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1、灌溉排水新技术作业作业 1本次作业对应于文字教材1 至 2 章，应按相应教学进度完成。一、问答题 （简要回答，每题2 分，共 40 分）1、水对作物的生理作用主要表现在哪些方面？P7 主要表现在以下五个方面：细胞原生质的重要组成部分；光合作用的重要原料；一切生化反应的介质；溶解和输送养分；保持作物体处于一定形态。2、简述水对作物的生态作用。P9-10 在作物的一生中，水对其生育发展状态作用各异，主要表现在：种子萌发期，水分可使种皮软化，氧气透入，呼吸加强，凝胶状态的原生质向溶胶状态转变，促进种子萌发。水分影响作物根系的发育，土壤水分多，根系生长缓慢，土壤水分较少时，根系较发达。水分影响作物茎叶
2、的生长，一般是土壤水分缺乏时，茎叶生长缓慢，而水分过多时，作物茎秆细长柔弱，后期易倒伏。水分影响作物的生理活动，水分的减少对生长的影响最大，其次是蒸腾，再次是同化。土壤水的含量还会影响作物的产品质量，一般土壤含水量少时（在适宜含水量范围内），氮和蛋白质含量有所增加；碳水化合物，当土壤含水量减少时，淀粉含量相应减少，木质素和半纤维有所增加，纤维素不变，果胶质则减少；在土壤含水量增高时，脂肪含量和油的碘价，都有增高的趋势；纤维作物的纤维，在土壤含水量较低的情况下，作物的导管发达，输导组织充实，纤维质量好。3、水对改善作物生态环境的作用有哪些？P10-11 水对改善作物生态环境的作用主表现在：以水调
3、气；以水调温；以水调肥；改善农田小气候；提高耕作质量和效率；影响农业技术措施的采用和实施。4、何谓作物蒸腾？有何作用？P8 作物将根部从土壤中吸入体内的水分，通过植物体本身输送到作物的叶片，由叶片上的气孔，蒸散到大气中去的现象，叫做作物蒸腾。作用：首先，蒸腾是作物吸收和转运水分的主要动力；第二，蒸腾作用引起的上升气流能使进入作物的各种矿物盐类分配到各个部位；第三，蒸腾可调节作物体内的温度。5、衡量作物蒸腾作用强弱的表示方法有哪几种？P9 衡量作物蒸腾强弱的表示方法有以下3 种：作物在一定时间内单位叶面面积蒸腾的水量，蒸腾速率；作物制造1g 干物质所需要的水分克数，蒸腾系数；作物每消耗1kg 水
4、所形成的干物质克数，蒸腾效率。6、如何对土壤水进行分类？P14-15 存在于土壤中的水，我们把它称为土壤水。可根据土壤水的存在形态及水分在土壤中的受力情况进行分类。土壤水有三种存在形态，气态、固态和液态，其中气态水是以水汽的形式存在于土壤孔隙中的气态水分子，可与大气相通，数量极少；固态水是指土壤冻结时存在于土壤中的冰晶；液态水是以液态的形式存在于土壤孔隙中的水分，它是对作物最有意义的水分形式。液态水，根据水进入土壤后受力的不同和被作物利用的难易程度，可分为：吸湿水和膜状水；毛管水；重力水。其中吸湿水和膜状水是受土粒的分子引力作用，而吸持的水分；毛管水是受毛管力作用而保持的水分；重力水是在重力的
5、作用下穿行于土壤中的水分。7、何谓土壤水分常数？有哪几种？P16 将土壤水的数量和形态联系起来的特征含水量，称为土壤水分常数。常用的有：吸湿系数（空气的相对湿度达到饱和时，土壤吸湿量达最大值，称最大吸湿量或吸湿系数）、最大分子持水量（膜状水达到最大时的土壤含水率）、田间持水量（毛管水悬着水的最大含量）、凋萎系数（当植物的吸水力小于土壤的持水力，植物因水分亏缺而发生永久凋萎，此时的土壤含水量称作凋萎系数）8、何谓土壤水分的有效性？处于有效水上下限之间的水分是否具有同等的有效性？P16 土壤水分的有效性是指土壤水分是否能被作物利用及其被利用的难易程度。土壤中的有效水分是指田间持水率与凋萎系数之间的
6、水分。处于有效水上下限之间的水分不具有同等的有效性，被植物的利用有难易的区别，愈靠近凋萎系数的水则愈难被吸收。9、简述 SPAC 的基本概念。 P12 SPAC是 Soil 、Plant 、Atmosphere 、Continuum 首字母的组合，是土壤- 作物 - 大气连续体的简称。水分经由土壤到达植物根系，进入根系，通过细胞传输，进入植物茎，由植物木质部到达叶片，再由叶气孔扩散到空气层，最后参与大气的交换。这样的一个过程形成了一个统一、动态的系统，即土壤- 作物 - 大气的连续体。10、土壤含水量有哪些表示方法？如何计算？P17-18 常用的表示方法有：质量百分率、容积百分率、相对含水量、
