農(nóng)田水利工程概論

1、農(nóng)業(yè)大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育專升本考試農(nóng)業(yè)水利工程概論試卷（課程代碼252305）本試題一共七道大題，共1頁，滿分100分?？荚嚂r(shí)間90分鐘。注意：1、答案必須填寫在答題紙上，題號(hào)不清或無題號(hào)的以零分計(jì)；2、答題前，請(qǐng)?jiān)诖痤}紙上準(zhǔn)確、清楚地填寫各項(xiàng)目；3、學(xué)號(hào)、考點(diǎn)名稱、考室號(hào)、號(hào)、課程代碼、課程名稱、培養(yǎng)層次等，不寫、 亂寫及模糊不清者，答題紙作廢；4、開卷考試，若有雷同以零分計(jì)。問答題：1. 地下水源工程有哪幾種類型？各適合什么樣的條件？（20分）答：根據(jù)地下水集水建筑物的延伸方向與地而的關(guān)系，地下集水建筑物一般可分為垂 直系統(tǒng)、水平系統(tǒng)工程、聯(lián)合系統(tǒng)和引泉工程等類型。垂直系統(tǒng)是指集取地下水的主要建筑

2、物的延伸方向與地表而基本垂直的一種集取地 下水的方式。這種形式的集水建筑物適應(yīng)于多種地質(zhì)地形條件，因此應(yīng)用最廣泛、最普及。 筒井、管井、大口井、輕型井等各種類型的水井都屬于垂直系統(tǒng)。集取地下水的主要建筑物的延伸方向基本與地而平行，稱為水平系統(tǒng)。水平系統(tǒng)集水 建筑物只有在特泄的水文地質(zhì)條件下適用，其應(yīng)用較垂直系統(tǒng)用要小。常見的有截潛流工 程、坎兒井等。聯(lián)合系統(tǒng)是指把垂直和水平集水系統(tǒng)聯(lián)合起來，或?qū)⑼幌到y(tǒng)中的幾種形式聯(lián)合，共 同完成集水目標(biāo)的工程。聯(lián)合系統(tǒng)主要有鈕射井、臥管井、筒管井、水柜、聯(lián)井、虹吸井 等。2. 引水工程分為哪幾種類型？（10分）答：在農(nóng)田水利、水力發(fā)電、城市給水等水利事業(yè)中常

3、需興建從河道或水庫(kù)引水的建 筑物，然后通過渠道或貝他建筑物輸水，這種修建于渠首用以保證引水的建筑物群，稱為 引水樞紐。常用的引水方式有自流和機(jī)械抽水兩類。自流式引水又可分為無壩引水和有壩引水。 當(dāng)河道水位和流量能滿足取水的要求，無須建壩抬髙水位的樞紐稱為無壩引水樞紐：需建 壩（閘）抬高水位的樞紐稱為有壩引水樞紐。引水樞紐應(yīng)滿足的要：保證按用水部門的要求及時(shí)供水：防止有害的泥沙及漂浮物等 進(jìn)入輸水建筑物和當(dāng)輸水建筑物需要檢修或發(fā)生事故時(shí)能截?cái)嗨鳌？傊畼屑~應(yīng)及 時(shí)滿足用水部門對(duì)水疑和水質(zhì)的要求。貞腳3. 渠系建筑物按其作用可分為哪幾類？(10分)答：為了安全合理地輸配水量以滿足農(nóng)田灌溉、水

