灌排工程复习

绪论1、灌排工程学的研究对象及基本内容是什么？答：一、调节农田水分状况：1、灌溉措施；2、排水措施。二、改变和调节地区水情：1、蓄水保水措施；2、调水、排水措施。第一章农田灌溉原理1、农田水分存在哪几种基本形式？他们之间的关系如何？答：农田水分在物理形态上有固态、液态和气态三种。固态水只有在土壤冻结时才存在；气态水存在于未被水分占据的土壤空隙中含量很少；液态水是土壤水分存在的主要形态。在不同的温度下，水的三种形态可以相互转化。2、土壤水分有哪几种主要形式，其对作物生长有效性如何？答：土壤水分分为吸着水、毛管水和重力水三类。吸着水紧附于土壤表面，一般不能被作物所利用，为无效水；重力水在无地下水顶托的情况下，作物根系还来不及吸收就很快排除根系层，为过剩水；毛管水容易被作物吸收利用，属于有效水。3、试述影响土壤蒸发的因素及土壤蒸发的三个阶段？答：第一阶段是稳定蒸发阶段，系指灌水、降雨入渗刚结束，土壤含水量高，向上输送水的能力强，这时土壤的蒸发强度主要取决于打起的蒸发力；第二阶段开始于土壤个含水率逐渐减少到某一临界含水率值时，由于土壤含水率降低，土壤向上输送水分的能力减弱，土壤水分的蒸发强度主要取决于大气蒸发力与土壤向上输送水分能力二者的制约关系；第三阶段是当地表土壤含水率很低时，地表形成一干土层，干土层下的水分向上运移至干土层底部时，以水汽扩散的形式穿过干土层进入大气，此时的蒸发强度不仅取决于干土层厚度，而且取决于干土层内水汽扩散的能力。4、农田土壤水分不足与过多的原因与控制措施？答：不足的原因：1、降雨量不足；2、降雨入渗量少，径流损失较多；3、土壤保水能力差，渗漏及蒸发损失水量过大。措施：灌溉是补充土壤水分的主要方法，另外采取适当的农业技术措施，改善土壤结构，对增加降雨利用量，提高土壤的蓄水保墒能力，都有十分重要的意义。过多的原因：1、大气降水补给农田水分过多；2、洪水泛滥，湖泊漫溢、海潮侵袭或坡地地面径流汇集等使低洼地积水成灾；3、地下水位过高，上升毛管水不断向上补给，或因地下水从坡地溢出，大量补给农田水分；4、地势低洼，出流条件不好。措施：1、防止高地地面径流和地下径流向低地汇集；2、加速地面径流的排出；3、加速地下径流的排出；4、排除滞留在作物根系吸水层土壤中的过多水分；5、改善土壤结构，提高土壤的通气透水能力。5、灌水率的含义是什么？在灌溉工程规划设计中，在什么条件下需对灌水率图进行修正，修正的原则与方法是什么？答：灌水率是指灌区单位面积上所需要灌溉的净流量，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。由于各时期的灌水率差异较大。造成渠道输水断断续续，不利于管理，为此，必须对初步算得的灌水率图进行必要的修正，尽可能消除灌水率高峰和短期停水现象。原则：要以不影响作物蓄水要求为原则，尽量保持主要作物关键用水期的歌词灌水不动或稍有改动（往前移动为主，前后移动不超过3d），调整其他各次灌水，使修正后的灌水率图比较均匀、连续，在灌水时间上尽量分出次数来，同时考虑工程维修需要，两次灌水间必须有一定的时间间隔。6、试推导土壤水分运动方程？（1-7，1-13）第二章灌水方法与灌水技术1,何为灌水方法和灌水技术?答：灌水方法是指灌溉水进入田间或作物根区土壤内转化为土壤肥力水分要素的方法，即灌溉水湿润田间土壤的形式。灌溉技术则是指相应与某种灌溉方法所必须采取的一系列科学技术措施，即从田间渠道网或管道向灌溉地块配水，向灌水沟，畦，格田或灌水设备，灌水机械内供水分水与灌水等的种种技术。一般把灌水方法分为四大类：地面灌水喷灌灌水微灌灌水渗灌灌水。2对灌水方法的基本要求是：1）保证实现定额灌水2)田间水的有效利用率高3）田间灌水率高4)高效低耗灌水成本低5）方便与农业技术措施密切配合6）简单经济便于推广。评估灌水质量的指标有：1）田间灌溉水有效利用率2）田间灌溉水储存率3）田间灌水均匀度4）田间灌水质量综合有效利用率。