农业水利工程概论2014年

1/15《农业水利工程概论》复习题1.什么是农业水利工程？结合家乡实际，谈谈你对农业水利工程专业的了解。答：农业水利工程是为消除水害和开发利用水资源而修建的工程，是为提高农业综合生产能力和改善农村生态环境与农民生活条件服务的水利措施。它是农业和农村基础设施的重要组成部分，也是民生水利的工作重点和主要内容，具有显著的公益性和公共产品属性。我国的农村水利建设项目主要由各级政府投资或补助引导进行项目建设，项目建设内容不仅涉及农村饮水安全、小型农田水利建设、灌区改造、节水灌溉、牧区水利等方面，也还涉及病险水库除险加固、水土保持生态建设、农村水电建设等领域。根据国家有关政策及相关发展目标和任务要求，当前以及今后一段时期，农村饮水安全工程建设、大中型灌区节水改造、小型农田水利建设等将成为我国农村水利建设国家投资项目的重点领域和主要方向。农业水利是为发展农业生产、确保农村饮水安全、改善农村水环境质量等服务的水利事业，其基本任务是通过水利工程技术措施和非工程措施，改变不利于农业生产发展、农民生活、农村生态环境的自然条件，为农业高产稳产、农民生活、农村经济和农村生态环境提供高效服务。当前的主要目标是：让农村居民都喝上符合卫生标准的饮用水；农业生产条件进一步改善，达到农民人均占有1亩旱涝保收田；农村水生态、水环境恶化趋势得到有效遏制，使“塘变深、水变清、岸变绿”，坡耕地基本得到治理，沙化、退化草原普遍实行轮牧、休牧，农村人居环境得到改善；建立较为完善的农村水利建设和管理机制，促进实现“乡风文明”和“管理民主”；沿海发达地区初步实现农村水利现代化，为新农村建设提供坚实的基础条件，为其他地区积累经验、做好示范。农业水利要通过工程措施和非工程措施才能发挥效能。农业水利工程措施主要包括堤、坝、水闸、涵洞、渡槽、沟渠、井、水泵站、管道、鱼道、码头、电厂、河道整治、水土保持、污水处理以及水产养殖、旅游和环境保护中与水有关的工程设施；农业水利非工程措施特别是防洪的非工程措施，包括洪泛区管理、灾前准备及应急计划、洪水预警、灾害救援、防汛抢险、洪水保险等，可提高人类对洪水的适应能力，减轻洪水灾害损失。从事农业水利活动的各项工作称为农业水利事业，主要包括：防洪、排水、灌溉、供水、水力发电、航运、水土保持、水资源保护以及水产养殖、旅游和改善生态环境等。农业水利的历史随着人类社会的发展而发展，随着人类社会的进步而进步，现代农业水利事业的发展趋势是充分应用现当代科学技术，加强农业水利管理，充分发挥水利工程的经济效益、社会效益和环境效益，实现水资源的可持续发展。2.简述描述流域形状特征的主要几何形态指标。答：（1）流域面积F，流域的封闭分水线内，区域在平面上的投影面积。（2）流域长度L，流域的轴线长度。以流域出口为中心画许多同心圆，由每个同心圆与分水线相交作割线，各割线中点顺序连线的长度即为流域长度。流域长度通常可用干流长度代替。（3）流域平均宽度B，流域面积与流域长度的比值，B=F／L。（5）流域形状系数FK，流域宽度与流域长度的比值，FK=B／L。第2页共15页影响河流水文特性的主要因素有:流域内的气象条件(降水、蒸发等)，地形和地质条件(山地、丘陵、平原、岩石、湖泊、湿地等)，流域的形状特征(形状、面积、坡度、长度、宽度等)，地理位置(纬度、海拔、临海等)，植被条件和湖泊分布，以及人类活动等。3.什么是水资源?水资源具有哪些特性?答：水资源是指可资利用或可能被利用的水源，这种水源应当有足够的数量和可用的质量，并在某一地点为满足某种用途而得以利用。水资源是“可资利用或可能被利用的”，是指:①水质符合人类利用的要求。②在现代技术经济条件下，通过工程措施或净化处理可能利用的水。南极的冰山、深层地下水、净化代价过高的海水，一般均不作为水资源(待用水资源)，但当技术经济发展到一定阶段可以开发利用时，它就成为水资源。因此，水资源量含有一定的技术经济水量，具有相对的动态性。