第一章  绪论　　

一、 简答题　　

1.    简述我国水资源概况以及我国发展节水灌溉的必要性？　　

答案要点：

从三个方面论述：（1）水资源短缺；（2）水资源时间分布（3）水资源空间分布

因此，解决我国农业发展的缺水问题，根本出路在于节水农业用水量约占全社会用水量的70%以上，并且目前我国农业灌溉用水利用率不足50%，发展节水灌溉技术不仅可以有效地缓解目前城市水资源供需紧张的矛盾，也是农业可持续发展的必由之路。　　

2．我国农业灌溉历史发展情况如何？取得的成效怎样？（可从网上查阅资料）
    我国节水灌溉取得的成效：截至2005年底，全国工程节水灌溉面积达到3.2亿亩，占有效灌溉面积（8.5亿亩）的36％。其中渠道防渗面积1.45亿亩，占49%；管道输水面积9933万亩，占33.6%；喷灌面积4184万亩，占14.2%；微灌面积931.7万亩，占3.2%；推广水稻控制灌溉、抗旱播种和保苗措施等非工程措施近2亿亩。
我国以占耕地面积43.5%的有效灌溉面积，生产着75%的粮食、90%的经济作物。如2004年粮食总产4694.5亿kg，平均亩产　308kg　。灌溉面积上的粮食平均亩产是全国平均亩产的1.8倍，是旱地的2.9倍，而且相对稳定。由此可见，我国农业高度依赖于灌溉。　　

3．灌溉方法评价指标标准从哪几个方面考虑？　　

（1）灌水均匀（2）灌溉水的利用率高（3）少破坏或不破坏土壤团粒结构（4）便于和其他农业措施相结合（5）应有较高的劳动生产率，使得一个海水员管理的面积最大（6）对地形的适应性强（7）基本建设投资与管理费用低，出要求能量消耗最少，便于大面积推广（8）田间占地少。　　

第二章  作物需水量和灌溉用水量　　

一、 名词解释　　

1.作物需水量  　　

作物需水量是指作物正常生长时的蒸发蒸腾量与构成植株体的水量之和。　　

2.作物系数　　

作物系数是指充分供水条件下实际作物蒸发蒸腾量与参考作物蒸发蒸腾量的比值。　　

3.灌溉制度　　

是指按作物需水要求和不同灌水方法制定的灌水次数、每次灌水的时间、灌水定额及灌溉定额的总称。　　

4..灌水定额　　

是指单位灌溉面积上的一次灌水量或灌水深度。　　

5. 有效降雨量　　

有效降雨量系指天然降雨量扣除地面径流和深层渗漏量后，蓄存在土壤计划湿润层内可供作物利用的雨量。　　

 6.灌水率(灌水模数) 　　

灌水率是指灌区单位灌溉面积（以万亩计）上所需的净灌溉用水流量，又称灌水模数（即）。　　

7.土壤计划湿润层深度　　

土壤计划湿润层深度系指在对旱作物进行灌溉时，计划调节控制土壤水分状况的土层深度。　　

8.田间持水量　　

田间持水量定义为农田土壤某一深度内保持吸湿水、膜状水和毛管悬着水的最大含水量。　　

二、填空　　

1.土壤含水量应控制在允许最大和最小之间，允许的最大含水量为田间持水量，允许的最小含水量为调萎系数。　　

2.干旱可以分为：大气干旱、土壤干旱、盐分干旱。　　

3.土壤水按其形态不同可分为气态水、吸着水、毛管水、重力水。　　

4.单位换算：1m³/亩=1.5mm。　　

三、判断题（正确的画√，错误的画×）　　

1.在灌溉设计年内，为保证作物各生育期需水要求，除该时段的降水供给水量外、尚有部分亏缺水量，需灌溉补给，这部分亏缺水量为净灌溉用水量。（√）　　

2.农作物的灌溉制度是指播种前及全生育期的灌水次数、灌水日期、灌水定额及灌溉定额。（√）　　

3.作物需水量是指农作物生长发育过程中，从播种至收获消耗于植株叶面蒸腾和株间蒸发的水分的总和。（√）　　

4.对于旱作物，湿润年份及南方地区的灌水次数少，灌溉定额小；干旱年份及北方地区的灌水次数多，灌溉定额大。（√）　　

四、选择填空（将其中一个正确的题号填在括号内）　　

1．影响作物田间需水量的因素很多，其中最重要的是（ C  ）
　　A.土壤 　B.气象　C.作物 　D.农技措施　　

2．作物需水量指（ C  ）　　

A.叶面蒸腾量 　B. 叶面蒸腾量+深层渗漏量 　　

C.叶面蒸腾量+棵间蒸发量　　

D.叶面蒸腾量+棵间蒸发量+深层渗漏量　　

3．以水面蒸发量为参数的需水系数法一般适用于（ C  ）作物需水量的估算。　　

A.小麦 　B.玉米 　C.水稻　D. 棉花　　

4．灌区的灌水率是指灌区（ C  ）过程线。　　

A.单位面积用水量 　B.单位面积灌水定额　　

C.单位面积上的净灌水流量 　D.净灌水流量　　

5．（  B ）宜采用畦灌。　　

A.水稻 　B.小麦 　C.玉米　D.棉花　　

6．土壤水分中与作物关系最密切的是（ B  ）　　

A.膜状水 　B.毛管水 　C.重力水　D.吸湿水　　

7．作物因缺水而产生凋萎，当作物产生永久性凋萎时的土壤含水率称（ D  ）　　

A.吸湿系数 　B.田间持水率 　C.最大分子持水率 　D.凋萎系数　　

8．吸湿水最大时的土壤含水率称之为（ A  ）　　

A.吸湿系数 　B.田间持水率 　C.毛管持水率 　D.凋萎系数 　　

9．悬着毛管水达到最大时的土壤含水率称之为（ C  ）　　

A.最大分子持水率 　B.毛管持水量 　　

C.田间持水率 　D.饱和含水率　　

10．土壤吸力小于( A )的那部分称为可被作物吸收利用，称为有效水。　　

　　A.1.5MPa 　B.2MPa 　C.2.5MPa 　D.3MPa　　

11．由于降雨过大或降雨连绵造成地下水位抬高、土壤含水量过大，形成的灾害称（ C  ）　　

　　A.洪灾 　B.涝灾 　C.渍灾 　D.洪涝灾害　　

五、简答题　　

1.如何确定灌溉制度？　　

灌溉制度是根据作物各生育期需水量与降雨，地下水补给量经平衡计算确定的。由于每年的降水与干旱情况变化很大，故灌溉制度不是一成不变的。通常根据水文年制定出各种不同的灌溉制度，作为年初制定灌区配水计划的参考，具体执行时再根据实际降水情况和作物生长情况做适当修改。　　

2.什么是适水种植技术？　　

适水种植是指根据天然降水的特点和水资源条件，合理确定种植结构、作物品种和栽培技术的种植技术。
在水资源缺乏地区，应根据降水特点，合理安排作物种植结构，降低复种指数，合理轮作换茬。旱地不追求一年两熟，提倡两年三熟或一年一熟，提高单产。要根据当地水源情况，尽量压缩旱地小麦种植面积，多种耐旱的经济作物，稳定棉田面积，发展耐旱的豆类、甘薯和花生等，既保证粮食产量，又减少灌溉用水量，从而达到整体节水的目的。　　

3.描述作物水分生产效率的术语有哪些？　　

描述作物与水之间生产效率的概念除作物水分生产率外，还有作物水分生产函数、作物水肥生产函数、作物水盐生产函数和作物缺水敏感指标等。　　

4.什么是充分灌溉制度？　　

是指灌溉供水能够充分满足作物各生育阶段的需水量要求而制定的灌溉制度。　　

5.什么是非充分灌溉制度？　　

当水源不足时，应采用限额灌溉或叫非充分灌溉，减少灌水次数和灌水数量，以较少的水，获得最大的经济效益。　　

6．为什么要对初拟灌水模数图作必要的修正？如何修正？　　

经直接计算而绘制的灌水率图，常常会发现以下问题：不同时期大小相差悬殊，引水不均匀、不连续，不利于管理；短期停水较多，增加渠道渗水损失。如以其中最大的灌水率计算渠道流量，势必偏大，不经济。因此，必须对初拟灌水率图进行必要的修正。在修正时，应以不影响作物需水要求为原则，尽量不要改变主要作物关键用水期的各次灌水时间，其它注意事项还包括：　　

（1）若必须调整，应以提前移动为主，尽可能消除灌水率高峰和避免小于5d的短期停水现象，最小灌水率不应小于最大灌水率的30%；灌水时间前后移动不宜超过3d；　　

（2）尽量保持主要作物关键期的灌水时间不变，必须变动时，灌水日期前后移动不得超过3d，若同一种作物连续两次灌水均需变动灌水日期，不应一次提前、一次退后；修正后的最小值应小于最大值的40%；　　