7、土壤贮水量、土壤水饱和度。计算方法：质量百分率可用下式计算：W水重%100WW干土干土湿W。容积百分率可用公式土水重土壤水水容W100%VVW计算，其中 土为土壤密度。相对含水率可用土壤含水量除以田间含水量或全持水量（水田）的百分数。土壤贮水量，可水层厚表示，水层厚度土层厚度土水重W/10 。土壤水饱和度%100土壤孔隙容积土壤水分体积。11、土壤水的总势能包括哪些分势？P19 土壤水的总势能包括：压力势、基质势、渗透势、重力势和温度场及电磁场的作用引起的势能等。压力势是由于压力场中压力差的存在而引起的。基质势是由固相基质的吸引力和毛管力造成的。溶质势是由土壤溶液中各种溶质对水分子的吸附作用而
8、产生的。12、研究土壤水分运动有哪两种理论？本章讲述的是哪种理论？P21 土壤水分运动的研究一般有两种途径。一种是毛管理论，一种是势能理论。本章讲述的是土壤水分运动的势能理论。13、按总量计算的作物水分生产函数是如何表达的？P31 按总量计算的作物水分生产函数通常是以产量反应系数（Ky）解释相对产量的下降数（1Ya/Ym）与全生育期相对腾发量差额总量（1ETa/ETm）之间的关系。具体表达式为：式中： Ya实际产量；Ym最高产量；Ky产量反应系数；ETa实际腾发量；ETm最大腾发量。14、分阶段考虑的作物水分生产函数模型有何共同假定？P33 分阶段考虑的作物水分生产函数模型的共同假定有两点：各
9、阶段缺水，即实际腾发量小于最大腾发量时，均对作物生长发育不利，最终形成的产量将会降低；全生育期由缺水造成的减产，是各个生育阶段缺水效应的综合结果。15、常用的三种分阶段考虑的水分生产函数数学模型如何表达？P33-35 常用的三种分阶段考虑的水分生产函数有加法模型、相乘函数模型、积和综合模型。加法模型是不考虑各阶段之间缺水对产量影响，同时认为各阶段的缺水效应可简单叠加。其模型为：mamniimaETETETYY11（2-3）式式中： i 作物生育阶段的序号；n全生育期阶段的个数；i第 i 阶段敏感性参数；Ya实际产量；Ym最高产量；Ky产量反应系数；ETa实际腾发量；ETm最大腾发量。相乘模型这
10、种模型以乘法形式反映各阶段缺水效应之间的联系。每阶段的缺水不仅影响本阶段，还对以后的阶段产生影响。若其中某一阶段严重缺水，相对腾发量接近于零，则最后形成的产量亦接近于零。其典型模型为：iinimamaETETYY1（2-4 ）式式中： i作物对第i 阶段缺水的敏感性指标；其它符号意义同上。积和综合模型积和综合模型，是由加法与乘法两类模型式综合而成。其模型为：inaioinkioiioiaMMMMMYY.).()(1221（2-5 ）式式中： k生育阶段数；Ya每一生育阶段充分供水情况下，单位面积平均最大的增产量，kg/hm2；Y在非充分供水Mi情况下，单位面积平均最大的增产量，kg/hm2；M
11、oi第 i 生育阶段内需要的最大灌水量；Mi第 i 生育阶段灌水定额的多年平均值；n作物指数，变化于0.6-1.0之间；i总增产中，某一生育阶段平均灌溉增产的分摊比例。16、制定灌溉制度的方法有哪些？P38 制定充分灌溉条件下的灌溉制度的方法有3 种。总结群众丰产灌水经验法；根据灌溉试验资料制定灌溉制度；按水量平衡原理分析制定作物灌溉制度。17、如何确定泡田定额？ P40 泡田定额可用公式计算。公式为：M10.667（h0S1e1t1P1）式中： M1泡田期灌溉用水量，m3/ 亩；h0插秧时田面所需的水层深度，mm ；S1泡田期的渗漏量，mm ；e1泡田期内水田男厕平均蒸发强度，mm/d ；t
12、1泡田期的日数；P1泡田期内的降雨量，mm 。泡田定额亦可用相似灌区的实测值确定。一般泡田水层在30-50mm条件下，泡田定额大约等于以下数值：黏土和黏壤土为50-80m3/ 亩；中壤土和砂壤土为80-130 m3/ 亩。18、用水量平衡法确定旱作物的灌溉制度时，需要哪些基本参数？如何确定？P48-50 用水量平衡法确定旱作物的灌溉制度时，需要的基本参数有土壤计划湿润层深度、土壤适宜含水率、有效降雨量、地下水补给量、计划湿润层增加而增加的水量等。确定方法：土壤计划湿润层深度，随作物根系活动层深度、土壤性质、地下水埋深等因素而变，可通过试验来确定。一般在作物生长初期，采用30-40cm；至生长末
