灌溉排水工程

第1页一．名词解释1.灌溉排水工程学：灌溉排水工程学是研究农田水分状况和有关地区水情的变化规律及其调节措施，消除水旱灾害，并利用水利资源为发展农业生产而服务的科学。2.农田水分状况：农田水分状况一般是指农田土壤水、地面水和地下水的状况及其相应的养分、通气、热状况3.凋萎系数：作物产生永久凋萎时的土壤含水率，4.田间持水率：悬着毛管水达到最大时的土壤含水率，5.干旱：是指因天气、土壤、生理等原因导致作物体内水分亏缺的现象，或指作物由根吸水不足而导致其体内水分失去平衡和协调的现象。6.大气干旱：指农田水分尚不妨碍植物根系的吸收，但由于大气温度过高（T=30°C）和相对湿度过低（≤30%），阳光过强或遇旱风（≥3m/s），造成植物蒸腾耗水过大，使根系吸水速度不能满足蒸发的需要。7.土壤干旱：土壤含水率过低，作物根系从土壤中所能吸收的水量很少，无法补偿叶面蒸发的消耗。8.渍害：因降雨、灌溉水量太多，或因地下水补给水量太多，使土壤长期过湿，危害作物生长的灾害。9.土壤盐害：盐害:指土壤含盐过多，土壤溶液渗透压过高影响植物生长发育的现象。10.SPAC系统：田间水分运动是在水势梯度的作用下产生的，各环节之间是相互影响和相互制约的，为了完整地解决农田水分运动问题，必须将土壤-植物-大气看作一个连续体统一考虑。这一连续体即为SPAC系统11.作物需水量：植株蒸腾和株间蒸发两者的腾发量（蒸发蒸腾量）。12.作物耗水量：土壤在任何水分条件下实际消耗的植株蒸腾、土壤蒸发和植物体含水量之和。13.需水量模比系数：作物某一生育阶段的需水量占全生育期的百分比。14.需水临界期或关键期：水分亏缺对作物产量影响最敏感最严重的生育时期。15.灌溉制度：是指特定作物在一定的气候、土壤、供水等自然条件和一定的农业技术措施下，为了获得高产或高效，实现节约用水，所指定的适时适量的农田灌水方案。16.灌水定额：一次灌水单位面积上的灌水量。17.灌溉定额：指作物全生育期单位面积各次灌水定额之和。18.土壤计划湿润层：旱作物灌水时计划湿润的土层深度。19.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。第2页20.灌水率：是指灌区单位面积上所需要的灌溉净流量。21.灌溉水利用系数：在一次灌水期间被农作物利用的净水量与水源渠首处总引进水量的比值22.水力最优断面:指在渠道比降和渠床糙率一定的条件下，通过设计流量所需要的最小过水断面。水力最优断面比较窄深。23.经济实用断面:接近理论上的水力最优断面，又满足工程实际要求的断面称为实用经济断面。24.渠道设计流量：渠道需要通过的最大流量，是设计渠道设计断面和建筑物规模尺寸的依据。25.渠道最小流量：设计年份灌水期间渠道通过的最小流量，用于校核对下一级渠道的水位制条件和确定修建节制闸的位置。26.渠道加大流量：考虑到灌区可能扩大灌溉面或改变种植计划，因而要求渠道能够通过比设计流量更大的流量，是确定渠堤堤顶高程的依据。27.渠道不冲流速：挟带一定含沙量的水流通过渠道时，若渠床上的泥沙不致冲刷，这时的断面平均流速。28.渠道不淤流速：在一定含沙量的渠道水流中，水流的挟沙能力若刚能挟运这定量的泥沙而不致淤积，这时的断面平均流速就称为渠道的不淤流速。29.续灌：上级渠道同时向下级渠道分水灌溉。优点:工程量小；缺点:输水损失大（干、支渠）30.轮灌：同级渠道分组依次轮流灌溉。优点:输水时间短、损失小；缺点:渠道断面大，工程量大（斗、农渠）。31.渠道水利用系数：指某一渠道在中间无分水的情况下，渠道末端的净流量与进入渠道毛流量的比值。32.渠系水利用系数：渠系水利用系数:灌溉渠系的净流量和毛流量的比值。33.田间水利用系数;田间有效利用的水量（指计划湿润层内实际灌入的水量，也即净灌溉水量）与进入毛渠的水量的比值。34.地下水临界深度:在一定自然条件下和农业措施条件下，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藏深度。二、简答第3页1．