水资源的特性：（1）循环性：地球上存在着复杂的、大体以年为周期的水循环。水循环的内因，是固态水、液态水和气态水随温度不同而转移交换。水循环的外因，是太阳的辐射和地球的引力作用。水资源当年的耗用或流逝，又可为来年的大气降水所补给，形成了资源消耗和补给间的循环性。（2）再生性：从宏观上看，所有物质资源在自然界中都是循环地运动着，只是转化再生的快慢不同而已。非再生资源指要经过漫长的地质年代才形成的资源，如煤、石油等。再生资源指在比较短的周期内可以形成的资源，如水。从水资源的再生性看，利用它具有时间价值，利用得越早，其价值越大。（3）有限性：就特定区域一定时段(年)而言，年降水量有或大、或小的变化，但总是个有限值。因而就决定了区域年水资源量的有限性。水资源的超量开发消耗，或动用区域地表、地下水的静态储量，必然造成超量部分难于恢复，甚至不可恢复，从而破坏自然生态环境的平衡。就多年均衡意义来讲，水资源的平均年耗用量不得超过区域的多年平均资源量。无限的水循环和有限的大气降水补给，规定了区域水资源量的可再生性和有限性。（4）利、害两重性：水的两重性是指水利与水害。水利是指可利用水来发电、灌溉、航运、供水、养殖以及改良环境和旅游等，为人类造福；水害是指洪灾、涝灾、水污染等，给人类带来损失和灾害。因此，我们应将兴水利和除水害结合起来，合理、有效地利用水资源。（5）开发利用的多用性：水资源是具有多种用途的自然资源，水量、水能、水体均各有用途。主要的用水部门有：水力发电、防洪与排涝、农田灌溉、工业与民用给水、航运、水产、竹木浮运、环境改良与旅游等。4.简述水工建筑物的分类。答：水工建筑物按其用途可分为一般性建筑物和专门性建筑物。(1)一般性建筑物不只为某一部门服务的水工建筑物称一般性建筑物。根据建筑物的作用又可分为如下几种：挡水建筑物：用以拦截水流、抬高水位形成水库，如闸、坝、沿河岸修建用以挡御洪第3页共15页水的堤防等。泄水建筑物：用以宣泄挡水建筑物上游的多余水量，如水库的溢洪道、泄洪洞，或引水枢纽的泄水闸等。引水建筑物：用以自水库或河流引出水流供灌溉、发电、给水等需要，如进水闸、抽水站等。输水建筑物：用以将引水建筑物引出的流量输送到用水处，如隧洞、管道、渠道和渡槽等。整治建筑物：用以整治河道，稳定河槽，维持航道，保护河岸，如丁坝、顺坝和护岸工程等。(2)专门性建筑物凡只为一个部门服务的水工建筑物称专门性建筑物。根据其服务的国民经济事业，可分为如下几种：水电站建筑物：如水电站的压力管道、压力前池、调压井和电站厂房等。灌溉、排水建筑物：如灌溉渠道上的节制闸、分水闸和渠道上的建筑物等。水运建筑物：保证河流通航及浮运木材而修建的建筑物，如船闸、升船机、筏道和码头等。给水、下水建筑物：如自来水厂的抽水站、滤水池和水塔，以及排除污水的下水道等。渔业建筑物：为了使河流中的鱼类通过闸坝而修建的鱼道、升鱼机等。5.地下水源工程有哪几种类型？各适合什么样的条件？答：根据地下水集水建筑物的延伸方向与地面的关系，地下集水建筑物一般可分为垂直系统、水平系统工程、联合系统和引泉工程等类型。垂直系统是指集取地下水的主要建筑物的延伸方向与地表面基本垂直的一种集取地下水的方式。这种形式的集水建筑物适应于多种地质地形条件，因此应用最广泛、最普及。筒井、管井、大口井、轻型井等各种类型的水井都属于垂直系统。集取地下水的主要建筑物的延伸方向基本与地面平行，称为水平系统。水平系统集水建筑物只有在特定的水文地质条件下适用，其应用较垂直系统范围要小。常见的有截潜流工程、坎儿井等。联合系统是指把垂直和水平集水系统联合起来，或将同一系统中的几种形式联合，共同完成集水目标的工程。联合系统主要有辐射井、卧管井、筒管井、水柜、联井、虹吸井等。6.引水工程分为哪几种类型？答：在农田水利、水力发电、城市给水等水利事业中常需兴建从河道或水库引水的建筑物，然后通过渠道或其他建筑物输水，这种修建于渠首用以保证引水的建筑物群，称为引水枢纽。常用的引水方式有自流和机械抽水两类。自流式引水又可分为无坝引水和有坝引水。