13、期一般不超过0.8-1.0m ；地下水位较高的盐碱化地区，不宜大于0.6m。土壤最适宜含水率，一般控制在最大、最小含水率之间。允许最大含水率以不致造成深层渗漏为原则，一般采用田间持水率，作物允许最小含水率应大于凋萎系数。有效降雨，在生产实践中，常用有效利用系数法来计算，其公式为：P0P 式中： 降雨入渗系数，一般次降雨小于5mm 时， 为 0；次降雨量在550mm 时， 约为 1.0-0.8 ；次降雨量大于50mm 时， 约为 0.7-0.8。P实际降雨量。地下水补给量，地下水的利用量应随灌区地下水动态和各阶段计划湿润层深度不同而变化，可据当地或条件类似地区的试验、调查资料估算。计划湿润层增加
14、而增加的水量，可用公式计算，其公式为：Wt667（H2H1）n式中： Wt由于计划湿润层增加而增加的水量，m3/ 亩；H2计划时段末计划湿润层深度，m ；H1计划时段初计划湿润层深度，m ；n土壤空隙率，以占土体积的百分数计；（H2H1）深度的土层中的平均含水率，以占孔隙体积的百分数计。19、简述用水量平衡图解法拟定旱作物灌溉制度的基本步骤。P52 采用水量平衡图解分析法拟定灌溉制度的步骤为：计算计划湿润层内允许储水量上限及下限，即最大、最小储水量，并绘于图上。绘制作物田间需水量（ET ）累积曲线，由于计划湿润层增加而增加的水量（WT）累积曲线，地下水补给量（K ）累积曲线以及净耗水量（ETW
15、TK）累积曲线。绘制有效降雨量P0累积曲线。绘制计划湿润土层实际储水量（W ）曲线。当 W线接近于 Wmin时，进行灌水，确定灌水定额。持续到生育期结束，即可得到全生育期的各次灌水定额、灌水日期和灌水次数。生育期的灌溉定额，为各次灌水定额的和。20、实践中如何实施非充分灌溉制度？P57-58 我国在非充分灌溉实践中，对旱作物有的采用减少灌水次数的方法，即减少对作物生长影响不大的灌水，保证关键时期的灌水；也有采用减少灌水定额的方法，不是使土壤达到最大田间持水量，而仅是田间持水量的一部分；另外，也有将削减下来的水量去扩大灌溉面积，以求得总产量的最高；或是将节省下来的水量去灌溉经济价值较高的作物，以
16、求得全灌区的作物增产价值量最高；此外，可进行灌溉制度的优化。对水稻则是采用浅水、湿润、晒田相结合的灌水方法，不是以控制淹灌水层的上下限来设计灌溉制度，而是以控制稻田的土壤水分为主。二、填空题 （每题 1 分，共 16 分）1、水分作为生产函数的自变量一般用灌水量（ W ）、实际腾发量（ ETa）和土壤含水率三种指标表示。3、土壤中有效水的上限为田间持水率 ，下限为 凋萎系数 。4、按照根系分布土层中的毛管水与地下水的关系，可将毛管水分为悬着毛管水 和 上升毛管水两种类型。5、作物水分生产函数表示因变量产量的指标有单位面积产量（ Y）产量、平均产量和边际产量（ y=dy/dw ）产量。6、分阶段
17、相乘函数模型中最典型的詹森（Jensen）公式表达式为iinimamaETETYY1。7、土壤最大有效储水量应当等于田间持水率与凋萎系数的差值。8、SPAC中的水容被定义为单位水势变化所引起的细胞组织内含水量的变化。9、根据水膜内水分子受力的强弱，可以把束缚水分吸湿水和膜状水两种。10、通常把膜状水的最大含量叫做吸湿系数。11、当土壤全部孔隙都被水分所充满时，土壤的含水量称为全持水量。12、土壤水饱和度是指土壤水分体积占土壤孔隙容积的百分数。13、土壤水吸力相同的情况下，黏土的含水率比砂土的含水率大 ；相同含水率条件下，脱水过程比吸水过程的土壤水吸大。14、旱田进行灌溉时，计划调节控制土壤水分
18、状况的土层深度称为土壤计划湿润层深。15、土壤盐碱化地区，要以作物不同生育阶段允许的土壤溶液浓度作为控制条件确定允许最小含水率。16、水分因素亏缺可以分为土壤水分亏缺和作物水分亏缺两种。三、选择题 （每小题至少有一项答案正确，请将正确答案的序号填在空格内，每题1 分，共 10 分）1、土壤含水量对作物各种生理活动的影响是不一致的，土壤水分的减少对以下各项活动影响程度排序正确的是（ a ）。a. 生长蒸腾 同化； b. 生长 同化 蒸腾； c. 蒸腾 生长 同化； d. 同化 生长 蒸腾。2、土壤含水量减小时，以下哪些项有所提高（a ）。a. 蛋白质含量； b. 脂肪含量； c. 纤维质量； d
19、. 碳水化合物。3、取土样，装入10g 重铝盒中，称其质量为50g，放入烘箱烘干后质量为40g，则土壤质量含水率为（ c ）。a. 20 ； b. 25 ； c. 33.3； d. 40% 。4、衡量作物蒸腾作用强弱的表示方法有（b、c、d ）。a. 腾发量； b. 蒸腾速率； c. 蒸腾效率； d. 蒸腾系数。5、农业生产上对作物最有效的土壤水分是（ c ）。a. 吸湿水； b. 薄膜水； c. 毛管水； d. 重力水。6、SPAC系统中的水容包括（b、c ）。a. 土壤水容； b. 根系水容； c. 茎水容； d. 大气水容。7、当土壤含水量降至植物因水分亏缺而发生永久凋萎时，土壤含水量称
