都可以得到相同的水量。常以均匀系数来表示。2)灌溉水的利用率高。应使灌溉水都保持在作物可以吸收到的土壤里，能尽量减少发生地面流失和深层渗漏，提高田间水利用系数(即灌水效率)。 3)少破坏或不破坏土壤团粒结构，灌水后能使土壤保持疏松状态，表土不形成结壳，以减少地表蒸发。 4)便于和其他农业措施相结合。现代灌溉已发展到不仅应满足作物对水分的要求，而且还应满足作物对肥料及环境的要求。因此现代的灌水方法应当便于与施肥、施农药(杀虫剂、除莠剂等)、冲洗盐碱、调节田间小气候等相结合。此外，要有利于中耕、收获等农业操作，对田间交通的影响少。 5)有较高的劳动生产率，使得一个灌水员管理的面积最大。
6)对地形的适应性强。应能适应各种地形坡度以及田间不很平坦的田块的灌溉。从而不会对土地平整提出过高的要求。7)基本建设投资与管理费用低，也要求能量消耗最少，便于大面积推广。8)田间占地少。有利于提高土地利用率使得有更多的土地用于作物的栽培
从管理运行方面论述目前引黄灌区土壤环境恶化的原因。
答：①从管理上说引黄灌区存在着重建轻管、重引轻排、引水及灌排系统不健全，排水工程分布不合理的现象。渠系的布置和管理不合理，渠道用水管理制度不完善，使我区一些工地存在着严重的土地盐碱化和盐渍化，农业生产的效率低，造成土地资源的浪费。②从水污染上来说，不注重对污水排放的控制，使农业生产大量的使用农药、化肥，使土壤遭到污染，水源也相应的遭到污染从而影响了农业生产的发展。
2、论述节水灌溉在北方半干旱地区的内涵和意义。
答：北方半干旱地区降雨量小,蒸发强度大,没有灌溉就没有农业生产,水资源相当紧张,节水灌溉必须全面推广。
在北方半干旱地区,节水灌溉主要是减少蒸发损失和渠道渗漏损失,提高灌溉水利用率,另一方面对地下水位较高的地区,应渠灌井灌相结合,降低地下水位,改良盐碱地。
北方半干旱地区主要依靠引黄灌溉,黄河来水量逐年减少,要保证河流环境流量和流域水资源规划.还要保证农业灌溉用水,必须节水灌溉,缓解地缺水
简述地面灌溉与喷灌、滴灌的主要特点和适用条件。 
地面灌溉是将水从地表面灌入田间并借助重力和毛管力作用湿润土壤的一种灌水方法,按湿润土壤方式的不同，一般分为畦灌、沟灌、淹灌和漫灌四种。其主要特点是技术简单，不需要专门设备，投资较省。但要求的灌水定额大，需平整土地，而且田间工程占地多。因此一般适用于地形平坦，水源充足的地方。
喷灌是利用专门设备将有压水送到灌溉地段，再喷射到空中散成细小的水滴，象天然降雨一样进行灌溉的方法。其特点是对地形的适应性强，机械化程度高，灌水均匀，灌溉水利用系数高。但需要的投资高，且受风的影响大。因此主要适用于地形较复杂，水源水量较少，土壤透水性较大，少风的地区，主要适用于经济作物、蔬菜和果树。
滴灌是通过塑料管道系统将有压水直接输送到每棵作物根部， 由滴头将水滴入土壤， 浸润作物根部的一种灌水方法。 它是一种局部灌溉。 其主要特点是非常省水，自动化程度高，可使土壤湿度维持在最优状态.但投资高，滴头易堵塞。一般适用于水量缺乏，地形较平坦的地区。主要适用于果树、瓜果及大棚栽培作物。 

5．简述山区、丘陵区的自然特点及灌溉系统的特点。
