灌溉排水工程学习题集
编辑：迟道才 夏桂敏 张旭东 孙仕军 王丽学
绪 论
思考题
1.试述灌溉排水工程的基本任务。 2.试述我国水资源的特点。 3.试述我国灌溉排水分区特点。
4.排水工程学的主要研究内容有那些？ 5. 什么叫农田水分状况和地区水情？
第一章 农田水分状况及土壤水分运动
思考题
1.土壤是由哪几部分物质组成的？
2. 农业土壤的剖面一般有哪几层？各层性质有何不同？
3. 什么是水分常数？常用的水分常数有哪几种？并分别说明其含义。 4. 什么叫土壤的有效水？各类质地的土壤有效水范围是什么？
5. 如何确定土壤有效水的最大贮量？生产实践中灌水时，为什么不能以凋萎系数作灌水下限？
6. 分别说明土水势及各分势的基本概念。
7. 什么是土壤水分特征曲线？在实践中如何应用？如何测定？
8. 作物体内水分存在的状态有哪两种、有何区别？它们在作物生理活动中起何作用？
9. 什么是渗透作用？
10. 作物吸收和运输水分的动力是什么？影响根系吸水的因素有哪些？ 11. 作物是通过什么途径进行蒸腾的？气孔的开闭及水分状况的关系？ 12. 水分不足和水分过多时对作物产生什么危害？ 13. 根区土壤水分平衡方程有什么作用？ 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/ha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. 土壤蒸发计算
某质土壤1m土层内初始含水率θ0=19%（体积，下同），小于临界含水率θc，蒸发处于强度递减阶段。测得风干含水率θa=6%，饱和含水率θs=48.9%。当θ<30%时，扩散率D（θ）=4.77（θ/θs）3.876（cm2/min）。（1）绘制蒸发
强度ε及时间t的关系曲线；（2）计算3d后1m土层内土壤含水率降到多少？ 4. 土壤蒸发计算
某均质土壤1m土层内初始含水率θ0=18%（体积，下同），小于临界含水率θc，蒸发处于强度递减阶段。测得风干含水率θa=6%，饱和含水率θs=49.2%。当θ<20%时，扩散率D=0.0589（cm2/min）。（1）计算不同时间t的蒸发强度ε，并绘制蒸发强度ε及时间t的关系曲线；（2）计算1d后、3d后及5d后1m土层内土壤含水量
第二章 作物需水量及灌溉用水量
思考题
1.作物需水量的含义及其因素如何?简述计算作物需水量的方法？ 2. 什么叫参照作物蒸发蒸腾量？如何计算？
3. 什么叫作物的灌溉制度，有几种方法制定？影响作物灌溉制度的因素有哪些？ 4. 简述用能量平衡法计算作物需水量的原理及步骤。
5. 试述用水量平衡方法确定旱作物灌溉制度的方法和步骤。
6. 什么叫灌水率? 其用途如何？为什么要对灌水率图进行修正？修正的原则及方法是什么?