4喷灌喷灌的优点有：省水增产省工省地保土保肥适应性强和便于机械化灌水缺点有：需要一定量的压力管道和动力机械设备能量消耗量大初期投资大运行维修费高技术性强需要一定的技术人员操作和管理受风影响大受人力物力财力技术和自然条件限制。喷灌强度：指单位时间内喷洒在灌溉土地上的水深。第三章灌溉系统规划设计1、灌排系统包括哪些主要组成部分？各起什么作用？灌溉渠道的规划布置有哪些重要的原则？为什么要考虑渠道防洪问题？答：灌排系统一般由输、配水渠道系统、田间工程、渠系建筑物，以及退、泄水渠道等4部分组成。作用：输、配水渠道系统主要起输水作用；田间工程指末级固定渠道（农渠）与农沟控制范围内的临时性或永久性的灌排设施；渠系建筑物担负着输送和分配水量、控制渠道水位、量测渠道过水流量、宣泄灌区多余水量以及便利交通等任务；退、泄水渠道主要作用是定期冲刷和排放渠道段的淤沙、排泄入渠洪水、退泄渠道剩余水量及下游出现工程事故时断流排水等。灌溉渠道的规划布置原则：1、干支渠道的布置应符合总体规划的要求；2、使工程量和工程费用最小；3、灌溉渠道的位置应参照行政区划规定；4、确保渠道工程安全可靠；5、要考虑综合利用；6、灌溉渠系规划应和排水系统规划结合进行；7、灌溉渠系布置应和土地利用规划和农业区划密切配合；8、当渠线必须转弯时，弯道半径应大于相关标准；9、对沿渠线方向宣泄的山洪、塬流应予以疏导，防止进入灌溉渠道。渠道防洪原因：山丘地区，渠道盘山修建。必然要截断天然汇流途径，造成一系列没有排水出路的排水块，如不妥善处理，暴雨过后，山洪夺渠而入，便会冲毁渠堤及建筑物，淹没庄稼及村庄。2、什么叫田间工程？在平原地区对条田规划有哪些基本要求？为什么这样要求？答：末级固定渠道（农渠）与农沟控制范围内的临时性或永久性的灌排设施，包括田间临时性灌水渠道，如毛渠及灌水沟、畦，分水口及量水设备；水稻格田及田埂；以及明沟、暗管或明暗结合的田间排水系统；田间道路以及土地平整等统称为田间工程。要求：1、排水要求。在平原地区，当降雨强度大于土壤入渗速度时，就要产生地面积水，危害作物生长。2、机耕要求。若条田太短和太长，都会影响拖拉机的使用效率，增加成本；3、田间用水管理要求。为了灌水后能够及时松土，减少水分蒸发，防止深层土壤中的盐分向表层聚集，一般要求一块条田能在1~2d内灌水完毕。3、在确定渠道的设计流量时，如何计算渠道的输水渗漏损失？略4、试述推算各级渠道设计流量的步骤和方法，并分析实行续灌和实行轮灌的渠道，其流量推算方法有何不同？p122第四章灌溉管道系统1、与灌溉渠道系统比较，试述灌溉管道系统的主要特点。答：灌溉管道系统与灌溉渠道系统比较，一般具有以下几方面的优越性：1、节水效益显著；2、土地利用率高；3、适应性强，便于实现自动化；4、输水速度快，灌溉效率高；5、维修养护省工、省时、管理方便；6、灌水及时，作物增产增收效果明显。2、简述灌溉管道系统输配水管网规划布置的原则与要求以及主要布置类型，其与灌溉骨干渠道系统的规划布置有何不同？答：布置得原则与要求：1、应使输配水管网总长度最短，管道顺直，水头损失小，总造价低而管理运用方便；2、输配水地埋固定管道应尽可能布设在坚实的地基上，尽量避开填方区以及可能发生滑坡或受山洪威胁的地带；3、根据水源和灌溉田块情况，输配水管网在不同地形采用不同的布置类型；4、输配水管网的进口设计流量和设计压力，应根据灌溉管道系统所需要的设计流量和大多数配水管道进水口所需要的设计压力确定；5、输配水管网进口必须设置节制阀；6、应尽可能发挥输配水管网综合利用的功能。主要布置类型：1、树枝状管网；2、环状管网；3、混合状管网。3、如何进行输配水管道及管网的设计？试述其方法步骤，它与渠道和渠系设计有何异同？答：设计内容包括管道设计流量的确定、各级管道的管材和管径的选择、管网水力计算、各级地埋管的纵断面设计、管道系统的结构设计和输配水管网各控制点、给水栓以及出水口处的压力计算。4、目前我国在灌溉管道系统中主要采用哪几种管材及其附件？对管材及管道附件的主要技术要求有哪些？