4、力發(fā)電、工業(yè)及生活用水的需要， 在渠道(渠系)上修建的水工建筑物，統(tǒng)稱渠系建筑物。渠系建筑物按其作用可分為：(1) 渠道。是指為農(nóng)田灌溉、水力發(fā)電、工業(yè)及生活輸水用的、具有自由水而的人工 水道。灌溉渠適一般可分為干、支、斗、農(nóng)四級(jí)固泄渠道。干、支渠主要起輸水作用，稱 為輸水渠道；斗農(nóng)渠主要起配水作用，稱為配水渠道。各級(jí)渠逍構(gòu)成渠道系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱渠系。(2) 調(diào)節(jié)及配水建筑物。用以調(diào)節(jié)水位和分配流量，如：節(jié)制閘、分水閘等。(3) 交叉建筑物。渠道與山谷、河流、道路、山嶺等相交時(shí)所修建的建筑物，如：渡槽、 倒虹吸管、涵洞等。(4) 落差建筑物。在渠道落差集中處修建的建筑物，如：跌水、陡坡等。(5) 泄

5、水建筑物。為保護(hù)渠道及建筑物安全或進(jìn)行維修，用以放空渠水的建筑物，如: 泄水閘、虹吸泄洪道等。(6) 沖沙和沉沙建筑物。為防止和減少渠道淤積，在渠首或渠系中設(shè)宜的沖沙和沉沙設(shè) 施，如：沖沙閘、沉沙池等。(7) 量水建筑物。用以計(jì)量輸配水量的設(shè)施，如：量水堰等。渠系中的建筑物，一般規(guī)模不大，但數(shù)量多，總的工程量和造價(jià)在整個(gè)工程中所占比 重較大。為此應(yīng)盡疑簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)。改進(jìn)設(shè)計(jì)和施工，以節(jié)約原材料和勞力、降低工程造價(jià)。4. 常用的灌溉水源有哪些？(10分)答：灌溉水源主要有河川徑流、當(dāng)?shù)氐孛鎻搅鳌⒌叵滤俺鞘形鬯取ｋS著現(xiàn)代工業(yè) 的發(fā)展和城鎮(zhèn)的擴(kuò)大，可用于灌溉的城市污水和灌溉回歸水也逐步成為灌溉水源的

6、一個(gè)重 要組成部分。(1) 河川徑流。它是指河流、湖泊的來水，為我國(guó)最主要的灌溉水源。這種水源的集 水區(qū)域均在灌區(qū)以外；引河流水源灌溉，應(yīng)從國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求岀發(fā)，綜合考慮水電、 航運(yùn)與給水等多方而的要求，使河流水資源得到合理的綜合利用。(2) 當(dāng)?shù)氐孛鎻搅?。它是指由?dāng)?shù)亟涤戤a(chǎn)生的徑流。我國(guó)南方地區(qū)降雨量大，當(dāng)?shù)氐?而徑流的利用十分普遍，不僅小型灌溉工程(如塘壩、小水庫(kù))利用它，而且在大、中型灌 區(qū)，也必須充分利用它來擴(kuò)大灌溉面積和提高灌區(qū)的灌溉保證率。(3) 地下水一般是指潛水。潛水又稱淺層地下水，其補(bǔ)給來源主要為大氣降雨(包括融 雪水)。在靠近河流、湖泊、洼地和人工渠道的地區(qū)，潛水也可從附

7、近的地表水得到補(bǔ)給, 由于潛水補(bǔ)給容易，在平原地區(qū)埋藏又較淺，是地下水的主要開采水源。利用地下水進(jìn)行 灌溉，在我國(guó)已有悠久的歷史，特別是我國(guó)西北、華北平原等比較干旱和缺乏河湖水源的 地區(qū)，地下水的開發(fā)利用，對(duì)發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)尤為重要。(4) 城市污水。包括工業(yè)廢水和生活污水，經(jīng)過凈化處理以后，可以作為灌溉水源。 隨著社會(huì)主義建設(shè)事業(yè)的發(fā)展，污水?dāng)?shù)量將日益增多。利用污水灌溉，不僅是解決灌溉水 源的重要途徑，而且也是防止水質(zhì)污染的有效描施。(5) 海水。因含鹽量較髙，一般不能直接用于灌溉農(nóng)出。5. 簡(jiǎn)述灌溉制度及其確定方法。（20分）答：作物灌溉制度是為了促使農(nóng)作物獲得髙產(chǎn)和節(jié)約用水而制立的適時(shí)、適量