7. 什么叫非充分灌溉？试述非充分灌溉制度的含义。 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2-1。
表2-1 某地蒸发量（E0）的观测资料
4 月 份 蒸发量ET0182.6 （mm） 5 145.7 6 178.5 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2-2。
表2-2 水稻各生育阶段的需水系数及日渗漏量 返青 分蘖 拔节育抽穗开乳熟 黄熟 全生育生育阶段 穗 花 期 起止月 4至5 5至5 5至6 6至6 7至7 7至 7 4至 7 日期 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α0.784 1.060 1.341 1.178 1.060 1.133 值 日渗漏量1.5 1.2 1.0 1.0 0.8 0.8
（mm/a） 2.用彭曼公式直接计算潜在腾发量。 陕西省杨凌区位于东经108°04＇。北纬34°18＇，其海拔高度为521m。1984年8月，实测日平均气温为23.3℃,月最高日平均气温为30.5℃，最低日平均气温14.8℃，平均实际气压22.88hPa，日平均风速3.1m/s，平均日照时数为6.0h。试用彭曼公式估算该月平均参考作物蒸发蒸腾量ET0。 3.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2-3 某站多年平均气象资料表
气温（℃） 平均相对最大风平均风日照时降雨量蒸发量月最高最低 平均 湿度RHav速（m/s） 速（m/s） 数（mm） （mm） 份 TM Tm Tav （%） (h/mon) 1 3.3 -11.2 -4.6 2 6.6 -8.9 -1.6 3 13.7 -1.6 5.6 4 21.8 5.4 13.8 5 28.1 11.4 20.1 6 32.3 16.7 24.6 7 31.8 20.5 26.2 8 30.4 19.1 24.7 9 27.1 12.0 19.5 10 20.9 4.8 12.6 11 11.4 -2.2 4.3 12 3.9 -8.3 -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 表2-4
播种至 分蘖至 生育期 分蘖 返青 起止日期 10.1— 10.25— 10.24 3.14
7.9 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 返青至 拔节至 拔节 抽穗 3.15— 4.18— 4.17 5.8 至抽穗 至灌浆 5.9— 5.23 灌浆至 成熟 5.24— 6.14 全生 育期 10.1— 6.14
天??? 数 24 作物系数 0.58 141 0.58 34 0.93 21 1.52 15 1.28 22 0.65 257 0.88 4. 冬小麦播前灌水定额计算
已知：（1）土壤最大计划湿润层H=0.8m；
（2）土壤平均孔隙率n=41.3%（占土体）；
（3）土壤田间持水率θFC=75.0%（占孔隙体积的百分比） （4）播前土壤含水率θ0=48.0%（占孔隙体积的百分比） 5. 用水量平衡方程式估算冬小麦全生育期的灌溉定额M2。
已知：某灌区冬小麦全生育期需水量E=380m3/亩，设计降雨量P=150mm，降雨有效利用系数σ=0.8，全生育期地下水补给量K=30m3/亩。生育初期土壤计划湿润层深度取0.3m，后期取0.8m。土壤孔隙率 n=48%（占土体），田间持水率θFC=70%（占孔隙体积的百分比）。
在冬小麦播前进行灌溉，灌后使土壤最大计划湿润层范围内的含水率皆达到田间持水率，收割时可使土壤含水率降至田间持水率的80%。 6.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2-5 春小麦灌溉制度设计资料表
播种～分生 育 阶 段 蘖 21/3～日期（日/月） 30/4 天数（d） 41 需水量(m3/亩) 24 允许最大含水率（%） 100 允许最小含水率（%） 55 计划湿润层深度（m） 0.4 计划湿润层增深土层 平均含水率（%） 分蘖～拔拔节～抽抽穗～成节 穗 熟 1/5～20/5 21/5～8/6 9/6～14/7 20 19 81 83 100 100 55 60 0.4～0.6 0.6 65 36 112 90 55 0.6
7.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2-6 中旱年各种作物净灌水定额统计表
净灌水 灌水 灌水时定额作物名 次数 间 (m3/称 亩) 9月下旬 11月下播前 旬 60 1 3月上60 2 旬 50 冬小麦 3 4月上40 4 旬 45 5 4月下45 旬 5月中旬 3月下旬 播前 4月下60 1 旬 40 棉花 2 5月下40 3 旬6月40 4 下旬 40 7月下旬 12月上旬 5月中冬灌 60 旬 1 40 6月上春玉米 2 40 旬 3 40 6月下4 40 旬 7月中旬
净灌水作物 灌水次灌水时定额名称 数 间 (m3/亩) 1 夏玉2 米 3 4 6月中旬 50 7月上旬 40 7月下旬 45 8月下旬 45 冬灌 1 其他2 杂粮 3 4 12月上60 旬 50 4月中旬 40 5月上旬 40 6月上旬 40 6月下旬