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1、第二章 农田水分状况和土壤水分运动1. 【农田土壤有效含水量的计算】某平原农田，1m 深内土质为壤土，其空隙率为 47%，悬着毛管水的最大含水率为 30%，凋萎系数 9.5%（体积） ，土壤容重1.4 t/m3，地下水位在地面以下 7m 处，土壤计划湿润层厚度为 0.8m。计算土壤计划湿润层中有效含水量的上、下限，要求：（1）分别用 m3/亩，m3/hm2和 mm 三种单位表示结果；（2）将含水率转换为以干土重的百分比及用空隙体积的百分比表示。解：（1） 亩/160/240%308. 33maxax mhamHW亩7.57659inin（2）以干土重的百分比表示：%79.64.153.2.0m
2、ini/axa/ 以空隙体积的百分比表示：21.0475.983.mini/axa/ 2. 【土壤入渗水量的计算】某土壤经测定，第一分钟末的入渗速度=6mm/min， a=0.4。求：运用土壤入渗经验公式计算 30min 内的入渗量，平均1入渗速度，及第 30min 末的瞬时入渗速度。解：把 =6, =0.4,t=1 代入 i= + 解得 S=11.21 212把 S=11.2，t=30, , =0.4 代入 I=S + I=11.2x +0.4x30=73.34mm. 12得 3012平均入渗速度 v=73.34/30=2.44mm/min.30min 末的瞬时入渗速度 = + = x +0
3、.4=1.42mm/min.3021211.22 3012第三章 作物需水量和灌溉用水量1. 用 “以水面蒸发为参考的需水系数法 ”求水稻的耗水量。基本资料：（ 1）某地根据气象观测资料，设计年 4 月8 月 80cm 直径蒸发皿的蒸发量（E0）值如下表：月份 4 5 6 7 8蒸发量（E0）182.6 145.7 178.5 198.8 201.5（2）水稻各生育阶段的需水系数 及日渗漏量如下表：生育阶段返 青 分 蘖拔节孕穗抽穗开花乳 熟黄 熟全生育期起止日期4.265.35.45.285.296.156.166.307.17.107.117.194.267.19天 数8 25 18 15
4、 10 9 85阶段 值0.784 1.060 1.341 1.178 1.060 1.133 日渗漏量（mm/d）1.5 1.2 1.0 1.0 0.8 0.8 根据上述资料，推求该地水稻各生育阶段及全生育期的耗水量。解：各阶段蒸发耗水总量返青期：0.784x( )=34.91mm182.6305+145.7313分蘖期:1.06x145.73125=124.55拔节孕穗期:1.341x( )=138.59mm145.7313+178.53015抽穗开花期:1.178x( )=105.14mm178.53015乳熟期:1.06x x10=67.98mm198.831黄熟期:1.133x x9
5、=65.39mm198.831各阶段渗流总量返青期：1.5x8=12mm分蘖期:1.2x25=30mm拔节孕穗期:1.0x18=18mm抽穗开花期:1.0x15=15mm乳熟期:0.8x10=8mm黄熟期:0.8x9=7.2mm生育阶段返 青 分蘖 拔节孕穗抽穗开花乳熟 黄熟 全生育期各阶段蒸发耗水总量（mm）34.91 124.55 138.59 105.14 67.98 65.39 536.56各阶段渗流总量（mm）12 30 18 15 8 7.2 90.2总量（mm）46.91 154.55 156.59 120.14 75.98 72.59 626.762. 用“以产量为参考的需水系
6、数法”求棉花的耗水量。基本资料：（1）棉花计划产量：籽棉 300kg/亩。（2）由相似地区实验资料得，当产量为籽棉 300kg/亩时，棉花需水系数K=1.37m3/kg。（3）棉花各生育阶段的需水量模比系数如下表：生育阶段 苗期 蕾期 花铃期 吐絮期 全生育期起止日期 4.116.10 6.117.6 7.78.24 8.2510.30 4.1110.30天 数 61 26 49 71 206模比系数（%）11 24 49 16 100计算棉花各生育阶段耗水量累积值。解：全生育期耗水量：ET=KY=1.37300=411 m3/亩，所以有苗期：ET1=41111%=45.21 m3/亩蕾期：E
7、T2=41124%=98.64 m3/亩花铃期：ET3=41149%=201.39 m3/亩吐絮期：ET4=41116%=65.76 m3/亩所以棉花各生育阶段耗水量累积值如下表：（单位：m3/亩）苗期 蕾期 花铃期 吐絮期 全生育期45.21 143.85 345.24 411 4113. 用（1979 年修正的）彭曼公式求潜在腾发量从而计算作物需水量。已知：（1）华北平原某站位于东经 11503，北纬 3841，海拔高度 40.09m。该站的多年平均气象资料如表 2-3-1。（2）该站的冬小麦作物系数 Kc 值如表 2-3-2。（3）该站的棉花生育期为：4 月 23 日播种，10 月 20
8、 日收割，共 181 天。生育期的作物系数 Kc 为 0.751。（4）该站的夏玉米生育期为：6 月 21 日播种，9 月 28 日收割，共 100 天。全生育期的作物系数 Kc 为 0.838。要求：（1）计算潜在腾发量 Ep；（2）计算作物需水量 E。表 3-3-1 某站多年平均气象资料表气温（）月份 最高TM最低Tm平均Tav平均相对湿度RHav（%）最大风速（m/s）平均风速（m/s）日照时数(h/mon)降雨量（mm）蒸发量（mm）1 3.3 -11.2 -4.6 49 8.3 7.9 193.2 2.3 45.12 6.6 -8.9 -1.6 57 8.5 2.3 180.3 6.