（3）延长或缩短灌水时间与原定时间相差不应超过20%，尽量调整次要作物、非关键期的灌水日期和灌水延续时间，最后要使修正后的灌水率图比较均匀、连续、集中。　　

7．灌溉用水量计算方法有几种？　　

（1）利用灌水率图推算　　

用调整后的灌水率图可以推算灌溉用水量及灌溉用水过程。方法是把调整后的灌水率图中的各纵坐标值分别乘以灌区总灌溉面积，再除以灌溉水利用系数，即把灌水率图扩大（）倍，便可得到全灌区设计年的灌溉用水流量。　　

（2）用灌水定额和灌溉面积直接计算　　

对于任何一种作物的某一次灌水，须供水到田间的灌水量（称净灌溉用水量），　　

（3）用综合灌水定额推算　　

全灌区灌水定额是同一时段内各种作物灌水定额的面积加权平均值，　　

六、计算题　　

1．m＝667n H (qmax－q0)＝667×38.6%×0.75×(75%—46%)＝　56m3　/亩　　

2．播前灌水定额为60m³/亩　　

3．冬小麦全生育期的灌溉定额为234.1m³/亩　　

七、做图题　　

1．作物产量Y和投入水量之间的关系；　　

2．以产量为指标的需水系数K和作物产量之间的关系：　　

3．作物需水量ET和产量Y之间的关系。　　

第三章  渠道防渗工程技术　　

一、 名词解释　　

1．灌溉水利用系数  　　

灌入田间的水量（或）流量与灌溉系统引入总水量（或流量）的比值。　　

2．渠道防渗率　　

灌区固定渠道最大过水表面中防渗面积与总面积的比值，以百分计。　　

3．安全超高 　　

衬砌护面应有一定的超高，以防风浪对渠床的冲刷，衬砌超高指加大水位到衬砌层顶　　

端的垂直距离。　　

4.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。通常是根据设计灌水模数（设计灌水率）和灌溉面积进行计算的。　　

5.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。用修正灌水模数图上的最小灌水数值和灌溉面积进行计算，就用渠道最小流是可以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等。　　

6.加大流量　　

考虑到在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。简单他说，加大流量是渠道运行过程中可能出现的最大流量，它是设计渠堤堤顶高程的依据。　　

二、填空　　

1．田间水利用系数   >   渠系水利用系数   >   灌溉水利用系数。　　

2．灌溉渠系由灌溉渠道和排水沟组成。　　

3．按控制面积大小和水量分配层次划分，灌溉渠道分为四级：干渠、支渠、斗渠、农渠；　　

排水沟也分为四级：干沟、支沟、斗沟、农沟。　　

三、选择填空（将其中一个正确的题号填在括号内）　　

1、灌排相邻布置适用于（ C  ）地形。　　

A.平原地区 　B.地形微起伏地区 　C.地形向一侧倾斜的地区 　D.山丘区　　

2、某一渠系有干、支、斗、农四级，则灌入田间的水量与干渠渠首引入水量之比是（ A  ）的水利用系数。　　

A.η水 　B.η干系 　C.η干 　D.η支水　　

3、某支渠流入田间的净流量与该支渠设计流量之比是（ C  ）的水利用系数。　　

A.η支 　B.η支系 　C.η支水 　D.η水　　

4、陡坡是（ C  ）类型建筑物。　　

A.控制 　B.交叉 　C.衔接 　D.泄水　　

5、渠道纵断面图上最关键的一条线是（ C  ）　　

A.地面高程线 　B.渠底线 　C.设计水位线 　C.设计渠顶线 　　

四、简答题　　

1．渠道防渗的作用？　　

（1）提高渠床的抗冲能力（2）减小渠床糙率系数 （3）减少渠道渗漏对地下水的补给（4）防止渠道长草，减少泥沙淤积，节省工程维修费用。（5）降低灌溉成本，提高灌溉效益。　　

2．对渠道防渗工程的基本要求是什么？　　

1．防渗渠道断面应通过水力计算确定 。　　

2．地下水位高于渠底时，应设置排水设施。　　

3．防渗材料及配合比应通过试验选定。　　

4．采用刚性材料防渗时，应设置伸缩缝。　　

5．标准冻深大于　10cm　的地区，应考虑采用防治冻胀的技术措施。　　

6．渠道防渗率，大型灌区不应低于40％；中型灌区不应低于50％；小型灌区不应低于70％；井灌区如采用固定渠道输水，应全部防渗。　　

7．大、中型灌区宜优先对骨干渠道进行防渗。　　

3．渠道防渗材料所用材料？　　

根据所使用的材料，渠道防渗可分为：①土料防渗；②水泥土防渗；③砌石防渗I④塑料薄膜防渗(内衬薄膜后再用土料、混凝土或石料护面)⑤沥青混凝土防渗；⑥混凝土防渗等。其中混凝土衬砌是当今渠道衬砌的主要形式。　　

4．选择防渗技术措施应考虑的因素　　

根据我国SL18-91《渠道防渗工程技术规范》规定的各种渠道防渗材料的技术特点、防渗效果、运用条件等，可根据拟建渠道的基本资料，在上述设计总则指导下，具体的进行设计。设计时尚应综合考虑下列影响因素。　　

（1）气候条件（2）地形条件（3）基土性质（4）地下水位（5）土地利用及灌溉系统的形式 （6）防渗标准 （7）耐久性（8）材料来源（9）劳力、能源及机械设备供应情况　　

（10）管理养护（11）工程费用　　

5.渠道防渗的类型包括：　　

（1）土料防渗　　

特点：投资少、施工简便,其防渗效果与夯实程度及影响深度有关, 可用于小型渠道。　　

（2）砌石防渗　　

特点：就地取材、施工简单、抗冲、抗磨、耐久。　　

（3）砖砌石防渗　　

特点：砖砌护面也是一种因地制宜、就地取材的防渗衬砌措施， 其优点是造价低廉、取材方便、施工技术简单、防渗效果较好。　　

（4）混凝土防渗　　

优点 ：防渗效果好，一般能减少渗漏损失水量的85%～90%以上；糙率系数小，可提高渠道的输水能力、减小渠道的断面尺寸；不生杂草，减少淤积，便于养护管理；经久耐用，一般可用40～50年。　　

（5）沥青防渗　　

特点： 沥青材料护面具有防渗。耐久、抗碱、造价低、施工简便等优点。　　

（6）塑料薄膜防渗　　

特点：具有重量轻、运输方便、施工简单、造价低、耐腐蚀、防渗效果好等优点。但应防止杂草丛生，草根穿透薄膜。　　

6．防渗渠道的设计参数有哪些？　　

防渗渠道的设计参数除渠道的设计流量外，还有边坡系数、糙率、超高、不冲不淤流速、伸缩缝间距及填缝材料、砌筑缝及其填筑缝材料、渠底比降、稳定渠床的宽深比、堤顶宽度和封顶板等。　　

7．估算输水损失量的常用方法是什么？　　

（1）用经验公式估算输水损失水量，常用的经验公式是：　　

式中  σ——每公里渠道输水损失系数；　　

      A——渠床土壤透水系数；                                                                                                             　　

      M——床土壤透水指数；　　

      Qm——渠道净流量，m³/s。　　

（2）用经验系数估算输水损失水量　　

渠道水利用系数——某渠道的净流量与毛流量的比值称为该渠道的渠道水利用系数；渠系水利用系数——灌溉渠系的净流量与毛流量的比值称为渠系水利用系数，渠系水利用系数的数值等于各级渠道水利用系数的乘积。即　 　　　；田间水利用系数——田间水利用系数是实际灌入田间的有效水量（对旱作农田，指蓄存在计划湿润层中的灌溉水量；对水稻田，指蓄存在格田内的灌溉水量。）和未级固定渠道（农渠）放出水量的比值，用符号ηf表示。　　

灌溉水利用系数——灌溉水利用系数是实际灌入农田的有效水量和渠首引人水量的比值　　

8．续灌流量推算　　

图中表示的渠系有一条干渠和四条支渠，各支渠的毛流量分别为Q1、Q2、Q3、Q4，支渠取水口把干渠分成三段，各段长度分别为L1、L2、L3，各段的设计流量分别为QOA、QAB、QBC，计虎公式如下：　　