20、为（d ）。a. 永久凋萎含水量；b. 最大吸湿量； c. 毛管持水量； d. 凋萎系数。8、相同条件下，土壤中有效含水量最多的是（d ）。a. 粗砂土； b. 细砂土； c. 壤土； d. 黏质土。9、确定土壤计划湿润层深度的主要因素为（ a 、c ）。a. 根系活动层深度；b. 土壤性质； c. 地下水埋深； d. 有效降雨量。10、以下对于非充分灌溉表述正确的是（ b 、c ）。a. ETa=ETm；b. ETa塑膜覆砂 三七灰土夯实； b、机瓦 水泥瓦 黄土夯实； c、黄土夯实 混凝土 机瓦； d、水泥瓦 三七灰土夯实 塑膜覆土。10、可以作为雨水径流集蓄灌溉工程径流聚集区域的有_a
21、b c d_。a、休闲田块； b、路面； c、坡面； d、屋面和庭院。四、专业术语与名词解释（每题 1.5 分，共 18 分）1、喷灌强度P99 是指单位时间内喷洒在单位面积上的水量，即单位时间内喷洒在灌溉面积上的水深，用mm/h或 mm/min。2、水滴打击强度P100 是指在单位时间内，单位受水面积所获得的水滴撞击能量。3、波涌灌 P93 是把灌溉水断续性地按一定周期向灌水沟（畦）供水，在第一次输水入灌水沟（畦）达一定距离后，暂停供水，过一定时间后再继续供水，如此分几次间歇反复地向灌水沟（畦）供水。4、滴灌 P116 是通过安装在毛管上的滴头或滴灌带等灌水器的出水孔使水流呈滴状进入土壤的一
22、种灌水形式。5、喷灌 P95 是利用压力管道输水，经喷头将水喷射到空中，形成细小的水滴，像降雨一样均匀地洒落在地面，湿润土壤并满足作物需水要求的一种灌溉方式。6、膜上灌 P90 膜上灌是在地膜覆盖栽培的基础上，把膜侧灌水改为膜上灌水，通过放苗孔和膜侧旁入渗给作物供水的灌水方法。7、雾化指标P100 是用喷头工作压力和主喷嘴直径的比值来表示水滴的打击强度。8、微灌 P115 是根据作物需水要求，通过管道系统与安装在末级管道上的灌水器，将水输送到作物根部附近的土壤表面或土层中去的灌水方法。9、涌泉灌溉P116 是通过安装在毛管上的涌泉器形成的小股水流，以涌泉的方式进入土壤的一种灌水形式。10、渗灌
23、 127 是利用地下管道将灌溉水输入田间埋于地下一定深度的渗水管道或鼠洞内，借助土壤毛细管作用湿润土壤的灌水方法。11、薄露灌溉132 是一种稻田灌薄水层、适时落干露田的灌水技术。每次灌溉20mm 以下的薄水层，灌水后要自然落干露田，露田程度和历时则根据水稻不生育阶段的需水要求而定。12、集水效率P141 是指某时段内或某次集水面的集水量占同一时期内的降雨量的比值。五、计算题 （每小题 4 分，共 12 分）1. 某县拟采用喷灌系统灌溉花生，已知计划湿润层深度为40cm ，土壤含水率上下限分别按田间持水率的85和 65设计，田间持水率为32（容积含水率），水利用系数取0.85 ，最大日耗水量为
24、5.2mm ，求灌水周期。2、某斗渠拟采用混凝土衬砌U型断面， Q=0.8m3/s ，n=0.014 ，i=1/2000 ，不冲不淤流速范围0.4 ，1.1 ，初选 10o、N00.3 ，试利用下表中的经验公式计算过水断面尺寸。3、低压管道灌溉用硬聚氯乙烯管道，长300m ，通过流量为0.03m3/s 。管道外径180mm ，壁厚 5.5mm ，求沿程水头损失及管内流速（已知f0.000915 ，m=1.77 ，b=4.77 ）。作业 3 本次作业对应于文字教材第46 章，应按相应教学进度完成。一、问答题 （简要回答，每题2 分，共 52 分）1、灌溉水资源优化管理包括哪些内容？P146 灌区
25、水资源优化管理包括两方面内容：灌溉水量在空间上的合理分配，即在同一大型灌区内各个分灌区全年用水量分别分配多少。各分灌区灌溉水量的分配，应以全灌区总体经济效益最高为准则，同时兼顾各分灌区经济效益。灌溉水量在时程上的合理分配，即根据各种不同来水过程，考虑灌区土质、气候特点和农作物布局等条件，在时程上进行优化配水，使有限的灌溉水源获得最大的经济效益。2、在进行灌区水资源优化配置时应遵循哪些原则？P148 在进行水资源优化管理配置时，应遵循以下原则：可承载原则（可持续发展首先要求不允许破坏地球上生命支撑系统，即处在可承载的最大限度之内，以保证人类福利水平至少处在可生存状态。）综合效益最大原则（可持续发
