持續(xù)學(xué)習(xí)水利水電工程考試試題及答案

持續(xù)學(xué)習(xí)水利水電工程考試試題及答案一、單項選擇題1.水利樞紐按其承擔(dān)的任務(wù)可分為防洪樞紐、灌溉樞紐、水力發(fā)電樞紐等，其中以發(fā)電為主，兼顧防洪、灌溉等任務(wù)的樞紐屬于（）。A.單一任務(wù)樞紐B.綜合利用樞紐C.專用樞紐D.混合樞紐答案：B2.土壩壩體在滲透水流作用下，壩體或壩基中的細(xì)顆粒被滲流帶走的現(xiàn)象稱為（）。A.管涌B.流土C.接觸沖刷D.接觸流土答案：A3.混凝土重力壩壩體分縫中，為適應(yīng)混凝土澆筑能力、散熱和減小溫度應(yīng)力而設(shè)置的縫是（）。A.橫縫B.縱縫C.水平施工縫D.沉陷縫答案：B4.水工隧洞的工作閘門通常設(shè)置在（）。A.進(jìn)口段B.出口段C.洞身段D.漸變段答案：B5.水利工程施工導(dǎo)流中，采用分段圍堰法導(dǎo)流時，束窄河床的泄水建筑物通常是（）。A.明渠B.隧洞C.涵管D.被圍堰束窄的河床答案：D6.水庫特征水位中，正常蓄水位與死水位之間的庫容稱為（）。A.總庫容B.興利庫容C.防洪庫容D.調(diào)洪庫容答案：B7.土石壩壩頂高程應(yīng)不低于設(shè)計洪水位或校核洪水位加相應(yīng)的壩頂超高，其中校核洪水位對應(yīng)的壩頂超高應(yīng)采用（）。A.正常運用情況B.非常運用情況C.設(shè)計運用情況D.特殊運用情況答案：B8.水閘的閘室結(jié)構(gòu)中，直接承受水壓力并傳遞荷載到地基的主要構(gòu)件是（）。A.底板B.閘墩C.胸墻D.工作橋答案：A9.水利工程中，衡量混凝土抗凍性的指標(biāo)是（）。A.抗壓強度等級B.抗?jié)B等級C.抗凍等級（如F200）D.抗拉強度等級答案：C10.水文計算中，設(shè)計洪水的三要素是（）。A.洪峰流量、洪水總量、洪水過程線B.洪峰流量、洪水歷時、洪水過程線C.洪水總量、洪水歷時、洪水頻率D.洪峰流量、洪水頻率、洪水過程線答案：A二、簡答題1.簡述重力壩的工作原理及主要優(yōu)缺點。答：重力壩主要依靠壩體自身重量產(chǎn)生的抗滑力維持穩(wěn)定，同時利用壩體重量在壩基面上產(chǎn)生的壓應(yīng)力來抵消水壓力引起的拉應(yīng)力。優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、施工方便、對地形和地質(zhì)條件適應(yīng)性強、運行可靠；缺點：材料用量大、壩體應(yīng)力較低（材料強度未充分利用）、溫度控制要求高（大體積混凝土易產(chǎn)生溫度裂縫）。2.土石壩壩體排水的主要作用是什么？常見的排水形式有哪些？答：主要作用：降低壩體浸潤線，增加下游壩坡的穩(wěn)定性；防止壩坡土料滲透變形；提高壩體抗剪強度，減少壩體沉降。常見形式：棱體排水（濾水壩址）、貼坡排水、褥墊排水、組合式排水（如棱體+褥墊）。3.水閘消能防沖設(shè)施的主要組成部分及各自作用是什么？答：組成及作用：①護(hù)坦（消力池）：通過水流擴(kuò)散、碰撞消耗能量，形成水躍，降低流速；②海漫：進(jìn)一步消除余能，調(diào)整流速分布，保護(hù)河床免受沖刷；③防沖槽（齒墻）：防止海漫末端河床被沖刷下切，增強整體穩(wěn)定性；④翼墻（邊墻）：引導(dǎo)水流平順進(jìn)入或流出閘室，防止兩側(cè)岸坡淘刷。4.水利工程施工中，混凝土溫度控制的主要措施有哪些？答：①原材料控制：選用低熱或中熱水泥，摻加粉煤灰等活性摻合料，降低水泥用量；②骨料預(yù)冷：對砂石料進(jìn)行風(fēng)冷、水冷或加冰攪拌；③澆筑過程控制：分層分塊澆筑，控制澆筑層厚和間歇時間，避免大體積混凝土內(nèi)部熱量積聚；④表面保溫：覆蓋保溫材料（如草袋、保溫被），減少內(nèi)外溫差；⑤通水冷卻：在混凝土內(nèi)部埋設(shè)冷卻水管，通低溫水帶走熱量；⑥選擇低溫季節(jié)或夜間澆筑，避開高溫時段。5.簡述水庫調(diào)度的基本原則及主要類型。答：基本原則：綜合利用（兼顧防洪、發(fā)電、灌溉、供水等）、安全第一（確保大壩安全）、興利服從防洪、統(tǒng)一調(diào)度與分級管理結(jié)合。主要類型：①防洪調(diào)度：根據(jù)洪水預(yù)報和水庫防洪限制水位，制定泄洪方案；②興利調(diào)度：按發(fā)電、灌溉等需求，優(yōu)化水庫蓄泄過程；③綜合調(diào)度：協(xié)調(diào)防洪與興利矛盾，如汛末提前蓄水、枯水期錯峰補水。