9．一般梯形断面水力计算的步骤是什么？　　

这是广泛使用的渠道设计方法。根据公式　 　　　用试算法求解渠道的断面尺寸，具体步骤如下：　　

（1）假设b、h  为了施工方便，底宽b应取整数。因此，一般先假设一个整数的b值，再选择适当的宽深比α,用公式　 　　　计算相应的水深值。　　

（2）计算渠道过水断面的水力要素  根据假设的b、h值计算相应的过水断面面积A、湿周P、水力半径R和谢才系数C，计算公式如下：  　　

A=(b+nh)h　　

用公式　 　　　计算谢才系数C值。　　

（3）计算渠道流量  用公式　 　　　计算。　　

（4）校核渠道输水能力  上面计算出来的渠道流量（Q计算）是假设的b、h值相应的输水能力，一般不等于渠道的设计流量（Q），通过试算，反复修改b、h值，直至渠道计算流量等于或接近渠道设计流量为止。要求误差不超过5％，即设计渠道断面应满足的校核条件是：　　

10．渠道防渗工程冻害类型有几种？　　

根据负气温造成各种破坏作用的性质，冻害可分以下3种类型。　　

（1）渠道防渗材料的冻融破坏　　

（2）渠道中水体结冰造成防渗工程破坏　　

（3）渠道基土冻融造成防渗工程破坏　　

11．混凝土冻胀破坏形式措施有哪些？　　

（1）回避冻胀法　　

回避冻胀是在渠道衬砌工程的规划设计中，注意避开出现较大冻胀量的自然条件，或者在冻胀性土存在地区，注意避开冻胀对渠道衬砌工程的作用。采取避开较大冻胀存在的自然条件、埋入措施、置槽措施或架空渠槽等方法。　　

(2)削减冻胀法　　

当估算渠道冻胀变形值较大，且渠床在冻融的反复作用下，可能产生冻胀累积或后遗性变形情况时，可采用削减冻胀的措施，将渠床基土的最大冻胀量削减到衬砌结构允许变位范围内。采取置换法、隔垫保温、压实和防渗排水法等方法。　　

第四章  低压管道输水技术　　

一、填空　　

1．历史悠久闻名中外的四川都江堰工程是无坝引水的典范。　　

2．有坝引水建筑物包括：拦河坝、进水闸、冲沙闸、防洪堤。　　

二、简答题　　

1． 什么是低压管道输水灌溉？　　

低压管道输水灌溉工程是指以管道输水进行地面灌溉的工程，简称管道灌溉工程，管道系统工作压力一般不超过0.2 MPa。它是利用机泵抽取井水，以管道代替明渠，通过管道系统把水直接输送到田间沟、畦灌溉农田，以减少水在输送过程中的渗漏和蒸发损失，满足作物生长的需要，农民常形象地称为“田间自来水”，是发展面积较大的一种节水工程形式。　　

2 井灌区低压管道输水工程应符合哪些要求？　　

井灌区低压管道输水工程应符合下列要求：　　

    （1）田间固定管道长度宜为90～150 m/hm²。
    （2）支管走向宜平行于作物种植行，支管间距宜采用50～150 m，单向浇地时取较小值，双向浇地时取较大值。
    （3）出水口(给水栓)应按间距不大于100m、用软管与之连接进行灌溉。每个出水口控制灌溉面积宜为0.25～0.6 hm² ，单向浇地时取小值，双向浇地时取大值。
    （4）应设有安全保护装置。寒冷地区应布设排水、泄空及防冻害装置。
    （5）对规划中将要实施喷灌的输水管道系统，应符合喷灌工程的技术要求。　　

3． 管道输水灌溉系统由哪些部分组成？　　

管道输水灌溉系统一般由水源、水泵及动力设备、输水管网、出水装置等几部分组成：　　

    (1) 水源。井、水库、河渠、沟塘等均可作为管道输水灌溉的水源，这些水源均应符合农田灌溉的水质标准。
    (2) 水泵及动力设备。按用水量和扬程的大小选择适宜的水泵，动力机多选用电动机或柴油机。
    (3）输水管网。采用混凝土管、塑料管等作为输水管材，与相应的管件组合在一起，构成一级、二级或多级的树枝状或环状输水管网。地埋管道以PVC塑料管道应用最多，与给水栓连接的地面移动软管和地面移动多孔闸管多采用塑料软管。
    (4) 给配水装置。有出水口和给水栓等。由管道系统向田间毛渠或畦沟供水的节制装置称为出水口，向地面管道提供压力水源的节制装置称为给水栓。
    (5) 安全保护装置。有安全阀和进排气阀等。　　

4． 管道输水灌溉系统有哪些类型？　　

管道输水灌溉系统一般有移动式、半固定式和固定式三种。　　

    (1) 移动式。灌溉季节可快速拆装、移动，轮流使用于不同位置的灌溉管道系统。它由水泵抽水直接进入地面可移动的配水软管(俗称小自龙)灌溉农田。移动软管容易老化损坏，操作管理不便。
    (2) 半固定式。输水干管道固定埋入地下，由给水栓向地面配水管道给水，配水管道可轮换移动使用，这种形式的投资较少，但操作管理费工。
    (3) 固定式。固定安装在地面或埋入地下的管道系统。这种系统操作管理方便，但投资大。　　

5. 管道输水灌溉系统布置应遵循哪些原则？　　

    （1）管道应短而直、水头损失小、总费用省和管理运用方便。
    （2）各用水单位应设置独立的配水口。配水口的位置、给水栓的型式和规格尺寸，必须与相应的灌溉方法和移动管道连接方式一致，使之便于管理。
    （3）管道应布置在坚实的地基上，避开填方区和可能产生滑坡或受山洪威胁的地带。
    （4）管网压力分布差异较大时，可结合地形条件进行压力分区，采用不同压力等级的管材和不同的灌溉方式。
    （5）如管道纵向拐弯处可能产生真空，应留出2～3 ｍ水头的余压。
    （6）固定管道宜埋在地下，易损管材必须埋在地下。埋深应不小于60cm，并应在冻土层以下。
    （7）铺设在地面上直径不大于100mm的固定管道，应在拐弯处设置镇墩。两个镇墩之间的管道应设置伸缩节或柔性接头。
    （8）铺设在松软地基或有可能发生不均匀沉降地段的刚性管道，对管基应进行处理。
    （9）各级管道进口必须设置节制阀，分水口较多的输配水管道，每隔３～５个分水口应设置一个节制阀；管道最低处应设置排水阀。
    （10）应根据水力特性，在相应位置设进、排气阀或水锤防护装置。
    （11）应设置压力、流量计量装置。　　

6.在管网设计中如何选配水泵动力机？　　

低压管道输水灌溉系统水泵动力机的选择，应满足以下要求：　　

（1）根据管道输水工程的流量和扬程正确选择和安装水泵，使其在高效性能区运行。
    （2）尽量选购机泵一体化或机泵已经组装配套的产品，并必须选购国家规定的节能产品。
    （3）在电力供应有保障的地区，尽量采用电动机。
    （4）用于管道输水的水泵主要是离心泵、潜水电泵、长轴井泵等。　　

（5）井灌区管道输水一般使用配套好的离心泵或潜水泵。　　

7. 管道输水灌溉用的管材有哪些？　　

目前井灌区低压管道输水工程所用管材，主要有塑料管、预制混凝土管以及现场连续浇筑混凝土管等。　　

(1) 塑料硬管。　　

 (2) 塑料软管。分为两种：一种是薄膜塑料软管，大多数由白色塑料吹塑而成，放到田间远看像一条蜿蜒曲折的白龙，俗称小白龙。另一种是类似消防队员使用的维纶涂塑软管，它既可以作低压输水管道用，也可以作为移动式喷灌机的配套管材。　　

   (3) 预制混凝土管。这是用人工方法或制管机在加工场预制成，运输到施工现场安装连接。在有原材料来源的地方，就地生产预制管造价低，但施工安装中管道接头多，施工速度慢，劳动强度大，安装技术要求高，接头处质量不易保证，容易漏水。　　

 (4) 现场连续浇筑混凝土管。这是在施工现场挖好的沟里直接浇筑成型的混凝土管。这种方法无接头处理工序，无运输、搬运损环等问题，但非专业施工队伍现场浇筑质量难以控制。　　

8.管道系统中的安全保护装置有哪些？　　

管道系统中应设各类阀门以保障管网系统运行时的安全，常见的有：　　

（1）逆止阀。只允许管道水体单向流动的部件。
    （2）进气阀。安装在高处的管道自动进气部件，在负压时能自动补气。
    （3）排气阀。安装在管线驼峰或最高处，用于管道充水时排除管内空气的装置。
    （4）泄水阀。安装在管线末端或最低处用于泄水检修、冲洗和安全保护的装置。
    （5）安全阀。是一种压力释放装置，安装在管路较低处，起超压保护作用。即当管内压力超出设定值时，能迅速开启排出管中水流，从而限制管内压力过高，保证管道安全。　　

9.管道系统在运行管理中应注意哪些事项？　　

为了保证工程设备的完好和正常运行，充分发挥工程效益，必须把管灌系统的运行管理工作置于重要位置，常抓不懈。　　

    (1) 专人管理。根据工程规模的大小和生产体制，配备专管人员，或建立必要的管理组织，实行管理责任制。
    (2) 制定管理制度。民主制定包括运行管理、用水管理、水费征收办法、设备维修保养等规章制度，并严格执行。
    (3) 做好设备的维修养护。机井应设井台、井盖或井房，防止污染、淤塞和破坏；定期检查维修机泵，保证正常运行；经常检查管道、给水栓、安全装置及其他工程，发现漏水、损坏现象，应及时修理。
    (4) 正确操作。为防止压力瞬时骤增，破坏管道，水泵开机前应首先打开出水口，变换出水口应先开后关，严禁突然开启或突然关闭阀门和出水口，灌溉完毕应先停机后关出水口。　　

10.什么是田间闸管灌溉技术?　　