26、展鼓励经济增长，但它不仅重视增长数量，更追求改善质量。它以保护自然环境为基础，以改善和提高生活质量为目标，与资源、环境的承载能力相协调，追求经济效益、社会效益、环境效益的综合效益最大。）可持续性原则（通过水资源配置，以维持自然生态系统的更新能力和持续利用。实现水资源可持续利用，不仅考虑到当代人，而且顾及到后代人，体现可持续原则。）水资源利用和水患防治相结合原则（要配置水资源的同时，也要注意与历史、现在和将来出现的水患治理相结合。在实际确定水资源规划方案时，既要考虑水资源的分配需要，也要兼顾可能的水患防治需要。）水资源利用和水资源保护相结合原则（在面向可持续发展的水资源优化配置过程中，实际上已经
27、考虑到水资源的保护总量，这里需要强调的是：在制定水资源配置方案时应尽可能将废污水的排放减小到最低程度，以保持在水资源承载能力允许范围内。）开源与节流并重原则（在建立水资源优化模型时，要兼顾考虑开源途径和节流途径。在水资源相对贫乏、水资源利用率已很高的地区，增大水源供水能力已没有多大潜力，特别是在供水能力已经超过水资源可承载能力的地区，开源已经不可能。这时，主要靠节水技术方法，实施节水措施，提高人们节水意识，建立节水型社会。）3灌区用水量计算时，应包括哪些内容？ P153 灌区用水是指工农业、城镇生活及其他部门的具体用水要求。需水部门可分为河道外用水和河道内用水两类。河道外用水，包括农业、牧业灌
28、溉、林业苗圃、工业及城市生活用水、农村人畜用水等。河道内用水则指水力发电、航运、放木、河道冲淤及维持生态环境用水等。灌区用水量计算时主要计算农业用水、林业用水、畜牧业用水、渔业用水、乡镇企业用水、农村居民生活用水等。（农业用水部门包括农业、林业、牧业、渔业、农村人畜生活饮用水及不纳入城市工业产值的乡镇企业。农业灌溉用水是农业用水的主体，占农业总用水量的90% 以上。农业灌溉用水量是指为满足作物生长期总的需水要求，扣除天然降水供给的部分水量以外，通过各种水利设施补送给农田的水量。在农业灌溉用水量估算中，一般按地表水和地下水两种供水水源，对不同类型地区划分单元，分别由灌溉定额、灌溉面积、作物组成和
29、灌溉制度计算，并确定净灌溉水量、毛灌溉水量和回归水量。林业用水主要指苗圃育苗及果树灌溉用水。根据苗圃、果树的面积和灌溉定额估算用水量。畜牧业用水主要指大小牲畜和家禽的用水。根据牲畜或家禽的头数和用水定额估算用水量。渔业用水是指坑塘养鱼的水面蒸发和渗漏所消耗水量的补充值。乡镇企业用水，包括乡、镇、村办各类小型工厂、小型加工作坊等用水量，可通过典型调查进行估算。农村居民生活用水，可进行典型调查，按不同类别居民的人均用水标准进行估算。）4、简述灌区可利用水资源量的类型。P158-160 灌区可利用水资源有地表水资源可利用量和地下水的可利用量。广义的地表水资源是指存在于地球表面不同形态的水体总量，包括
30、河流水、湖泊水、冰川水、沼泽水和海洋水等。狭义的地表水资源是指从大气降落下来的水扣除陆面、水域、植物等的蒸散发以及补给地下水后的地表产水量，可按蓄、引、提水工程可供水量分类计算。地下水可利用量，系指在经济合理，技术可能和不造成水质恶化、地下水位持续下降及其他不良后果等条件下可供开采的淡水水量。可根据用水部门（农业、牧区草场、林业苗圃及部分工业、城镇生活用水等）的不同分别计算地下水的实际开采量。5、简述地面水和地下水联合运用系统的特点和组成。P175 地面水与地下水联合运用系统的组成包括以下各部分：地面水供水系统。（主要包括地面水源工程和地面水输配水渠道及建筑物等，其中地面水源工程可能是拦蓄调节
31、地面水的河流水库，也可以是无调节措施的河流引水或扬水工程。有些情况下还包括防洪、排沙等辅助工程。）地下水供水系统。（主经包括地下水含水层和大量分散的管井建筑和抽水设备。）灌区田间灌水系统。（该系统是将地面水或地下水输送分配到田间的灌溉沟渠及渠系上的建筑物和设备。）灌区排水系统。（排泄暴雨径流或多余的引水量。）其余组成部分。（如回灌地下水的设施等）特点：地面水与地下水联合运用系统以两种形式存在，一是以一个地区或一个较大的地下含水结构为研究对象，区内包括若干个小的地面水供水系统；另一类是以一个地面供水系统所控制的范围即地面水灌区为研究范围，其中包含一个或若干个地下含水层。无论哪种类型可将其分成若干