8、的灌水 方案，它既是指導(dǎo)農(nóng)田灌溉的重要依據(jù)，也是制立灌溉規(guī)劃、設(shè)計(jì)灌溉工程以及編制灌區(qū) 用水汁劃的基本依據(jù)。作物灌溉制度包括：農(nóng)作物播種前及全生育期的灌水次數(shù)、灌水時(shí) 間、灌水定額和灌溉泄額。灌水定額是指單位耕地而積上的一次灌水量，而灌溉定額是指 單位耕地面積上農(nóng)作物播種前和全生育期的總灌溉水戢。節(jié)水髙效灌溉制度是把有限的灌溉水量在作物生育期進(jìn)行最優(yōu)分配，以提髙灌溉水向 根層貯水的轉(zhuǎn)化效率和光合產(chǎn)物向經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量轉(zhuǎn)化的效率。對(duì)旱作物可根據(jù)水源供水狀況， 在水源充足時(shí)采用適時(shí)、適量的節(jié)水灌溉：在水源供水不足的情況下采取非充分灌溉、調(diào) 虧灌溉、低泄額灌溉、儲(chǔ)水灌溉等，對(duì)水稻可采用注濕灌溉、控制灌溉等，

9、限制對(duì)作物的 水分供應(yīng)，一般可節(jié)水30-40%,而對(duì)產(chǎn)量無明顯影響。充分灌溉是指水源供水充足，能夠全部滿足作物的需水要求，此時(shí)的節(jié)水髙效灌溉制 度應(yīng)是根據(jù)作物需水規(guī)律及氣象、作物生長(zhǎng)發(fā)育狀況和丄壤墻情等對(duì)農(nóng)作物進(jìn)行適時(shí)、適 呈:的灌溉，使其在生長(zhǎng)期不產(chǎn)生水分脅迫情況下獲得作物髙產(chǎn)的灌水疑與灌水時(shí)間的合理 分配，并且不產(chǎn)生地而徑流和深層滲漏，既要確保獲得最髙產(chǎn)量，又應(yīng)具有較髙的水分生 產(chǎn)率。供水不足條件下的節(jié)水髙效灌溉制度是在水源不足或水量有限條件下，把有限的水 量在作物間或作物生冇期進(jìn)行最優(yōu)分配，確保種作物水分敏感期的用水，減少對(duì)水分非 敏感期的供水，此時(shí)所尋求的不是單產(chǎn)最高，而是全灌區(qū)總產(chǎn)值

10、最大。供水不足條件下的 肖水高效灌溉制度包括非充分灌溉的經(jīng)濟(jì)用水灌溉制度和調(diào)虧灌溉制度。非充分灌溉的經(jīng) 濟(jì)用水灌溉制度是以經(jīng)濟(jì)效益最大或水分生產(chǎn)率最髙為目標(biāo)，確定作物的耗水呈:與灌溉水 疑。調(diào)虧灌溉制度是根據(jù)作物的遺傳和生物學(xué)特性，在生冇期的某些階段，人為地施加一 左程度的水分脅迫（虧缺），調(diào)整光合產(chǎn)物向不同組織器官的分配，調(diào)控作物生長(zhǎng)狀態(tài)， 促進(jìn)生殖生長(zhǎng)，控制營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)的灌溉制度。在制左節(jié)水高效灌溉制度時(shí)，常采用總結(jié)群眾的灌水經(jīng)驗(yàn)；根據(jù)灌溉試驗(yàn)資料；根據(jù) 上壤水量平衡分析成果并參考群眾灌水經(jīng)驗(yàn)或試驗(yàn)資料等三種方法。6. 防洪治河工程措施有哪些？（10分）答：防洪治河工程措施是防洪規(guī)劃的具體表現(xiàn)