田间闸管灌溉系统由移动软管道和管道上配置的多个供水闸门组成，闸门间距及规格可根据田间沟(畦)间距(宽度)及所需流量确定。该系统用于替代毛渠完成田间输配水过程，并通过调节闸门开度控制进入沟(畦)的流量。　　

    国家节水灌溉北京工程技术研究中心(中国水利水电科学研究院水利研究所)在引进国外先进技术和设备的基础上，研制开发出田间闸管灌溉系统(专利号：ZL 99208558.6)。田间闸管灌溉系统已在新疆、宁夏、甘肃、山东、河南等地大面积应用，具有节水、节能、省地、投资少等优点，受到了用户的广泛欢迎。　　

四、设计题　　

1.参考答案　　

(一)灌溉制度　　

1．灌水定额　　

灌水定额主要由小麦抽穗期灌溉控制，按下式计算：　　

式中  ——设计净灌水定额，m³／hm²。　　

——计划湿润层深度，m。一般大田作物取0.4～　0.6m　，蔬菜取0.2～　0.3m　，果树取0.8～　1.0m　；　　

——计划湿润层土壤的干容重，砂姜黑土为14kN／m³；　　

、——灌水上、下限，对小麦分别取田间持水量(砂姜黑土为占干土重的28％)的90％和65％。　　

则　　

（m³／hm²）=32.7（m³/亩）　　

2．灌水周期　　

该灌区在4月下旬至5月上旬需水高峰时期(拔节、孕穗和抽穗、开花期)的需水强度为　5.8mm　／d，灌水周期可由下式计算：　　

(d)　　

取灌水周期为9天。　　

3．单井控制灌溉面积　　

根据与该灌区相邻且水文地质条件相同的机井测试，单井出水量一般在40～50m³／h，取=　45m³　／h作为本灌区的单井出水量。每天灌水时问按13h计，灌水周期为9d，灌溉水的有效利用系数7取0.855，则单井控制灌溉面积可按下式计算：　　

(亩)　　

取=135(亩)　　

4．机井数量　　

灌区耕地2700亩，单井控制面积135亩，则需打井数　　

（眼）　　

(二)机井及管网布置　　

(1)井型及井位。根据灌区的水文地质条件，机井采用无砂混凝土筒井，井深为　30m　，井径　0.7m　。　　

由于灌区沟、路已成系统，每块方田约130～140亩，为尽量减少管道长度和输水水头损失，机井井位拟布设在地块中央。　　

(2)管网布置。采用H形布置，如图1所示。　　

图1单井管网布置　　

(三)管网设计　　

(1)管材。根据铺设技术简易，施工工期短，质量标准易保证，造价低廉等条件，选用薄壁塑料硬管，各种管件采用塑料厂家定型配套产品。　　

(2)管径。由于机井在地块中央，管网为H形布置，可以有两种运行方式：～种是水泵将水送人管网管首，然后向两侧干管分流，两侧同时开启1～2个出水口灌水，这种方式干、支管所输送的流量各为，可缩小管径，节约投资，缺点是运行管理不便，由于两侧出水口可能启用不同步或误操作，容易影响管网的安全运行；另一种是按4条支管轮灌，在灌水的支管上每次开启2个出水口，这种方式运行管理方便，安全可靠，但管径可能需加大而增加投资，否则，管道的水头损失会增大而加大能源消耗。考虑目前农村的管理水平较低，拟采取第二种方式设计管道，管径按产品规格偏小取用。待管理水平提高后再改为第一种方式运行，以节省能耗，降低灌溉成本。　　

已知单井出水量=　45m³　／h，管道采用薄壁塑料硬管，其经济流速取m/s，地面移动软管的经济流速取m／s，则管径可按下式初估：　　

干、支管：　　

(m)　　

按塑料管规格，偏小取用，采用　110mm　。　　

地面移动软管：（m）　　

采用　110mm　。　　

(3)管道水力计算。　　

1)沿程水头损失。水头损失为：　　

式中  一一管段长度，m；　　

一一管道内径，mm；　　

一—管道流量，m³／h；　　

一—=1.77；　　

——=0.948×10⁵；　　

——=4.77。　　

各级管道沿程水头损失计算成果如表1。　　

2)局部水头损失。可近似地按沿程水头损失的10％估计，即=　0.3m　。　　

表1                   沿程水头损失计算成果表　　

管段　　

长度　　

(m)　　

管径　　

（mm）　　

流量　　

（m³／h）　　

沿程水头损失　　

(m)　　

干管　0A　　　

50　　

　1l　0　　

45.0　　

0.73　　

支管AB　　

140  　　

110　　

45.0　　

2.05　　

支管BC　　

56　　

　1l　0　　

22.5　　

0.24　　

地面移动软管　　

50　　

110　　

22.5　　

0.21　　

合  计　　

3.23　　

(4)限压通气管高度。限压通气管是安装在管首的管网安全保护装置，采取一根与干管等径的塑料硬管，通过三通与管首及水泵出水管连接。限压通气竖管的高度应等于管首的最大工作水头加超高，即：　　

式中  —一地面移动软管出口工作水头，按　0.2m　计；　　

——为保持工作稳定，避免限压通气管频繁溢流而增加的超高，取　0.4m　；　　

——沿程和局部水头损失，数值见前面计算。　　

则    (m)　　

取限压通气管高度为　4.1m　。　　

(5)管道埋设深度。根据冻土层深度和防止鼠害要求，埋深取　0.7m　。　　

(四)机泵选型　　

根据该井灌区规划资料，在保证率75％时，地下水多年调节计算中连续枯水段末的地下水埋深将降至　5.0m　，加上机井抽水时的动水位降深　3m　，管路摩阻损失　3.53m　，地面移动软管出口工作水头　0.2m　，合计最大总水头=　11.73m　，其中吸程　8.0m　。　　

以上是最大水头值，据此选择水泵是不经济的，还应考虑多年平均的情况。根据地下水多年调节资料，多年平均地下水位埋深为3．　2m　。管路摩阻损失按最远2个出水口放水和最近2个出水口放水所计算的数值平均，则平均摩阻损失为　2.56m　，则平均水头为：　　

(m)　　

水泵流量按机井出水量　45m³　／h考虑。　　

根据以上数据，选用IB型单级离心泵．型号IB80—50一315，其性能参数为=　50m³　／h，=　12.5m　，=2900r／min，=3.7kW，=56％，=　3.4m　。　　

考虑农村供电困难，动力机选用4.41kw柴油机。　　

该水泵的最大吸程Hm，而机井需要的最大吸程为　8.0m　，为此，水泵应考虑落井安装，水泵应安置在地面以下　1.4m　。　　

2． 参考答案　　

（一）灌溉制度　　

(1)灌水定额：当地需水关键期主要处于小麦抽穗期，设计灌水定额用下式计算：　　

(mm)　　

式中  一一灌水定额，（m³／hm²以或mm；一一计划湿润层深度，取=　0.6 m　；　　

、——灌水上、下限，分别取田间持水量的95％和65％。　　

田间水的有效利用系数，取为0.95。　　

(2)灌水周期：该灌区在4月下旬至5月上旬需水高峰时期(小麦拔节孕穗期、抽穗开花期)的需水强度为　5.5 mm　/d，灌水周期可由下式计算：　　

(d)　　

取灌水周期为12 d。　　

(3)单井控制灌溉面积：根据与该灌区相邻且水文地质条件相同的抽水试验结果，当地单井出水量一般在40～　50 m³　／h，取=　40 m³　/h一作为本灌区的单井出水量。每天灌水时间可控制在16～20 h之间(按16 h计)，灌水周期为12 d，灌溉水的有效利用系数：0.95，则单井控制灌溉面积可按下式计算：　　