32、子区分别研究。子区可有3 种类型：井渠结合区。这类子区既有地面水供水系统，也有井灌系统，供水比较可靠，但是工程投资大，年运行费用高。但具有降低地下水位的作用，利于除渍和防治次生盐碱化。井灌的土建费用小而机电维修费用大，渠灌相反。渠灌区。这类子区一般没有适合于开发的地下含水层，其农业用水全部由地面水系统供水。由于这类灌区的渗漏水量难于使用，故防渗是灌区节水的重要措施。井灌区。一般建设在地下水丰富或地面水引取十分困难的地方，是完全依靠地下水供水的灌区。6、简述灌排系统模拟模型的运行规则。P186 灌排系统的模拟模型的运行规则，即操作规程一，是灌排系统各组成部分间的关系，解决各种矛盾时必须遵循的法规
33、，其内容取决于该系统的功能和性质。常用的有如下几类：水库运行规则。（即水库运行操作的基本依据，根据水库的蓄水状态、来水量以及用户用水要求，按照运行规则实施水库的放水和供水分配。）用水规则。（是指在不同水源状态下的用水次序和分配方式及原则。减少供水时需根据农业、工业、生活等用水量按规定的次序依次确定供水量。用水区的划分，实际上包含了用水的优先次序，即首先为生活用水，其次为工业用水，最后为农业用水。有时还应对供水地区确定供水次序。同一个用水部门也有分配规则，是同比例供水还是重点保证，也应在模型中予以规定。）地下水管理规程。（在开发利用地下水的地区，必须有效控制地下水的动态。对地下水位的最大和最小埋
34、深必须有所限制，对深层地下水的开采量有所制约，同时对地面水和地下水的用水次序、用水比例等都应有所规定。对地下进行人工回灌的地方，还应在回灌时间和回灌地点的安排顺序方面做出规定。）社会和生态环境约束。（灌排工程可以改善发展农业的环境，同时也可能产生负面影响，这是必须防范的。其防范措施反映在上述规则中去，其他约束也应体现在运行规则中。）7、我国北方低洼易涝区有哪些类型？如何分区？P189 北方低洼易涝耕地，主要分布在黄淮海平原、松辽平原和三江平原等地区，在西北干旱地区也有较大面积，可概括为 2 个分区 3 种类型。 2 个分区是纯涝渍区，即指无盐碱危害的涝渍中低产田区，主要分布在东北地区一些涝区和
35、沼泽型耕地，紧临南方地区如汉江流域的陕南和淮河流域的砂僵黑土区。涝渍与盐碱并存区，即当地既有涝渍又受盐碱危害的中低产田区。主要是黄淮海平原地区，此类地区需全面考虑涝渍盐碱的统一治理。3 种类型是沼泽型、雨涝型、暗渍型。8、简述我国南方易涝易渍农田的主要类型。P191 可分为 6 种类型：贮渍型指沤水田或冬泡田等在田内贮水成渍者。涝渍型因地势低洼或排水出路不畅等原因，易雨涝成渍者。潜渍型农田受江河湖海等水位顶托，或因有灌无排等原因，使农田地下水位长期在作物主要根系活动层存在而致渍者。泉渍型指农田受冷泉水浸渍或溢出地面而形成的冷浸、烂泥、锈水等渍害低产田。盐渍型指滨海盐碱地。酸渍型指沿海咸酸田，P
36、H值小于 5。9、农作物对农田除涝排水有何要求？P195 当降雨量过大时，将产生田面积水，如果淹水深度过大淹水时间过长，将影响作物正常生长，轻者减产，重者失收。其原因是田面积水会使土壤水分过多，氧气缺乏，影响作物根系呼吸的正常进行，作物根系长期在无氧或缺氧条件下进行呼吸，所产生的乙醉可使作物中互而死亡。因此，农作物对农田除涝排的要求是：在规定的时间内，排除一定标准的暴雨产生的田面积水，使淹水深度和淹水时间控制在不影响作物正常生长的允许范围之内。10、如何选择除涝标准？如何确定排渍流量？P197 除涝标准，一般以涝区发生某一设计频率（或重现期）的暴雨不受涝为准。暴雨重现期应根据国民经济发展水平和
37、效益分析确定，我国多采用5-10 年一遇（频率P2010% ）的暴雨作为设计标准。对于经济水平较高、条件较好地区，可适当提高标准；对于经济条件较差地区，也可适当降低标准或分阶段提高标准。暴雨历时和排除时间可根据排水地区具体条件决定，对于旱田作物，一般1-3d 暴雨， 1-3d 排完；对于水稻，一般1-3d 暴雨， 3-5d 排至耐淹水深。除涝标准具体选择时，还应根据工程的经济效益进行论证分析确定。11、渍涝灾害对农作物生长有何影响？P195、P198 涝灾是指由于降雨过多或外水侵入，排水不畅，发生旱地积水或水田淹水过深，将造成农作物减产或失收。农作物的受淹时间和淹水深度超过作物的耐淹能力，将影