灌溉排水工程学的研究对象和基本内容？灌溉排水工程学是一门严禁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，以消除旱涝灾害，合理而，科学地利用水资源，为发展农业生产服务的科学。其研究对象及基本内容主要包括：1.调节农田水分状况2.改变和调节地区水情2.调节农田水分状况的措施有哪些？（1）灌溉措施：按照作物的需要，通过灌溉系统有计划地将水量输送和分配到田间，以补充农田水分的不足（2）排水措施：通过修建排水系统将农田内多余水分排入容泄区，是农田处于适宜的水分状况。3.调节和改变地区水情的措施有哪些？需要研究哪些问题？（1）蓄水保水措施：通过修建水库、河网和控制利用湖泊、地下水库以及大面积的水土保持和田间蓄水措施，拦蓄当地径流和河流来水，改变水量在时间上和地区上的分布状况，通过蓄水措施可以减少汛期洪水流量，避免暴雨径流向低地汇集，可以增加枯水时期河水流量以及干旱年份地区水量贮备。（2）调水、排水措施：通过引水渠道，使地区之间或流域之间的水量互相调剂，从而改变水量在地区上的分布状况。用水时期借引水渠道及取水设备，自水源引水，以供地区用水。4.灌溉排水工程学的任务？通过各种工程技术措施，调节和改变农田水分状况及其有关的地区水利条件，以促进农业生产的发展5.农田水分存在的形式有哪些？地面水、土壤水、地下水。土壤水与作物生长关系最为密切，土壤水按其形态不同可分为气态水、吸着水、毛管水和重力水。6.土壤含水量的表示方法质量含水率（烘干法、酒精燃烧法）、体积含水率（TDR法）、水层厚度（γ射线法）7.SPAC系统中水流运动的运动机理:SPAC系统是一一个物质和能量连续的系统，在这个系统中，水分运动受势能支配，水流总是从水势高的地方，向水势低的地方运动。水分运动速度由两点间水势差及水流阻抗决定。8.旱作物田间允许平均最大含水率不应超过田间持水率，最小含水率不应小于凋萎系数9.吸着水包括吸湿水和膜状水10.作物生长对农田水分状况的要求:第4页1.士壤水分形态。从薄膜水到田间持水率的土壤含水量是作物容易吸收的有效水2.土壤水分的有效性。1.5MPa是有效水和无效水的分界点11.水对作物生理及环境影响:(1)水是作物进行光合作用，制造有机物的原料(2)水能保持作物处于正常而稳定的状态(3)土壤中作物营养元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收，各种矿物质元素和有机物只有通过水溶液才能输送到作物的各个部位(4)水分是作物细胞原生质的重要成分之一(5)水分可以调节作物温度12.农田水分消耗的途径有哪些？农田水分消耗的3条途径：1.植物蒸腾2.株间蒸发3.深层渗漏13.什么是作物需水量？影响因素有哪些？作物需水量：植株蒸腾和株间蒸发消耗的水量，又叫腾发。影响因素：14.作物需水量的计算方法有哪些？1、直接计算出作物需水量的方法；α值法：以水面蒸发为参数的需水量计算法K值法：以产量为参数的需水量计算法以多因素为参数：2、基于参照作物蒸发蒸腾量的半经验方法。第一步：考虑气象因素对作物需水量的影响，计算参照作物蒸发蒸腾量OET；第二步：考虑土壤水分及作物条件的影响，对参照作物需水量进行调整或修正，从而计算出实际需水量ET。15..灌溉制度:指作物播种前及全生育期内的灌水次数、每次的灌水日期和灌水定额以及灌溉定额16.制定灌溉制度的方法:(1)调查总结群众丰产灌水经验(3)根据作物生理指标制定灌溉制度(2)根据灌溉试验资料制定灌溉制度(4)按水量平衡原理分析制定灌溉制度18.作物水分生产函数:作物产量与消耗水量之间的数学关系19..什么是灌水率？有什么用途？灌水率：指灌区单位面积上所需灌溉的净流量，又称灌水模数。它是计算灌区内渠首的引水流量和灌溉渠道的设计流量的重要参数。灌水率应分别根据灌区各种作物的每次灌水定额，分别进行计算。第5页影响灌水率的因素：①灌水延续时间②灌水定额③作物种植比例20.什么是灌溉渠道系统？包括哪些？分为几级？何为输水渠道？