山丘区的自然特点： 1）山丘区约为全国总土地面积的80%，耕地占全国总耕地面积的50% 2）地势起伏剧烈，地面高差大，坡度大 3）山洪、水土流失、干旱问题突出 4）筑坝建库，蓄水抗旱滞洪；水力发电与水力加工；自流引水灌溉 灌溉系统特点： 山丘区的灌溉系统通常与灌区内部的中小型水库和塘堰相连形成长藤结瓜灌溉 系统，其优点是： 1）可充分利用各种水源； 2）可充分发挥灌区内部小型水库和塘堰的调蓄作用； 3）可提高单位引水流量的灌溉能力，使得引水流量更均匀； 4）减小了水源工程的规模。
田间工程：指末级渠道间田地间的临时毛渠、沟道、田埂等农田建设。
容水度：地下水每下降一个单位深度时从潜水含水层中释放出的流量
SPAC系统：土壤、作物、大气构成的水循环系统。
排涝模数：单位面积土的排涝流量。
1.凋萎系数：植物开始发生永久凋萎时土壤含水率，也称凋萎含水率或萎焉点。
2.田间持水量：农田土壤某一深度内保持吸湿水、膜状水和毛管悬着水的最大含水量。
3. 需水临界期：作物全生育期中因需水得不到满足时最易影响生长发育并导致最大减产的时期。
4.渍害：地下水位过高、土壤过湿而危害作物正常生长的灾害。
5. 灌溉制度：按作物需水要求和不同的灌水方法制定的灌水次数，每次灌水的灌水时间和灌水定额和灌溉定额的总称。
1.农田水分状况：农田土壤地下水、地面水和地下水的状况及相关的通气、养分和热状况等。
3.灌溉模数：是指灌区单位灌溉面积上需要的净水量。
4.参照作物需水量：土壤水分充足，地面完全覆盖，生长正常，高矮整齐的蒸发量。
5.灌溉方法：灌溉水进入田间，温润灌区土壤的方式和方法
1．作物需水量：作物植株蒸腾量与棵间蒸发量之和 
3．灌溉水利用系数：灌入农田的有效水量和渠首引入水量的比值。 
4．作物水分生产函数：作物产量与投入水量或作物消耗水量之间的关系。 
5．地下水临界埋深：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。
1．农田水分状况：农田土壤水、地面水、地下水的状况及其相关的养分、通气、热状况
3．多年均衡法：是指将地下水含水层作为一个多年调节的地下水库，根据水量平衡原理按照与地面水库相似的方法进行多年调节计算， 从而确定地下水库的库容和最低静水位的一种方法。
5．灌溉用水管理：灌溉水量、流量的调配与控制及灌溉时间的安排等
1.简述地下水临界深度的影响因素。
答:地下水临界深度指在一定的自然条件和土壤农业措施条件下,土壤不产生盐碱化和作物不受盐碱害的最小地下水理深。影响因素(1)降水条件;(2)蒸发程度(3)灌溉排水(4)作物类型(5)地下水水质
2.简述绘制渠道纵断面图的步骤。
答:集雨系统的组成部分(1)集雨池或集雨区(2)引渠(3)集水井(4)抽水泵站(5)灌溉渠道(6)田间工程。
3.简述确定灌溉制度的方法。
答:确定灌溉制度的方法(1)根据当地灌水经验确定灌溉制度.(2)根据灌水资料,以典型年灌水资料确定灌溉制度.(3)水量平衡计算确定灌溉制度。
4.简述续灌渠道不同设计流量的作用和确定方法。
答(1)设计流量:设计灌溉标准下的渠道流量,保证达到灌溉设计标准,根据灌区面积及灌水定额确定.