(hm²)　　

取=ll hm²。　　

(4)机井数量：灌区耕地9.9 hm²。，单井控制面积11 hm²。，故该区需打井数=1眼。　　

（二）管网布置　　

①该系统采用潜水泵在水源井中抽水加压，通过固定管道送到给水栓，然后利用移动软管进行灌溉。考虑到输电线路的便利和尽可能利用原有井位，将水源井布置在灌溉地块的西北角(图1)。该区内为单井布置管道，自成一套灌溉系统，管道布置分干管、支管两级管道，支管沿种植方向布置，如图1所示。共布置1条干管，6条支管，支管间距　50 m　，每条支管上给水栓(出水口)的位置如图中圆点所示，给水栓间距设定为　50 m　。　　

图1单井管网布置　　

②为了减少出水口对粮田的冲刷，以免破坏土壤结构或损伤作物，除33^#～38^#给水栓外，均按每次同时开启4个给水栓(出水管口)、各出水口的流量均控制在=　10m³　/h实施灌溉。同时，考虑到田间操作与管理的方便，具体灌溉时，应尽可能保持每次同时开启的给水栓相邻。为此，将该灌溉系统共分成10个轮灌小组：前8个轮灌组共包括32个给水栓(1^#～32^#)，按图中编号顺序开启(各组内给水栓的开启顺序可根据需要予以调整)，每组4个给水栓；后6个给。水栓分成2个轮灌组(33^#～35^#，36^#～38^#)，每组3个给水栓，此时，为个出水口的流量=　10m³　/h，应在系统首部安装调压阀以进行流量节。这种方式运行管理方便，安全可靠。　　

单个轮灌组工作的时间（h）　　

式中为单个给水栓控制的面积（m²）。其他符号意义同前。　　

③为了维护管道系统的正常运行，防止冻胀的发生，每年在灌溉季节后、冬季来临之前，都需将管道系统中的余水排出，因此，在地块的东南角(处)设排水井1眼，并铺设排水管与各支管末端相连，排水管拟UPVC双壁波纹管。　　

（三）、管网设计　　

(1)管材：该灌区干管、支管拟选用聚氯乙烯塑料管(PVC)，支管间距m，支管上给水栓(出水口)间距　50 m　，地面管道拟选用消防涂塑软管。　　

(2)管径估算：干管流量=　40 m³　／h，，采用PVC管道，其经济流速=　1.2 m　/s，则管径可按下式初估：　　

(m)　　

按塑料管规格，采用110 PVC管，壁厚　2.2 mm　，公称压力0.4 Mpa。　　

根据轮灌组的编排方式，支管运用的状态可分为如下4种情形：　　

（1）一般情形（2条支管、4个出水口同时工作）：共包括7个轮灌组（涉及(1^#～12^#、(17^#～32^#共28个给水栓)，估计支管管径时，支管流量按=　20 m³　／h考虑。　　

（2）4条支管、4个出水口同时工作：仅包括1个轮灌组(涉及13^#～16^#给水栓)，由于每条支管的流量仅为第（1）种情形的1／2，故按第①种情形估算出的管径必然可以满足该种情形的要求；　　

（3）2条支管、3个出水口同时工作：仅包括1个轮灌组(涉及33^#～35^#给水栓)，较第（1）①种情形少1个出水口，故按第（1）种情形估算管径即可，但应考虑调节流量；　　

④1条支管、3个出水口同时工作：仅包括1个轮灌组(涉及36^#～38^#给水栓)，由于须进行流量调节，故估算支管管径时仍按第（1）种情形考虑。　　

综上，按第（1）种情形估算支管管径。采用PVC管道，取经济流速=　1.2 m　/s，则支管管径按下式初估：　　

（m）　　

按塑料管规格，采用90 PVC管，壁厚　1.8 mm　，公称压力0.4 Mpa。　　

地面移动软管流量为=　10 m³　／h，经济流速口数取为　0.6 m　/s，则　　

采用　90mm　消防涂塑软管，壁厚　1.6 mm　.。 　　

(3)管道水力计算：管道水力计算按最不利的轮灌组(即同时开启1^#～4^#给水栓)考虑。　　

①沿程水头损失，为：　　

式中  一一管段长度，m；　　

     一一管道内径，mm；　　

一—管道流量，m³／h；　　

一—=1.77；　　

——=0.948×10⁵；　　

——=4.77。　　

各级管道沿程水头损失计算成果见表1。　　

表1  沿程水头损失计算成果表　　

管段　　

长度　　

(m)　　

管径外　　

（mm）　　

管径内　　

（mm）　　

流量　　

（m³／h）　　

沿程水头损失(m)　　

干管　　

260　　

　1l　0　　

105.6　　

40.0　　

3.75　　

支管　　

300　　

90　　

86.4　　

20.0　　

3.31　　

地面移动软管　　

50　　

90　　

86.8　　

10　　

0.16　　

合  计　　

7.22　　

②局部水头损失力：按沿程水头损失的10％近似估计，即=　0.72m　。　　

(4)管道埋设深度：根据冻土层深度和防止鼠害要求，埋深取　0.8 m　。　　

（四）、机泵选型　　

北京市通州区水利局i980年以来的地下水观测资料表明：目前，当地地下水的平均静水位为7.9～8　.4 m　，平均动水位介于17.0～18　.4 m　之间，而地下水埋深的年均下降速度约为　0.15 m　/a。若井的使用寿命按50年计，则地下水的最低动水位将降至　25.9 m　，因而潜水泵的落井深度应在　26.5 m　以下。最大管路水头损失+=　7.94 m　，地面移动软管出口工作水头取　0.5 m　，合计所需最大总水头=25.9+7.94+0.5=　34.4 m　　　