答：主要采用的管材有4类：1、水泥类管材；2、塑料类管材；3、金属材料管；4、当地材料管。附件包括控制附件和连接附件两类。对管材的技术要求：1、选用的管道要能承受设计要求的工作压力，有一定厚度且均匀；2、要能通过设计要求的流量；3、管材内壁光滑，无可见裂缝；4、塑料管材要防老化，钢铁管材要耐腐蚀；5、轻便，易快速拆卸、搬运和安装。对附件的技术要求：1、工作可靠，密封性能和止水性能好，出水流畅；2、结构简单，取材方便，加工或制造容易，生产设备要求低；3、使用方便，装卸简单，坚固耐用，便于维修；4、内壁光滑，设计合理；5、防盗、防破坏效果好；6、柔性附件应有一定的挠度。5、为什么要重视灌溉管道系统的管理和维护？在管道运行中日常管理与维护应主要抓哪几项工作？答：1、水击破坏管道的防护；2、管道漏水的检查；3、定时测定管网水压和流量；4、管道维修；5、管件和附属设备的维修。第五章旱区雨水径流集蓄灌溉工程第六章农田排水原理1、农田排水的作用是什么？对作物的影响是什么？答：农田排水的作用：1、改善土壤的结构；2、排除有毒物质；3、降低土壤含水量，改善土壤热状况；4、改善土壤通气状况，提高氧化还原电位；5、降低土壤含盐量，改良土壤盐碱化。对作物的影响：1、对作物根系生长的影响：作物根系生长层要求具有适宜的土壤含水率；2、对作物植株生长及产量的影响：由于排水改善了作物根区的通气状况，促进了根系生长发育，增加了作物根系对土壤养分、水分的吸收，因而也促进了作物植株的生长发育，进而促进了作物生殖器官的生长发育，提高了作物的产量。2、农田排水的种类有哪些？排水标准是怎么确定的？答：农田排水的种类有：排涝，排渍，防治土壤次生盐碱化。排涝标准是以排水区发生一定重现期的暴雨，农作物不受涝作为设计标准；排渍标准是指控制农作物不受渍害的农田地下水排降标准。防治土壤次生盐碱化标准时控制地下水位临界深度。3、超渗产流，超蓄产流。P1944、临界深度，影响因子答：地下水位临界深度是指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。影响因子：当地土壤性质、地下水矿化度及作物根系活动层深度。第七章农田排水技术1、农田排水有哪几种形式？各有什么优缺点？答：1、明沟排水。优点：排水速度快，排水效果好；缺点：工程量大，地面建筑物多，占地面积大，沟坡易坍塌且不易保持稳定，同时不利于交通和机械化耕作。2、暗管排水。优点：排的快，排的深。3、竖井排水。优点：较好的排水效果，防治土壤次生盐碱化。缺点：耗能大，运行费用高，要有一定的水文地质条件。2、按稳定流状态计算时分析影响排水沟间距的因素？p2063、试分析按非稳定流状态计算时影响排水沟间距的因素？p2084、用均匀流原理和非均匀流原理确定暗管管径有何区别？各自的适用条件是什么？略5、防止土壤次生盐碱化的排水措施有几种？各有何优缺点？答：对盐碱土进行改良的水利工程措施一般包括排水、灌水洗盐、引洪放淤等。优缺点p220。6、如何确定盐碱土的冲洗定额？答：在缺乏试验资料的情况下，冲洗定额可按下式计算：M=m1+m2+E-P。其中M为冲洗定额，m1为计划冲洗层的土壤含水量与田间持水量的差额，m2为按计划的冲洗脱盐标准冲洗盐分所需的水量，E为冲洗期内的蒸发水量，P为冲洗期内可利用的降雨量。7、试述盐分在土壤中运动的主要形式及其定义？答：盐分在土壤中的主要运动形式为对流和水动力弥散。对流是盐分随土壤水分运动而运动的过程。水动力弥散又由分子扩散和机械弥散两部分组成。分子扩散是由盐分浓度所引起的分散现象。机械弥散是由于土壤空隙介质在微观分布不规则性造成的流速变化而引起的盐分分散现象。第八章排水系统规划设计1、当骨干排水系统的规划布置与灌溉渠系的布置发生矛盾时应如何解决？答：当洪水历时较短，或容泄区洪水和排水地区设计流量不在同一时间相遇时，可在出水口建闸控制，防止洪水进入排水区，洪水过后开闸排水。当洪水托顶时间长，且影响的排水面积较大时，除在出水口建闸控制洪水倒灌以外，还需修建抽水站排