11、。防洪工程措施是指采取修建水利工程 防I匕洪水對(duì)人類生活形成災(zāi)害或?qū)⒑樗疄?zāi)害降低到最低程度。防洪工程措施一般有水丄保 持、堤防工程、分（蓄、滯）洪工程、河道整治工程摘施等。除此之外，還有非工程性防洪 措施，如洪水預(yù)報(bào)、社會(huì)保險(xiǎn)、社會(huì)救濟(jì)等。（1）土保持工程水土保持是指在山地溝壑區(qū)采用水上保持措施防止或減少地表徑流對(duì)地而上壤形成 沖蝕，通過采取相應(yīng)的工程措施、生物措施、農(nóng)業(yè)耕種措施，有效地減少地表徑流，降低 洪水災(zāi)害。（2）蓄水工程蓄水工程是指在山區(qū)干支流適宜地段興建水庫(kù)攔蓄洪水的工程措施。蓄水工程不但能 有效地防止下游河道洪水的發(fā)生，還能在干旱季節(jié)供下游作物用水。除滿足灌溉外，還可 利用水庫(kù)修

12、建水電站、開發(fā)旅游、漁業(yè)養(yǎng)殖等進(jìn)行綜合利用。（3）堤防工程堤防工程是在河流的兩岸修筑防護(hù)堤，以增加河道過水能力，減輕洪水威脅，保護(hù)兩 岸農(nóng)田及沿岸村鎮(zhèn)人民生活安全。堤防工程是目前河流防洪治河采取的主要工程措施之（4）分洪工程分洪工程是在河流適當(dāng)位宜修建分洪閘將一部分洪水泄入滯洪區(qū)，待河道洪水位下降 后再將滯洪區(qū)洪水排入河道，防止行洪期間洪水沖毀堤防對(duì)兩岸人民造成災(zāi)害。分洪工程 常常與滯洪工程配套使用。（5）河道整治工程河道整治是指由于河道沖淤演變妨礙了正常的行洪、航運(yùn)、引水灌溉、工業(yè)與生活用 水等，這種現(xiàn)象在北方多泥沙河逍上尤為突出，因而必須采取相應(yīng)措施，使河道得到控制 和改善。河道整治一般包

13、括河床整理、疏浚、裁彎、護(hù)岸等工程措施。防洪工程措施不是孤立的，對(duì)同一條河流，必須遵循上下游和左右岸統(tǒng)籌兼顧、近遠(yuǎn) 期結(jié)合的原則，全面規(guī)劃，綜合治理。7. 試述水電站的類型有哪些？（20分）答：水電站可按不同方法分類。按其裝機(jī)容量分為大型（250MW）、中型（50250MW）、小型（50MW）；按其廠房位宜與攔河壩之間的關(guān)系可分為壩后式、河床式、引水式和混合式。抽水蓄 能電站和潮汐電站也是水能利用的重要形式。（1）壩后式水電站當(dāng)水庫(kù)上下游水頭落差較大時(shí)，機(jī)組和廠房的尺寸相對(duì)較小，廠房難以獨(dú)立承受庫(kù)水 的巨大推力，因此，需要用攔河大壩承擔(dān)擋水任務(wù)，抬髙水位、集中落差。水電站廠房緊 靠在大壩的后而

14、布苣，廠壩之間設(shè)置沉陷縫，使兩者之間互不傳力，廠房不承受上下游水 位差所形成的壓力。壩后式水電站適用于中高水頭的混凝土壩。（2）河床式水電站河床式水電站適用于較低水頭的水電站。在上下游水頭落差較小的地方，可以用水電 站的廠房直接擋水，使之成為擋水建筑物的一部分，并直接承受水壓力。長(zhǎng)江洲壩水電站、 漢江王甫洲水電站就是河床式水電站。（3）引水式水電站引水式水電站是在河流上游修建低壩或閘取水，用較長(zhǎng)的引水道（渠逍、壓力鋼管、隧 洞）將水引到落差較大的地方（地形較陡坡處）集中水頭發(fā)電。引水式水電站只需不髙的攔河 壩或攔河閘、底欄柵壩等擋水建筑物。引水式水電站可以減少庫(kù)區(qū)淹沒和工程造價(jià)，是中 小型水電

