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。
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 某地蒸发量(E0)的观测资料 月 份 4 5 6 7 8 蒸发量ET0(mm) 182.6 145.7 178.5 198.8 201.5 (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 水稻各生育阶段的需水系数及日渗漏量 生育阶段 返青 分蘖 拔节育穗 抽穗开花 乳熟 黄熟 全生育期 起止日月 4至5 5至5 5至6 6至6 7至7 7至 7 4至 7 期 日 26 3 4 28 29 15 16 30 1 10 11 19 26 19 天 数 8 25 18 15 10 9 85 阶段α值 0.784 1.060 1.341 1.178 1.060 1.133 日渗漏量1.5 1.2 1.0 1.0 0.8 0.8 (mm/a) 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 3.3 -11.2 -4.6 49 8.3 1.9 193.2 2.3 45.1 2 6.6 -8.9 -1.6 57 8.5 2.3 180.3 6.9 58.7 3 13.7 -1.6 5.6 57 11.0 2.7 232.2 5.9 137.2 4 21.8 .4 13.8 55 9.7 3.0 236.5 18.1 214.0 5 28.1 1.4 20.1 59 8.7 2.6 283.5 27.2 283.2 6 32.3 16. 24.6 62 8.4 2.5 278.0 64.5 294.5 7 31.8 20.5 26.2 80 5.5 1.9 222.2 165.5 192.9 8 30.4 19.1 24.7 83 5.7 1.6 218.5 204.2 152.1 9 27.1 12.0 19.5 77 5.6 1.4 234.5 40.9 144.9 10 20.9 4.8 12.6 73 7.0 1.7 227.2 26.4 119.9 11 11.4 -2.2 4.3 69 7.6 2.0 182.7 8.7 65.9 12 3.9 -8.3 -2.7 62 8.8 2.0 184.0 3.1 41.5 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1010月25日至33月15日至44月18日至55月9日至5月5月24日至610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 需水量(m3/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 3种植面积百灌水 灌水定额灌溉定额(m/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 (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 月份 流量(m3/s) 1 0.8 2 0.8 3 4.7 (6) (7) 11/9 22/9 21/11 2/12 4/3 13/3 19/4 28/4 7/5 16/5 8/6 17/6 60/6 97 1/8 10/8 1/5 8/5 20/6 27/6 22/7 31/7 1/5 10/5 20/6 29/6 表3-8 设计年渠首能引取的流量 4 5 6 7 8 4.8 4.8 7.0 10.0 (5) 50 50 45 45 45 45 40 35 40 35 35 45 40 (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 9 7.5 10 6.0 11 2.4 12 2.0 5.2 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?