38、响作物正常生长，轻者减产，重者失收。当田面积水时，会使土壤水分过多，氧气缺乏，影响作物根系呼吸的正常进行，作物根系长期在无氧或缺氧条件下进行呼吸，所产生的乙醇可使作物中毒而死亡。渍害是指作物根系活动层中的土壤含水量过大，长期超过作物正常生长的允许限度，使土层中的水、肥、气、热关系失调，生态环境恶化，导致作物生长发育受到抑制的一种灾害现象。渍害轻则造成作物减产，重则可能导致作物死亡失收。12、低洼易涝区除涝防渍的水利工程措施有哪些？P200 低洼易涝区除涝防渍的水利工程措施是排水及控制地下水位。通过排水工程加速排除由于降雨或外水入侵造成的地面积水及造成地下水位过高的地下水，来调节区域水文状况，满
39、足作物对土壤水分、空气、养分和温度的要求。排水是由骨干排水沟道和田间排水设施构成，田间排水有明沟排水、暗管排水和竖井排水等多种形式。13、明沟排水的排水沟布置有何原则？P201 排水沟的布置一般应遵循以下原则：各级排水沟尽量要布置在各区控制范围的最低处，以便能排除整个排水地区多余的水量。尽量做到高水高排，低水低排，自排为主，抽排为辅助。即使排水区全部实行抽排，也应根据地形将期划分为高、中、低等片，以便分片分级抽排，节约排水费用和能源。干沟出口应选择在承泄区水位较低和河床比较稳定的地方。下级沟道的布置应为上级沟道创造良好的排水条件，使之不发生壅水。各级沟道要与灌溉渠系的布置、土地利用规划、道路网
40、、林带和行政区划等协调。工程费用小，排水安全及时，便于管理。干沟尽可能顺直，排水沟要避开土质差的地带，不给居民区的交通设施带来麻烦。在有外水流入的排水区或灌区，应在布置截流沟或撇洪沟，将外来地面水和地下水引入排水沟或直接排入承泄区。14、排涝流量有哪些计算方法？说明计算公式及物理意义。P201 推求排涝流量的途径有两种：一是用流量资料推求；二是用暴雨资料推求。由于实测径流资料年限短，标准低，难以进行统计分析，故多采用由设计暴雨推求排涝流量，在排水顺畅的情况下，由设计暴雨推求流量的方法有地区排涝模数公式法和平均排除法。地区排涝模数经验公式是：nmFKRq（P202 5-1 式），式中q设计排水模
41、数，m3/s.km2；F排水沟设计断面所控制的排涝面积，km2；R 设计径流深，mm ；K综合系数； m 峰量指数； n 递减指数。公式中考虑了形成最大流量的主要因素（如设暴雨、排涝面积、河网配套程度、排水沟坡度、降雨历时及流域形状等），反映了随着排涝面积（或流域）的增大及其自然调蓄作用的增加而排涝模数减少的情况；考虑了一次径流过程的峰量关系等。平均排除法的计算公式为：tRq4.86（P203 5-2），式中 q设计排水模数，m3/s.km2；R设计径流深，mm ，对于水田 RPh田蓄E，对旱田 RP；径流系数； P设计暴雨量， mm ；h田蓄水田滞蓄水深，mm ，由水稻耐淹水深确定；E历时为
42、 t 的水田田间腾发量，mm ；t规定的排涝时间，d；其物理意义是以排水面积上的设计净雨在规定的排水时间内排除的平均排涝流量或平均排涝模数作为设计排涝流量或排涝模数15、排渍流量如何确定？P204 排渍流量：地下水排水流量，自降雨开始至雨后同样也有一个变化过程和一个流量高峰。当地下水位达到一定控制要求时的地下水流量称为日常流量，也称排渍流量。排渍流量的确定，是先求单位面积上的排渍流量（设计地下水排水模数），然后再乘以控制区排水面积。排水模数可考虑作物品种、土壤质地、水文地质条件和气候条件等，根据排水任务和排水要求通过试验确定。在盐碱土改良地区，由于冲洗所产生的设计排渍模数较大；而防止土壤次生盐
43、碱化地区设计排渍模数一般较小；在非盐碱土地区农作物对地下水排水的要求是防止降雨或灌水后土壤过湿，保持地下水对土壤有一定的补给量以减少灌溉用水量。一般在降雨持续时间长、土壤透水性强和排水沟系密度较大的地区，设计排渍模数具有较大数值。16、排渍水位、排涝水位如何确定？P205 P207 排渍水位是排水沟通过排渍流量时对应的水位，是排水沟经常需要维持的水位，主要根据防渍或防止土壤盐碱化对控制地下水位的要求来确定。防渍要求在作物生长期间要能经常把地下位控制在适宜深度以下；防治土壤盐碱化要求必须控制地下水位在临界深度以下。一般排水农沟的排渍水位应当低于农田要求的下水埋深，离地面一般不小于1.0-1.5m
44、 ，有盐碱化危害地区，轻质土不小于2.2-2.6m ，其它斗、支、干沟的排渍水位要求比农沟排渍水位更低，在考虑各级沟道的水面比降和局部水头损失后，保证排水通畅。排涝水位是排水沟宣泄排涝设计流量时的水位。可根据承泄区水位条件确定：当承泄区水位较低时，按排涝流量确定干沟排涝设计水位，其它各级沟道可逐级加损（沿程和局损）推得，承泄区水位稍高于排水干沟口水位时，此时的排涝设计水位可按壅水水位线来确定，同时在两岸筑堤束水，形成半挖半填断面。当承泄区水位很高、长期顶托无法自流外排的情况。此时沟道最高水位要分两种情况考虑：一种情况是没有内排站的情况，这时最高水位一般不超出地面，以离地面0.2-0.3m为宜，