15、站經(jīng)常采用的型式。它分為無壓引水式電站和有壓引水式電站。我國(guó)小水電資源大多位于山區(qū)，河道坡降大，因此多采用引水式水電站，工程量小， 投資少。（4）混合式水電站混合式水電站是壩式和引水式兩種方式的結(jié)合。在河道適合的地方修建較髙的攔河大 壩，上游形成一個(gè)有調(diào)右能力的水庫(kù)，再用壓力引水道將水引到水電站廠房。廠房建在下 游合適地形處。混介式水電站的廠房位置比較靈活，既可以布置在緊靠大壩的下游處，也 可以用較長(zhǎng)的壓力引水管道將廠房布巻在距離水庫(kù)較遠(yuǎn)的地方，并且可以進(jìn)一步利用發(fā)電 水頭落差。大中型水電站常采用這種形式。混合式水電站的水頭是由壩和引水建筑物共同形成的，即發(fā)電水頭一部分靠攔河壩壅 髙水位獲得，

16、另一部分靠引水道集中落差取得，電站的總水頭等于這兩部分之和，且壩構(gòu) 成水庫(kù)，水庫(kù)參與調(diào)節(jié)作用：而引水式電站的水頭主要由引水建筑物形成?；旌鲜剿娬窘Y(jié)合了壩后式和引水式的優(yōu)點(diǎn)，有一泄的調(diào)節(jié)能力，能夠減少庫(kù)區(qū)淹沒, 最大限度地利用水位落差，在地形地質(zhì)條件適合的情況下，往往較英他型式經(jīng)濟(jì)。（5）潮汐水電站潮汐水電站利用海水潮汐漲落變化造成的水位差來發(fā)電。它把海水漲潮、落潮的能量 轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，再把機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，是唯一?shí)際應(yīng)用海洋能的電站。海水漲潮時(shí)，外海水位高于水庫(kù)水位，可以利用水位差開機(jī)發(fā)電。水庫(kù)水位隨之上升, 待水位差小至難于發(fā)電時(shí)，全部打開泄水閘門，海水迅速流入水庫(kù)，使水庫(kù)水位蓄至最高 潮

17、水位，關(guān)閉閘門。海水落潮后，水庫(kù)水位高于外海水位，水電站利用反向水位差發(fā)電， 水庫(kù)水位隨之逐漸降低。直至兩端水位差小至難于發(fā)電時(shí)，全開泄水閘門。水庫(kù)水位降至 最低潮水位后，關(guān)閉閘門，等待下一次漲潮。潮汐電站水頭低，流量大，不受季節(jié)影響，但一天受潮汐漲落變化控制。潮汐電站和 常規(guī)水電站相比有許多不同之處，如潮汐電站以海水作為工作介質(zhì)，利用海水位和庫(kù)水位 的落差發(fā)電，設(shè)備的防腐蝕和防海生物附著的問題是常規(guī)水電站沒有的：?jiǎn)螏?kù)潮汐電站發(fā) 電有間歇性；但是潮汐能源是一種可再生的淸潔能源，沒有污染，可以經(jīng)久不息地利用， 且不受氣候條件的影響：潮汐電站沒有水電站的枯水期問題，電量穩(wěn)立而且還可以做到精 確預(yù)報(bào)：建設(shè)潮汐電站不需移民，不僅無淹沒損失，相反還可圍墾大片上地，有巨大的綜 合利用效益。（6）抽水蓄能電站電能在生產(chǎn)過程中是無法貯存的。在電力系統(tǒng)中，負(fù)荷是隨時(shí)變化著。有些類型的電 站難于適應(yīng)負(fù)荷的迅速變化，特別是核電站