当河道水位和流量能满足取水的要求，无须建坝抬高水位的枢纽称为无坝引水枢纽；需建坝(闸)抬高水位的枢纽称为有坝引水枢纽。引水枢纽应满足的要求是:保证按用水部门的要求及时供水；防止有害的泥沙及漂浮物等进入输水建筑物和当输水建筑物需要检修或发生事故时能截断水流。总之，引水枢纽第4页共15页应及时满足用水部门对水量和水质的要求。7.渠系建筑物按其作用可分为哪几类？答：为了安全合理地输配水量以满足农田灌溉、水力发电、工业及生活用水的需要，在渠道(渠系)上修建的水工建筑物，统称渠系建筑物。渠系建筑物按其作用可分为：(1)渠道。是指为农田灌溉、水力发电、工业及生活输水用的、具有自由水面的人工水道。灌溉渠道一般可分为干、支、斗、农四级固定渠道。干、支渠主要起输水作用，称为输水渠道；斗农渠主要起配水作用，称为配水渠道。各级渠道构成渠道系统，简称渠系。(2)调节及配水建筑物。用以调节水位和分配流量，如：节制闸、分水闸等。(3)交叉建筑物。渠道与山谷、河流、道路、山岭等相交时所修建的建筑物，如：渡槽、倒虹吸管、涵洞等。(4)落差建筑物。在渠道落差集中处修建的建筑物，如：跌水、陡坡等。(5)泄水建筑物。为保护渠道及建筑物安全或进行维修，用以放空渠水的建筑物，如：泄水闸、虹吸泄洪道等。(6)冲沙和沉沙建筑物。为防止和减少渠道淤积，在渠首或渠系中设置的冲沙和沉沙设施，如：冲沙闸、沉沙池等。(7)量水建筑物。用以计量输配水量的设施，如：量水堰等。渠系中的建筑物，一般规模不大，但数量多，总的工程量和造价在整个工程中所占比重较大。为此，应尽量简化结构。改进设计和施工，以节约原材料和劳力、降低工程造价。8.常用的灌溉水源有哪些？答：灌溉水源主要有河川径流、当地地面径流、地下水及城市污水等。随着现代工业的发展和城镇的扩大，可用于灌溉的城市污水和灌溉回归水也逐步成为灌溉水源的一个重要组成部分。(1)河川径流。它是指河流、湖泊的来水，为我国最主要的灌溉水源。这种水源的集水区域均在灌区以外；引河流水源灌溉，应从国民经济发展的要求出发，综合考虑水电、航运与给水等多方面的要求，使河流水资源得到合理的综合利用。(2)当地地面径流。它是指由当地降雨产生的径流。我国南方地区降雨量大，当地地面径流的利用十分普遍，不仅小型灌溉工程(如塘坝、小水库)利用它，而且在大、中型灌区，也必须充分利用它来扩大灌溉面积和提高灌区的灌溉保证率。(3)地下水一般是指潜水。潜水又称浅层地下水，其补给来源主要为大气降雨(包括融雪水)。在靠近河流、湖泊、洼地和人工渠道的地区，潜水也可从附近的地表水得到补给，由于潜水补给容易，在平原地区埋藏又较浅，是地下水的主要开采水源。利用地下水进行灌溉，在我国已有悠久的历史，特别是我国西北、华北平原等比较干旱和缺乏河湖水源的地区，地下水的开发利用，对发展农业生产尤为重要。(4)城市污水。包括工业废水和生活污水，经过净化处理以后，可以作为灌溉水源。随着社会主义建设事业的发展，污水数量将日益增多。利用污水灌溉，不仅是解决灌溉水源的重要途径，而且也是防止水质污染的有效措施。第5页共15页(5)海水。因含盐量较高，一般不能直接用于灌溉农田。9.简述灌溉制度及其确定方法。答：作物灌溉制度是为了促使农作物获得高产和节约用水而制定的适时、适量的灌水方案，它既是指导农田灌溉的重要依据，也是制定灌溉规划、设计灌溉工程以及编制灌区用水计划的基本依据。作物灌溉制度包括：农作物播种前及全生育期内的灌水次数、灌水时间、灌水定额和灌溉定额。灌水定额是指单位耕地面积上的一次灌水量，而灌溉定额是指单位耕地面积上农作物播种前和全生育期内的总灌溉水量。节水高效灌溉制度是把有限的灌溉水量在作物生育期内进行最优分配，以提高灌溉水向根层贮水的转化效率和光合产物向经济产量转化的效率。对旱作物可根据水源供水状况，在水源充足时采用适时、适量的节水灌溉；在水源供水不足的情况下采取非充分灌溉、调亏灌溉、低定额灌溉、储水灌溉等，对水稻可采用浅湿灌溉、控制灌溉等，限制对作物的