45、最高可与地面齐平。另一种情况是有内排站的情况，则沟道最高水位可以超出地面一定高度，相应沟道两岸，亦需筑堤。17、明沟排水沟沟深如何确定？ P208 排水沟的深度，一般等于地下水临界深度Hk加上排水沟的调控差h。可用公式： HHkh 表示。其中地下水临界深度的确定方法是：从灌区定位观测结合调查分析确定地下水临界深度。由地下水蒸发量确定地下水临界深度。由土壤水分观测分析确定地下水临界深度，即毛管饱和区的高度加上耕作层厚度为地下水临界深度。18、排水沟断面设计需注意什么？P209 田间排水沟的断面，应满足改良盐碱地的设计沟深，边坡稳定，不冲不淤，排水通畅，能通过设计流量的要求。排水沟边坡要适宜，过大
46、则占地多土方量大；过小则容易坍塌，造成排水沟淤积，排水沟边坡的确定，主要取决于土质和土层排列情况。排水沟的断面可用明渠均匀流公式，通过水力计算而获得。19、井灌井排工程对低洼易涝区治理有哪些作用？ P211 井灌井排是通过调控地下水来降低地下水位和减少地表径流量。在低洼易涝地区发展井灌，可提取大量的浅层地下水，使地下水位下降，为低洼易涝区的治理和改碱防盐提供灌排两利的条件。在长期井灌的作用下，地下水位可明显降低；在井灌井排条件下，雨季前地下水位降至最低深度腾出的地下库容，既可防止涝碱危害，又可滞蓄雨水增加灌溉用水。20、土壤中的可溶性盐类分几种，对作物生长有那些危害？P213 分类：盐碱土中所
47、含的盐类，主要是由4 种阴离子即氯根（Cl）、硫酸根（ SO24）、碳酸根（23CO）、重碳酸根（ HCO3）和 3 种阳离子即钠（ Na+）、钙（ Ca2+）、镁（ Mg2+）组合而成。阳离子与氯根和硫酸根所形成的盐为中性盐；阳离子与碳酸根和重碳酸根所形成的盐为碱性盐。（其中对作物危害较普遍的是氯化钠、硫酸钠、碳酸钠和重碳酸钠4 种盐类。）危害：当土壤中含有过多盐分时，土壤溶液的浓度增高，作物细胞液的浓度相对降低，以致作物吸收水分的速度变慢甚至停止。在盐碱地上种植作物，一般是种子发芽率降低，幼苗生长不良，发生不同程度的缺苗断垅现象，并使开花成熟期推迟。当土壤中含碳酸钠、重碳酸负伤等碱性盐类多
48、时，还能腐蚀作物的纤维组织，破坏作物对养分的吸收，造成营养失调。当土壤中钠离子过多时，会代换出土壤胶体上的钙离子，造成土粒分散，结构破坏，以致湿时泥泞，干时坚硬，严重影响耕性和通气透水性，危害作物生长。土壤盐分过多和酸碱度过高时，还会抑制微生物活动，降低土壤肥力，妨碍作物生长。21、盐碱土形成的原因有几种，其中气候和水利条件对盐碱土的形成是如何影响的？P216 大地的盐分来源于岩石的风化。风化所形成的各种简单的无机盐类，在陆地上本来是分散的，但溶解于水后，在随水运动的过程中，在一定条件下重新分配并积累到土壤中，使土壤产生盐碱化而形成盐碱土。盐碱土形成的原因有气候、地形、母质、地下水等自然因素和
49、人为因素等。气候对盐碱土的形成的影响：气候条件对水盐运动的影响很大。大气降水可能对土壤盐分进行淋洗；大气蒸发又可使土壤水分汽化，促使地下水补给土壤水，成为土壤水盐向上运行的一个动力。我国盐碱土大部集中在干旱、半干旱地区，年降雨量一般小于500mm ，而蒸发量大于降雨量几倍甚至几十倍以上。在这种条件下，岩石风化和成土过程中产生的盐分，没有或很少被淋溶而底土及地下水中的盐分可大量地随毛管水上升而积累到土壤表层。在同一地区由于一年之内气候干湿交替，会形成土壤季节性的积盐和脱盐。水利是指人类社会为了生存和发展的需要，采取各种措施，对自然界的水和水域进行控制和调配，以防治水旱灾害，开发利用和保护水资源。
50、水利条件是指地区水情和水利基础设施的状况。影响盐碱土形成的水利条件主要是指地下水。地下水对盐碱土形成的影响：含盐的地下水借土壤毛管作用上升至土壤表层，水分蒸发后盐分便积聚起来，这是土壤盐碱化很普遍的过程。而地下水位高低，地下水矿化度的大小等，与土壤盐碱化有着密切的关系。控制地下水位在临界深度以下，含盐地下水就不能到达土表；而在一条件下，地下水矿化度愈高，土壤表层积盐愈易，地下水临界深度愈深。22、在盐碱化地区，确定排水沟深度的主要依据是什么，如何确定排水沟深度？P221 排水沟深度适当，便能有效地控制改良地段内的地下水位和排走过多的土壤盐分。末级排水沟深度以能把地下水位控制在临界深度以下为宜。