流量=　40 m³　／h。　　

根据以上数据，选用200QJ40—39／3潜水泵，其性能参数为流量流量=　40 m³　／h。　　

扬程=　39 m　，功率=7.5 kw，效率=77.5％。　　

（五）、投资概算（略）　　

第五章  喷灌工程技术　　

一、 名词解释　　

1．喷灌强度 　　

喷灌强度：指一定时间内 (如1分钟)喷洒在灌溉土地上的水量，常以每分钟降多少毫米水深来表示。　　

2． 喷灌均匀度：指灌溉地块内各个地方的降水要大体均匀。要使农作物大面积均衡高产，必须保证灌水均匀，因此这是衡量灌水质量好坏的主要指标。　　

3．水滴雾化程度：指喷头喷射到空中的水流要充分粉碎，形成大小适中的雨滴，它以水滴平均直径或以喷头工作压力与喷嘴直径的比值来表示喷射水流的粉碎程度。　　

 4.允许喷灌强度　　

根据土壤入渗特性、地面坡度及覆盖程度等确定的喷灌强度的允许值。　　

5.组合喷灌强度　　

多喷头同时喷洒时，喷洒区域内的平均喷洒强度。　　

二、填空　　

1．地下水的来源主要有三部分：降雨入渗量、侧向补给、灌溉回归水量。　　

2．喷灌系统的组成包括：水源、水泵和动力机、管道系统、喷头。　　

3．喷灌系统按系统获得压力的方式：机压喷灌系统、自压喷灌系统。　　

4．机压喷灌系统是指由动力机和水泵为喷头提供工作压力。　　

5．自压喷灌系统是指当水源位置高于田面，且有足够的落差时，利用水源具有的自然水头，用管道将水引到灌区实现喷灌的一种喷灌系统。　　

6．喷灌系统根据管道的可移动程度，分为：固定式喷灌系统、半固定式喷灌系统、移动式喷灌系统。　　

7．灌溉工作制度分为轮灌和续灌。　　

8．1L/s＝3.6m³/h。　　

三、判断题（正确的画√，错误的画×）　　

1．20%原则是指控制支管上任意两个喷头的工作压力水头之差不超过喷头设计工作压力水头的20%。 （√）  　　

2．日本为干旱半干旱地区，有300万亩灌溉土地，90％以上实现了管道化。水的有效利用系数很高，全国主要水系已连结成统一水网。（ ×  ）　　

四、选择填空（将其中一个正确的题号填在括号内）　　

１、喷头按其结构形式和水流性状可分多种类型，目前生产实践中广泛应用的是（ D  ）喷头。　　

A.孔管式 　B.缝隙式 　C.全射流式 　D.摇臂式　　

２、山丘区零星小块耕地宜用（ C  ）喷灌系统。　　

A.固定式 　B.半固定式 　C.移动式 　D.绞盘式　　

3、一个喷灌系统喷头、竖管、支管可以移动，其它各组成部分都固定不动，则称为（ B  ）喷灌系统。　　

A.固定式 　B.半固定式 　C.移动式 　D.管道式　　

4、（ A  ）喷头组合型式适宜布置在风向多变的喷灌区。　　

A.矩形 　B.正方形 　C.平行四边形 　D.三角形　　

5、滴灌的主要缺点是（ B  ）。　　

A.灌水流量太小 　B.易堵塞 　C.适用范围小 　D.管理复杂　　

五、简答题　　

1． 　　

步骤一：以进口最大流量计算沿程水头损失；　　

步骤二：然后乘以多孔系数进行修正。　　

2． 　　

控制件：阀门、安全阀、减压阀、进排气阀等；　　

弯头；三通；四通；异径管；堵头。　　

3．工作压力对喷灌系统的水量分布有非常大的影响，以下三个图分别对应于压力过大、压力过小、压力适中的哪种情况？并解释形成这种现象的原因。　　

压力适中　　

压力适中，水量分布曲线近似一个等腰三角形。　　

压力过低　　

压力过低，水流分裂不足，大部分水量射到远处，中间水量少。　　

压力过高　　

压力太高，将使水流分裂加剧，大部分水滴都小，射程不远，远处水量不足。　　

 4.哪些地方发展喷灌效果最好？　　

根据喷灌发展经验，下列地区实施喷灌可获得较好的效益，可优先发展喷灌工程。　　

 （1）种植经济作物、蔬菜、果树、花卉等高附加值的作物的地区。
    （2）在灌溉水源缺乏的地区；高扬程灌区；因土壤或地形限制难以实施地面灌溉的地区；有自压喷灌条件的地区。
    （3）不属于多风地区或灌溉季节风较小的地区；种植需要调节田间小气候的作物，包括防干热风或防霜冻的地区。
    （4）经济实力较强、农民技术水平较高、劳力紧张、实现了适度规模经营、统一种植、统一管理的地区。　　

5 .选择喷灌系统时应考虑哪些因素?　　

  （1）水源类型及位置。
    （2）地形地貌，土壤类型、质地。
    （3）作物生长期降水量，灌溉期间风速、风向。
    （4）作物种类、耕作方式。
    （5）社会经济条件、生产管理体制、劳动力状况及劳动者素质。
    （6） 喷灌系统运营方式等。　　

6． 何为固定管道式如何选型？　　

  （1）经济条件较好的地区。
    （2）地形起伏较大的灌区。
    （3）灌水次数频繁的地区。
    （4）劳动力缺乏地区。
    （5）灌溉对象为蔬菜、茶园、果树等经济作物及园林、花卉和绿地。　　

7．半固定管道式喷灌如何选型？　　

 （1）以地下水为水源的单井灌溉区。
    （2）地面较为平坦的地区。
    （3）灌溉对象为大田粮食作物。
    （4）气候严寒、冻土层较深的地区。　　

8． 何为机组式喷灌系统？如何选型？　　

机组式喷灌系统是指以移动式喷灌机组为主体的喷灌系统，有大中型与轻小型之分。　　

大中型机组式喷灌系统应符合下列条件之一：
    （1）土地开阔连片、地势平坦、田间障碍物少的地区。
    （2）经济条件较好、技术力量较强的地区。
    （3）灌溉对象为大田作物、牧草等。　　

    轻、小型机组式喷灌系统应符合下列条件之一：
    （1）灌水次数较少或用于临时性抗旱灌溉。
    （2）丘陵地区零星、分散耕地的灌溉。
    （3）水源较为分散、无电源或供电保证率较低的地区。　　

9.喷头的水力特性指标有哪些？　　

喷头的水力特性包括喷头流量、水量分布曲线、射程和喷射高度这四个指标。　　

    （1）喷头流量。是指在常温和制造厂技术性能表中声明的试验压力下，喷头配某一种喷嘴，单位时间内喷洒出的水量。
    （2）喷头水量分布曲线。是指以离开喷头的径向水平距离为横坐标，喷灌水量为纵坐标所绘出的水量分布曲线，它是喷头与用于测量降水量的雨量筒之间距离的函数。喷头水量分布特性用水量分布图即喷头喷洒范围内的等水深线图来表示。
    （3）喷头射程。是指喷头正常工作时，喷洒有效湿润范围的半径，即在正常旋转情况下，喷头中心线距测出的灌水强度为某一数值的那个点的距离。对流量大于0.075 m³/h的喷头，该点的灌水强度为0.25 mm/h；对流量等于或小于0.075 m³/h的喷头，该点的灌水强度为0.13 mm/h。对换向喷头，应在除最大极限角度以外的其他任何角度上测量。
    （4）喷射高度。：是指喷头在试验压力下运行时，喷出的水束相对于喷嘴的最大高度。喷头的压力应在距其进口下200 mm 处实测得到。　　

10.喷灌机有哪些种类？　　

（1）时针式喷灌机。     （2）平移式喷灌机。
    （3）滚移式喷灌机。
    （4）纵拖式喷灌机。    （5）绞盘式喷灌机。
     （6）双悬臂式喷灌机。
    （7）平移——回转式喷灌机。　　

    轻小型喷灌机由于价格较低、机动灵活、适应性较强，是当前我国农村使用最广泛的一种喷灌机，主要用于非经常性的抗旱灌溉。　　

11. 喷灌用管道有哪些？如何选用？　　

按照使用条件可将喷灌用管道分成两大类。　　

(1) 固定管道。
    (2) 移动管道。    　　

喷灌管道的选用，应首先根据使用的目的是作为固定管道还是移动管道，是在什么条件下工作等情况，来选择采用哪种类型的管道。如轻小型移动喷灌机常用软管来作为移动管道，绞盘式喷灌机用半软管作移动管道，移动式喷灌系统的管道或半固定式喷灌系统的地面移动管道，常用薄壁铝合金管；而固定式喷灌系统或半固定式喷灌系统的地埋管道，一般采用钢筋混凝土管、硬塑料管、铸铁管、钢管。当确定采用管道的类型后，便要通过专门的水力计算来选择管道的直径和需要的工作压力，最后按照生产厂家提供的该类管道的性能表，选择采用等于或略大于计算所需直径和工作压力的管道。　　

六、设计题　　

1．　　

（Ⅰ）支管允许的最大水头偏差：　　

350kPa×20%=70kPa=　7m　　　

（Ⅱ）无旁孔出流时的水头损失：　　

Hf0=1.1×fLQm/db=1.1×0.948×105×(7×18+9)×(3.2×8)1.77/584.77=　16.9m　　　

多孔出流时的水头损失：　　

Hf＝Hf0×F=16.9×0.387=　6.55m　　　

支管进口水头：　　

H0＝H喷头设计压力＋H竖管高度＋3/4Hf±1/2Z＝35+1+3/4×6.55+0=　40.91m　　　

 2．基本资料　　

第六章  微灌工程技术　　

一、 名词解释　　

1．微灌　　

它可根据作物需水要求，通过低压管道系统与安装在末级管道上的特制灌水器，将水和作物生长所需的养分以较小的流量均匀、准确地直接输送到作物根部附近的土壤表面或土层中的灌水方法。　　

2．灌水器　　

是微灌设备中最关键的部件，是直接向作物施水的设备，其作用是消减压力，将水流变为水滴或细流或喷洒状施入土壤，包括滴头、滴灌带、滴灌管、微喷头、微喷带、渗灌管等，灌水器多数是用塑料制成的　　

二、填空　　

1．微灌按所用设备（灌水器）及出流方式不同，主要有滴灌、微喷灌、小管出流灌、重力滴灌和渗灌四种。　　

2. 首部枢纽一般由取水阀、止回阀、进排气阀、计量装置、施肥器、过滤器等部分组成。　　

三、判断题（正确的画√，错误的画×）　　

1．微灌包括喷灌、滴灌（地表与地下滴灌）、微喷灌、涌泉灌（小管出流灌）、重力滴灌、渗灌几种灌溉形式。（×） 　　

2．流态指数x反映了灌水器的流量对压力变化的敏感程度。（√）　　

四、简答题　　

1.微灌的经济效益如何？　　

微灌是一种非常精细的灌水方法，毛管、过滤器、灌水器等加工制造技术要求十分精密，为了把水直接送到作物根部，造成毛管和灌水器使用数量较多，对密植条播作物，几乎一行作物就布设一条毛管，地里到处都是一条条的毛管，带来设备投资较高的后果。高投入必须要有高产出来支撑，否则是推广不了的。从经济的角度看，微灌一般只适用于经济价值较高的作物，如葡萄、苹果等果园以及苗圃花卉、瓜果蔬菜等。微灌是温室大棚等设施农业的配套灌水技术，许多地方的农民已在大棚蔬菜栽培中采用滴灌。　　