1. 简述轮灌渠道设计流量的推算方法。
常用的方法：根据轮灌组划分情况自上而下逐级分配末级续灌渠道（一般为支渠）的田间净流量，再自下而上逐级计入输水损失水量，推算各级渠道的设计流量。
3. 简述旱灾的主要成因及调节措施
旱作物根系吸水层中允许的平均最大含水率，一般不超过根系吸水层中的田间持水率。当根系吸水层的土壤含水率下降到凋萎系数以下时，土壤水分也不能为作物利用。由于根系吸水不足以致破坏了植物体水分平衡和协调的现象，即谓之干旱。产生的原因：降雨量不足 降雨入渗量少，径流损失大、土壤保水能力差，渗漏及蒸发量大
危害：造成作物萎蔫，死亡
调节措施：灌溉是主要的调节措施，补充土壤水分；农技措施也能起到一定的作用，如中耕等，减少水分损失

4. 简述对灌溉而言土壤水分的有效性
土壤水分有效性是指土壤水分是否能被作物利用及其被利用的难易程度。土壤水分有效性的高低，主要取决于它存在的形态、性质和数量，以及作物吸水力与土壤持水力之差。根据水分对作物的有效性，土壤水可分为无效水、有效水和过剩水（重力水）土壤水的有效范围： We = Wf c– Wp
5. 简述图解法制定旱地灌溉制度的基本过程
①为作物需水量E累计曲线；②为渗入土壤的有效降雨量Pe累计曲线；③为土壤水润层增加而增的水量ΔSwH累计曲线；④为地下水补给G累计曲线；⑤为计划湿润层储水量ΔSw曲线；⑥为计划湿润层允许最小储水量Wmin曲线；⑦为计划湿润层允许最大出水量Wmax曲线。
1、简述地下水临界深度的影响因素。
答：①土壤质地 ②气象条件 ③农业技术措施 ④地下水矿化度 ⑤灌溉排水条件。
2、简述绘制渠道纵断面图的步骤。
答：①绘地面高程线 ②标绘分水口的位置和建筑物的位置 ③绘渠道设计水位线 ④绘渠底高程线段 ⑤绘制渠道最小水位线⑥绘堤顶高程 ⑦标注桩号和高程 ⑧标注渠道比降。
3、简述确定灌溉制度的方法。
答：①总结群众丰产的灌水经验，②根据灌溉实验资料制度确定。③利用水平衡原理，分析制定灌溉制度。④简述续灌渠道不同设计流量的作用和确定方法。
4、答：设计流量：确定渠道断面尺寸和建筑物尺寸。
Q设=Q净+Q损 加大流量：设超高频提顶高程
Q加=（H加大系数）×Q设
最小流量：校核对下级渠道的水位控制条件和确定修建节制闸的位置。Q最小＞Q设×40%
5、试述喷灌系统规划设计的步骤。
答：①根据地形等条件确定线路的布置。②计算满足灌水要求的压力及所需的流量。③管道系统的设计，如管材、管经等。④喷头的选择、布置等问题。⑤所选用的压力系统及控制系统的确定。⑥校核。
．简述影响作物需水量的因素及推求作物需水量的方法。
影响因素： 气象因素：日照、风速、气温、湿度、气压等 .作物：作物种类、种植密度、生育阶段
土壤：土壤类别、土壤湿度等农业耕作措施等作物需水量推求方法： 经验公式法： 水面蒸发为参数、气温为参数、产量为参数 .水汽扩散理论为基础的半经验公式法： 空气湿度法、温度风速法、温度日照法
参照作物需水量法： 彭曼公式
2．旱作物和水稻对农田水分的要求有哪些不同？ 
旱作物对农田水分的要求： 1）地面一般不允许有积水 2）地下水一般不允许上升至根系层内 3）根系层允许最大含水率不超过田间持水率，最小含水率不小于凋萎系数 4）盐碱土地区，土壤水溶液浓度不能超过允许最高值
水稻对农田水分的要求1）田面可以有适宜的淹灌水层 2）地下水位要维持适宜的深度 3）要维持适宜的渗漏强度
3．简述地表水的取水方式及其适用条件。 
取水方式：无坝取水、有坝取水、抽水取水、水库取水
其适用条件如下： 1）无坝取水：河流水位、流量均能满足灌区用水要求 2）有坝取水：河流水量虽然丰富，但水位较低，适当抬高水位即可自流灌溉； 3）抽水取水：河流水量虽然丰富，但灌区位置较高，修建自流引水工程困难或不经济 4）水库取水：河流的流量、水位均不满足灌区用水要求
4．简述南方平原圩区的自然特点及其主要治理经验。 
南方平原圩区的自然特点： 1）地形平坦； 2）大部分地面高程在江河洪枯水位之间 3）洪涝渍灾害为主，也常出现干旱 主要治理经验： 1）分片排涝，等高截流 2）留湖蓄涝，排蓄结合 3）力争自排，辅以抽排
4）以排为主，排灌兼顾 5）全面规划，综合治理
5．简述渠道防渗的作用。
1）减少渠道渗漏损失，提高灌溉水利用率； 2）减小渠床糙率，加大流速，缩短灌水时间； 3）减少渠道占地； 4）提高渠道的抗冲能力，防止渠坡坍塌，增加渠床稳定性； 5）防止渠道长草，减少泥沙淤积，节省维修费用。