9、9 58.73 13.7 -1.6 5.6 57 11.0 2.7 232.2 5.9 137.24 21.8 5.4 13.8 55 9.7 3.0 236.5 18.1 214.05 28.1 11.4 20.1 59 8.7 2.6 283.5 27.2 283.26 32.3 16.7 24.6 62 8.4 2.5 278.0 64.5 294.57 31.8 20.5 26.2 80 5.5 1.9 222.2 165.5 192.98 30.4 19.1 24.7 83 5.7 1.6 218.5 204.2 152.19 27.1 12.0 19.5 77 5.6 1.4 23
10、4.5 40.9 144.910 20.9 4.8 12.6 73 7.0 1.7 227.2 26.4 119.911 11.4 -2.2 4.3 69 7.6 2.0 182.7 8.7 65.912 3.9 -8.3 -2.7 62 8.8 2.0 184.0 3.1 41.5表 3-3-2 某站冬小麦作物系数 Kc 值表生育期播种至分蘖分蘖至返青返青至拔节拔节至抽穗至抽穗至灌浆灌浆至成熟全生育期起止日期10.110.2410.253.143.154.174.185.85.95.235.246.1410.16.14天数24 141 34 21 15 22 257作物系数0.58 0.58
11、 0.93 1.52 1.28 0.65 0.884. 冬小麦播前灌水定额计算。已知：（1）土壤最大计划湿润层 H=0.8m；（2）土壤平均孔隙率 n=41.3%（占土体） ；（3）土壤田间持水率 FC=75.0%（占孔隙体积的百分比）（4）播前土壤含水率 0=48.0%（占孔隙体积的百分比） 。解： 亩/5.9/82.9%)4875(3.4180)(M33mhamHnFC 5. 用水量平衡方程式估算冬小麦全生育期的灌溉定额 M2。已知：某灌区冬小麦全生育期需水量 E=380m3/亩，设计降雨量 P=150mm，降雨有效利用系数 =0.8，全生育期地下水补给量 K=30m3/亩。生育初期土壤计
12、划湿润层深度取 0.3m，后期取 0.8m。土壤孔隙率 n=48%（占土体） ，田间持水率FC=70%（占孔隙体积的百分比） 。在冬小麦播前进行灌溉，灌后使土壤最大计划湿润层范围内的含水率皆达到田间持水率，收割时可使土壤含水率降至田间持水率的 80%。解：=667( )n /亩 21=667(0.80.3)48%70%=112.0563=150x0.8=120mm=80 /亩0 3K=30 /亩3ET=380 /亩3=667x0.8x48%x70%x80%=143.43 /亩 3=667x0.3x48%x70% =67.23 /亩 0 3把以上数据代入 解得 M=234.144 /亩+0+=0
13、 3第五章 灌溉渠道设计1. 【渠道水利用系数与渠系水利用系数的计算】某渠系仅由两级渠道组成。上级渠道长 3.0km。自渠尾分出两条下级渠道，长皆为 1.5km。下级渠道的净流量为 Q 下净 =0.3m3/s。渠道沿线的土壤透水性较强（A=3.4，m=0.5） ，地下水埋深为 5.5m。计算（1）下级渠道的毛流量及渠道水利用系数；（2）上级渠道的毛流量及渠道水利用系数。解：(1 = =0.062)下 = 100下 3.41000.30.5= =0.062x1.5x0.3=0.0279 /s下 下 3= 0.0279+0.3=0.3279 /s下 下 +下 = 3= =0.915下 =下 0.3
14、0.3279(2)上级渠道净流量 =0.3279 /s上 3= =0.059上 = 100上 3.41000.32790.5= =0.059x3.0x0.3279=0.058 /s上 上 3= 0.058+0.3279=0.3859 /s上 上 +上 = 3= =0.850上 =上上 0.32790.38592. 【 续灌渠道流量的推算】某干渠有 3 条支渠皆实行续灌，如图示。干渠 OA段长 2.5km，AB 段长 2.0km，BC 段长 1.5km。支一毛流量为 3.0 /s，支二毛流3量为 2.5 /s，支三毛流量为 2.0 /s，干渠沿线土壤透水性中等3 3（A=1.9，m=0.4） ，
15、地下水埋深界于 2.02.5m 之间。计算干渠各段的设计（毛）流量。解： 57.0,43.r5.20BCOAr，地 下 水 埋 深QOA: smLrQsmOAOA mOAA /64.7)5208.435.1(7.)1(,/. 33 净毛 净支毛净AB: sLrQsABAB mABABO /57.4)201.48(52.4)1(,/. 332 净毛 净支毛净BC: sLrQsBCBCmB /m02.)5104.571(2)1(0,/2 333 净毛 净支净4. 【 土质渠床渠道断面的水力计算】某渠道设计流量 Q= 3.0m3/s，水源为河流。灌溉季节水流含沙量为 =0.5kg/m3，泥沙为极细的砂质黏土；加权平均沉降速度为 =2mm/s。渠道沿线土壤为重黏壤土，地面坡度为 1：2500 左右。渠道按良好的质量施工及良好的养护状况设计。请设计渠道的断面尺寸。解：由题意有， 250:,.,025.,/3imnsQihd .1)12(89