2.哪些地方哪些作物最适合微灌？　　

微灌适应性强，无论是山丘、坡地、河滩等不利地形以及质地差的土壤均可采用。在我国的北方和西北干旱缺水地区，是微灌最有发展前景的地方。南方的丘陵区不少是种植柑橘等经济林果区，由于降雨年内分布不均匀，需进行补充性灌溉，也是适宜发展微灌的地区。　　

 微灌最适用于经济林果作物，北方的苹果可以采用滴灌、微喷、涌泉灌或是渗灌，效果都很好。北方和西北地区的葡萄、瓜果采用滴灌最为理想。南方的柑橘、茶叶、胡椒等经济作物最好采用微喷，既可以增加土壤水分又可以调节田间小气候，食用菌、黑木耳、苗木、花卉等采用微喷灌效果最理想。大田作物，如小麦、玉米等采用移动式滴灌效果也不错。　　

3. 微灌系统有哪几种类型？　　

根据不同的作物和种植类型，微灌系统可分为固定式和移动式两类。　　

固定式微灌系统是指全部管网安装好后不再移动，固定在地表或埋入地下。这种类型的系统常用于宽行作物，如果树、葡萄等。　　

移动式微灌系统千、支管道为固定的，仅田间的毛管是移动的，一条毛管可控制数行作物，灌水时，灌完一行后再移至另一行进行灌溉，依次移动可灌数行。这样可提高毛管的利用率，从而大大降低设备投资。这种类型的微灌系统常用在较密植的大田作物和宽行的瓜类等作物。　　

    根据管网安装方式的不同，微灌系统又可分为地表式和地埋式微灌系统。地表式一般是指支毛管铺设在地面上，其优点是管网安装较省工，也便于检修，缺点是有碍田间耕作，设备易于老化和损坏。地埋式则可避免地表式的缺点，但却不便检修，因此，在选择时要根据当地条件权衡其利弊而定。　　

4. 微灌工程由哪些部分组成？　　

微灌工程通常由水源、首部枢纽、输配水管网和灌水器四部分组成。其中首部枢纽和灌水器是其他灌水方法所没有的。把水泵、动力机、控制阀、过滤设备、施肥施药装置、压力及流量量测仪表等组装在一起称首部枢纽。它的作用是从水源抽水加压并进行过滤处理，溶解掺入肥料，然后送入输配水管网，可以把它比作人的“心脏”。　　

 微灌的灌水器有滴头、滴灌带或微喷头等多种形式。这是微灌灌水设备的关键部件，靠它们直接向作物补水，灌水量够不够、作物之间受水是否均匀，很大程度上取决于灌水器的性能、质量和布设的合理程度。灌水器大多用塑料制成，使用的数量很多。　　

5.微灌用水为什么要进行过滤？　　

由于微灌灌水器的出水孔径都很细小，如滴头的水流通道尺寸很小，只有零点几毫米，微喷头的出水流道孔径略大一些，也不超过2mm。加之微灌系统的工作压力低，出流缓慢，若灌溉水不经过严格过滤处理，杂质很容易堵塞滴头或微喷头，少部分灌水器堵塞，对作物产量影响不大，如果大量灌水器堵塞，就会使整个灌溉系统报废。所以，当水中泥沙含量高时，必须经过过滤后才能进入微灌系统。净化过滤设备对微灌系统的正常运行至关重要，是延长微灌工程使用寿命和保证作物均衡增产的关键。　　

6.怎样进行微灌用水的过滤处理？　　

微灌系统常用的过滤器有离心式过滤器、网式过滤器、砂过滤器等不同类型。它们的结构不同，过滤的功能与效果也不同，应当针对不同水质情况，并考虑到所选用的灌水器规格和抗堵塞性能，组合起来使用。　　

对微灌用水的过滤处理程序通常要求如下：首先采用拦污栅或沉淀池对微灌用水进行净化，接着采用离心式过滤器或砂过滤器进行初步过滤，最后采用滤网过滤器或叠片式过滤器去除水中较细微的杂质。　　

为了防止滴头、微喷头的堵塞，在经过多级沉淀过滤时，要严格操作规程，加强设施的维护。　　

7.过滤器有哪些种类？　　

微灌系统用的过滤器品种很多，常用的有：
    (1) 筛网过滤器。可根据灌水器孔径大小来选配不同网目的滤网，以拦截无机污物。
    (2) 砂过滤器。在一个压力密封缸内装一定规格的纯砂，水经过砂层就可以滤除水中的杂质和过滤水中有机物，如鱼卵、藻类等。
    (3) 离心式过滤器。也叫水砂分离器，水经过离心力作用，将水中砂子分离出去，当井水或河水含砂粒多时，作为第一级过滤之用，但还应与筛网过滤器配合使用。　　

8.离心式和砂过滤器分别用在什么场合？　　

离心式过滤器靠水流高速旋转的离心力使水中粒径大于0.075 mm以上的泥沙颗粒和污物分离清除出来，可以连续过滤灌溉水，但在水泵启动和停机时过滤效果下降，会有较多的砂粒进入系统，另外，水头损失也较大。
    砂过滤器是在塑料或不锈钢罐中放入多层不同粒径的砂或砾石，水流中的细粒污物经过这些砂层后被拦截附着在砂粒上，然后通过定期反冲洗把它们排出，它不仅能过滤细粒泥土，还可以过滤水中藻类和水生物等有机生物，但是管理维护较复杂，投资较高。
离心式过滤器和砂过滤器通常作初步过滤用。　　

9.滤网式和叠片式过滤器分别用在什么场合？　　

滤网过滤器靠孔眼细小的尼龙网或不锈钢钢丝网来过滤，要根据不同的水质和灌水器出水孔径大小选用不同网目的滤网，一般要求滤网的孔径大小为所使用的灌水器出水孔径的1/7～1/10，主要用于过滤灌溉水中的粉粒、砂和水垢等污物，也可过滤含有少量有机物的灌溉水，但当有机物含量较多时过滤效果较差。
    叠片式过滤器是由带小沟槽的塑料圆片叠加在一起组成，结构紧凑，工作时水流通过叠片，泥沙被拦截在叠片沟槽中，清水通过叠片的沟槽进入管网。
    滤网过滤器和叠片式过滤器都是过滤比较细微的杂质用的。　　

10.微灌系统使用拦污栅、沉淀池等工程措施的目的是什么？　　

为了减轻过滤器的负担，应在它们的前边用拦污栅、沉淀池等工程措施对水质进行初步净化。拦污栅用于拦截水源中的枯枝残叶、杂草、藻类和其他较大的飘浮物。沉淀池用于沉淀水中的砂粒和淤泥。　　

11.滴灌施肥施药设备有哪些种类？如何选用？　　

由于滴灌属于局部灌溉，作物主要是通过土壤中的水分来吸收和利用土壤养分和肥料的，故进行滴灌时必须将肥料添加到灌溉水中一同施向作物，在某种程度上，可以说没有施肥就没有滴灌。
    常用的设备有压差式施肥罐、开敞式肥料罐、文丘里施肥器。
    压差式施肥罐优点是加工制造简单，造价低，不需外加动力设备，缺点是溶液浓度变化大，难以控制，添加化肥次数频繁、麻烦。开敞式肥料罐用于自压微灌系统中，使用很方便。文丘里施肥器特点是结构简单，使用方便，缺点是稳定性差，影响施肥的均匀性。　　

12.滴灌灌水器有哪些种类？　　

滴头是使有压水减压形成水滴并断续滴出的灌水装置，其种类如下：
    (1) 滴灌带（管）。滴头与毛管制成一体，并有输水和滴水功能的软管。
    (2) 管间滴头。直径与毛管相近并串接在毛管中间的滴头。
    (3) 管上滴头。插入毛管并固定在管壁的滴头。
    (4) 涡流式滴头。以涡流方式消能的滴头。
    (5) 长流道滴头。利用长流道的沿程摩阻损失以减压的滴头。
    (6) 孔口式滴头。利用微小孔口的局部水头损失减压的滴头。
    (7) 双壁管。在横断面上有双层管壁，且在管壁上有错开的双层小孔，并能同时起输水管和滴头作用的毛管，也称滴灌带或双腔毛管。
    (8) 多孔管。用多孔材料制成的管内有压水流可以渗出管壁的毛管。
    (9) 压力补偿式滴头。能随压力变化而改变过水断面或流道长度，保持滴水量基本不变的滴头。　　