何为配水渠道？固定渠道包括哪些？临时渠道包括哪些？灌溉渠道系统是指从水源取水、通过渠道和建筑物向农田供水，并由田间工程进行灌溉的工程系统。包括渠首工程、输配水工程、田间工程三大部分，大、中型灌区固定渠道一般分为干、支、斗、农四级灌溉渠系的组成：灌溉渠系由各级灌溉渠道和退（泄）水渠道组成。输水渠道：从水源取水并输送到灌区或供、配水点的渠道。配水渠道：从输水渠道引水并逐级分配到田间或供水点的渠道。固定渠道：固定渠道包括灌排斗渠（有些地方为支渠）和自斗（支）渠引出的农、毛渠、斗门、毛门、农道、过道桥涵及格田等临时渠道：21.渠线规划的步骤是什么？干、支渠道的渠线规划大致可分为查勘、纸上定线和定线测量三个步骤22、什么叫田间工程？田间工程规划的原则和要求是什么？田间工程：是指最末一级固定渠道和固定沟道之间的条田范围内的临时渠道、排水小沟、田间道路、稻田的格田和田埂、旱地的灌水畦和灌水沟、小型建筑物以及土地平整等农田建设工程。田间渠系的布置方式分为:纵向布置和横向布置田间工程规划的要求：(1)有完善的田间灌排系统，做到灌排配套，消灭串灌串排，并能控制地下水位。(2)田面平整，灌水时土壤湿润均匀，排水时田面不留积水。(3)田块的形状和大小能适机械化需要，有利开提高土地利用率。(4)田间工程规划时必须因地制宜，讲求实效，实行山、水、田、林、路综合治理，创造良好的生态环境，促进农、林、牧、副、渔全面发展。22.何谓灌排相邻布置和相间布置？两者各适用什么条件?（1）灌排相间布置：在地形平坦或有微地形起伏的地区，宜把灌溉渠道和排水沟道交错布置，沟、渠都是两侧控制，工程量较省。（2）灌排相邻布置：在地面向一侧倾斜的地区，渠道只能向一侧灌水，排水沟也只能接纳一边的径流，灌溉渠道和排水沟道只能并行，上灌下排，互相配合。23.计算渠道的设计流量、加大流量和最小流量各有什么作用？（1）设计流量：在灌溉设计标准条件下，为满足灌溉用水要求，需要渠道输送的最大流量。作用：A、满足灌溉用水要求B、是设计渠道断面和渠系建筑物尺第6页寸的主要依据（2）最小流量：在灌溉设计标准条件下，渠道在工作过程中输送的最小流量。作用：校核对下一级渠道的水位控制条件和确定修建节制闸的位置（3）加大流量：灌溉工程运行过程中可能出现一些难以准确估计的附加流量，把设计流量适当放大后所得到的安全流量。作用：是设计渠堤堤顶高程的依据。24.试分别定义渠道水利用系数、渠系水利用系数、田间水利用系数和灌溉水利用系数？如何计算？渠道水利用系数：指某一渠道在中间无分水的情况下，渠道末端的净流量与进入渠道毛流量的比值。渠系水利用系数：灌溉渠系的净流量和毛流量的比值。田间水利用系数;田间有效利用的水量（指计划湿润层内实际灌入的水量，也即净灌溉水量）与进入毛渠的水量的比值。灌溉水利用系数：在一次灌水期间被农作物利用的净水量与水源渠首处总引进水量的比值25、什么叫轮灌？什么叫续灌？它们各有什么优缺点？轮灌的优点：缩短了各条渠道的输水时间，加大了输水流量，工作渠道长度短，减少了输水损失量，有利于农业耕作和灌水工作的配合，有利于提高灌水工作效率。缺点：增加了渠道的土方量和渠道建筑物的工程量。续灌：是对系统内的全部控制面积同时供水，即整个灌溉系统同时灌水。优点是灌水及时，运行时间短，便于其他管理操作的安排；缺点是干渠（干管）流量大，工程投资高，利用率低，控制面积小。因此，续灌的方式只用于作物单一且面积较小的情况。26.渠道纵横断面如何设计？其设计目的是什么？设计原理是什么？设计要求：1)保证设计输水能力、边坡稳定和水流安全通畅。2)各级渠道之间和渠道各分段之间以及重要建筑物上、下游水面平顺衔接。3)末级渠道放水口的水位高出平整后田面进水端不少于10cm。4)渠道渗漏损失小。5)渠道占地较少，工程量较小，经济合理。6)施工、运用和管理方便。原理：用明渠均匀流原理，采用试算法目的：合理的渠道纵横断面是两满足和两稳定（即满足水位控制、满足输水控制；纵向稳定、平面稳定）横断面设计：确定渠道边坡、底宽、水深等第7页纵断面设计：确定推算水位、确定渠底线