13. 如何选择微喷头？　　

微喷头的出水量远远小于喷灌所用的普通喷头，喷水量不超过250 L/h，即每小时1/4 m3的水量。微喷头有固定式、旋转式(全圆、扇形)等多种型式，花样繁多，适用于果园、苗圃、花卉、蔬菜、草坪绿地等各种场合。
    选用微喷头时要考虑不同作物的要求和土壤的渗水、保水性能等。首先喷水量不能太大、太集中，如果超过土壤的渗水性，就会在地表积水，产生径流；第二要适合作物种类和生长阶段的特点，如花卉、蔬菜等作物幼苗十分娇嫩，要求喷洒水雾化好，喷水量小一些，而成年果树要求就不十分严格；第三，喷水均匀；第四，抗堵塞性能好，价格便宜，清洗、更换方便。
    选择微喷头时，要详细了解它的名称、型号、工作压力、流量、射程、雾化程度、扇形角度等。　　

14.如何选择滴头？　　

滴头有许多种型式，如孔口式、压力补偿式等。有的是安装在两段毛管之间，使之成为毛管的一部分；有的直接插在毛管壁上，有的粘贴在毛管内壁上，外表看不见，只能看见一个细小的孔眼。当毛管较长或地面起伏较大时，为保证毛管从头到尾各处滴水基本均匀，应优先考虑选用压力补偿式滴头，它可以借助水流压力使滴头内的弹性膜片变化，滴头过水流道断面面积随之跟着改变，从而使滴头出流量自动保持稳定，提高灌水均匀程度。对果树可选用不同型号的滴头作为灌水器，以适应其从小到大生长对水的不同需求。
     选择滴头时，应了解它的名称、型号、工作水头、流量、制造偏差、安装方式等，要挑选出水均匀、抗堵塞性能好，结构简单、坚固耐用、使用方便、价格便宜的滴头。不同的滴头适用于不同的作物、土壤等条件，具体规格、性能要求必须经过设计计算后确定。
    有一种叫双壁管的滴灌带，它上面的滴水孔直径和间距在工厂生产时已加工定好。它的流量用单位长度(每1m或100 m)滴灌带的总出水量来表示，要根据不同作物的不同需水要求，选择合适出水量的滴灌带。　　

15.怎样管好用好微灌系统中的灌水器？　　

灌水器在使用中要经常注意观察灌水器工作状况，如果发现出水量减少，就表明有堵塞的征兆，要及早采取处理措施。首先要分析堵塞形成的原因，微生物(藻类、真菌、细菌等)引起的堵塞可注入含氯浓度为万分之五的水，关闭整个系统，保持24h，然后打开系统进行彻底冲洗。具体实施常用次氯酸钠(俗称漂白粉)，其加入量应通过设计计算确定。
    如果灌溉水矿化度高，长期使用后水中溶解的碳酸钙会沉淀在滴头内或毛管中(类似水壶底部的白色沉淀物，俗称水碱)，造成堵塞，可用盐酸进行处理。方法是在100份体积的水中加入0.5～2份的盐酸(盐酸浓度为36％)，将含盐酸的水输进微灌系统，保持5～15 min。如果是暗红色的铁沉淀物沉淀堵塞，则用硫酸清洗。
应注意进行氯或酸处理后，对土壤均有一定的污染；应加强水源的水质过滤处理，尽量防止出现堵塞。
另外，进行酸处理时 应将酸加入水中，决不可将水加入酸中。
    应注意安全，防止酸污染水源或对人畜造成危害。　　

16.怎样管好用好微灌系统中的过滤器？　　

灌水过程中，要按操作规程要求，定期检查和冲洗过滤器，千万不要认为有了过滤器就万事大吉，冲洗时间早些晚些无所谓。
    滤网过滤器工作时，如果当过滤器上、下游水压差超过一定限度(2～5 m，用压力表量测)时，即应进行冲洗。冲洗方法有手工清洗和自动清洗两种。
    手工清洗方法是关闭水泵，扳动过滤器手柄，放松螺杆，拆开压盖，取出滤芯刷洗滤网上的污物，并用清水冲洗干净。自动清洗是过滤器不停止工作，当上下游压力差超过限值时，自动打开冲洗排污阀门，冲洗20～30 s后关闭，然后恢复正常运行。
     砂石过滤器运行一段时间后，当过滤器进出口压力差超过3～5 m时就要进行反冲洗。要注意控制反冲洗水流的速度，以防冲走作为过滤用的砂砾料。灌溉季节结束，要取出滤网过滤器的滤芯，刷洗凉干后备用。对砂石过滤器要彻底反冲洗；用氯进行消毒处理，防止微生物生长；要排干过滤器中的水并保持干燥，检查是否有砂结块，如有结块和粘着的污物应予清除，如果由于冲洗使过滤砂数量减少，需补充相应粒径的砂石，必要时可取出全部过滤砂石层，彻底冲洗后再重新逐层放入过滤器罐内。　　

17.怎样管好用好微灌系统中的施肥(农药)装置？　　

利用压差式化肥罐施肥(农药)时，肥(药)液浓度会随时间不断变化。为达到均匀施肥的目的，要注意各轮灌区的施肥时间，还应注意查看肥料(农药)是否全部溶解在化肥罐的水中。每次施肥或施农药后，必须用清水把系统冲洗干净，防止设备腐蚀。　　

五、计算题　　

　　　　——井水可灌面积，亩；　　

　　　　——微灌有水井可供水量，m3/d；　　

　　　　——灌溉水利用系数。　　

A＝50×20×0.95/(0.667×5)=285亩　　

285亩<350亩　　

说明此苹果园供水小于需水，不满足供需平衡。　　

可采取以下两种方法来解决问题：　　

一是调整作物种植结构，将耗水量高的作物改为耗水量低的作物。　　

二是有条件时建议采用补源措施。从灌区外引水，以达水资源来补平衡。 　　

第七章  作物需水量和灌溉用水量　　

一、 名词解释　　

1．全面灌溉  2．局部灌溉　　

二、填空　　

1．按照是否全面湿润整个农田、水输送到田间的方式和湿润土壤的方式，常将灌水技术分为全面灌溉  与局部灌溉  两大类。　　

2．根据灌溉水向田间输送的形式和湿润土壤的方式不同，地面灌溉可分为畦灌、沟灌和淹灌三类。　　

3．小畦灌水技术主要是指畦田“三改”灌水技术，也就是“长畦改短畦，宽畦改窄畦，大畦改小畦”，是我国北方井灌区行之有效的一种地面灌溉节水技术。小畦灌溉技术的关键指标是灌水定额、单宽流量、畦田地面坡度和畦长。　　

4．波涌灌溉又称涌流灌溉或间歇灌溉。有三种方式（1）定时段—变流程方式（2）定流程—变时段方式（3）定流程—流量方式　　

第八章  雨水集蓄利用技术　　

一、填空　　

1.输水系统是指输水沟（渠）和截流沟。　　

2.蓄水系统包括储水体及其附属设施，其作用是存储雨水。　　

3.雨水集蓄工程是指对降雨进行收集、汇流、存储以及进行节水灌溉的一套系统。一般由集雨系统、输水系统、蓄水系统和灌溉系统组成。　　

4.集雨系统主要是指收集雨水的集雨场地。首先应考虑具有一定产流面积的地方作为集雨场，没有天然条件的地方，则需人工修建集雨场。为了提高集流效率，减少渗漏损失，要用不透水物质或防渗材料对集雨场表面进行防渗处理。　　

5.蓄水池按其结构形式和作用可分为涝池、普通池和调压蓄水池等。　　

普通蓄水池一般是用人工材料修建的具有防渗作用，用于调节和蓄存径路的蓄水设施，主要用于小型农业灌溉或兼作人畜饮水用。按其结构、作用不同，一般可分为两大类型，即开敞式和封闭式类型。　　

6.调压蓄水池是指在降雨量多的地方，为了满足低压管道输水灌溉、喷、微灌等所需要的水头而修建的蓄水池。调压蓄水池的选址应尽量利用地形高差的特点，设在较高的位置以实现自压灌溉。　　

二、简答题　　

1.影响集流效率的主要因素？　　

（1）降雨特性对集流效率的影响　　

（2）集流面材料对集流效率的影响　　

（3）集流面坡度对集流效率的影响　　

（4）集流面前期含水量对集流效率的影响　　

2.主要附属设施？各部分的作用？　　

（1）沉沙池。其作用是沉降进窖水流中的泥沙含量。　　

（2）拦污栅与进水暗管。拦污栅作用是拦截水流中的杂物，如树叶、杂草等漂浮物和砖石块等，设在沉沙池的进口；进水暗管作用是将沉沙池与窖体连同，使沉淀后的水流顺利流入窖（池）中，其过水断面应根据最大进流量来确定。　　

（3）消力设施。为了减轻进窖水流对窖底的冲刷，要在进水暗管的下方窖底上设置消力设施，根据进窖流量的大小，援用消力池或消力框或设石板（混凝土板块）。　　

（4）窖口井台。其作用是保证取水口不致坍塌、损坏，同时防治污物进窖。