三、計算題1.某水庫設(shè)計洪水過程線采用同頻率放大法推求，已知典型洪水過程線的洪峰流量為800m3/s，1日洪量為1200萬m3，3日洪量為2500萬m3；設(shè)計洪峰流量為1200m3/s，設(shè)計1日洪量為1800萬m3，設(shè)計3日洪量為3500萬m3。試計算各時段的放大系數(shù)，并說明同頻率放大法的主要步驟。解：同頻率放大法要求洪峰、1日洪量、3日洪量分別按各自設(shè)計頻率放大，其中1日洪量對應(yīng)時段為1天，3日洪量對應(yīng)時段為3天，且1日洪量包含在3日洪量內(nèi)。（1）洪峰放大系數(shù)KQ=設(shè)計洪峰/典型洪峰=1200/800=1.5（2）1日洪量放大系數(shù)K1=設(shè)計1日洪量/典型1日洪量=1800/1200=1.5（3）3日洪量中，扣除1日洪量后的放大系數(shù)K3=（設(shè)計3日洪量設(shè)計1日洪量）/（典型3日洪量典型1日洪量）=（35001800）/（25001200）=1700/1300≈1.3077同頻率放大法主要步驟：①選擇典型洪水過程線（峰高量大、分配不利）；②計算洪峰、各控制時段洪量的放大系數(shù)（洪峰與最長時段洪量用設(shè)計值與典型值的比值，短時段洪量與長時段洪量的差值部分用其比值）；③按放大系數(shù)分段放大典型洪水過程線，得到設(shè)計洪水過程線；④檢查放大后的過程線是否連續(xù)，必要時修正。2.某混凝土重力壩壩基面寬度B=40m，壩體單位寬度自重G=8000kN，壩底面上游端揚壓力強度p1=600kPa，下游端揚壓力強度p2=100kPa，水平水壓力P=5000kN（作用點距壩底高度h=15m）。試計算壩體抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)（不計凝聚力，摩擦系數(shù)f=0.7）。解：（1）計算揚壓力合力U：揚壓力分布為三角形，合力U=（p1+p2）×B/2=（600+100）×40/2=700×20=14000kN（2）計算抗滑力F抗=f×（GU）=0.7×（800014000）？（此處發(fā)現(xiàn)錯誤，自重G應(yīng)為壩體重量，揚壓力方向向上，故有效垂直力應(yīng)為GU，但需確認(rèn)單位寬度自重是否包含揚壓力。實際中，自重G是壩體自身重量，揚壓力U是向上的力，因此垂直正壓力為GU。）修正：假設(shè)G=8000kN是壩體單位寬度自重（向下），U=14000kN是向上的揚壓力，則有效垂直力N=GU=800014000=6000kN（負(fù)號表示向上，不符合實際，說明題目中揚壓力計算可能有誤，通常揚壓力p1為上游水深對應(yīng)的壓強，p2為下游水深對應(yīng)的壓強，假設(shè)上游水深H1=60m（p1=γH1=10×60=600kPa），下游水深H2=10m（p2=γH2=10×10=100kPa），則揚壓力合力U=（p1+p2）×B/2=（600+100）×40/2=14000kN（向上）。壩體自重G=8000kN（向下），則垂直方向合力N=GU=800014000=6000kN（向上），說明壩體可能被抬起，這顯然不合理，可能題目中G應(yīng)為80000kN（單位寬度自重通常較大）。假設(shè)G=80000kN，則N=8000014000=66000kN（向下）。水平水壓力P=5000kN（向右），抗滑力F抗=f×N=0.7×66000=46200kN抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)K=F抗/P=46200/5000=9.24（實際中重力壩抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)設(shè)計值通常為1.05~1.3（基本組合）或1.0（特殊組合），此處因假設(shè)G=80000kN，結(jié)果合理）。（注：原題中G可能單位錯誤，實際計算需根據(jù)工程實際調(diào)整參數(shù)。）四、案例分析題某山區(qū)擬建一座混凝土拱壩，壩址區(qū)地形為“V”型峽谷，河床寬約30m，兩岸坡度60°~70°，基巖為完整的花崗巖，單軸飽和抗壓強度120MPa，透水性弱。設(shè)計正常蓄水位200m，死水位180m，校核洪水位202m，壩頂高程203m，最大壩高120m。問題1：該工程選擇拱壩的主要依據(jù)是什么？拱壩對地形、地質(zhì)的基本要求有哪些？答：選擇拱壩的主要依據(jù)：①地形為“V”型峽谷（寬高比?。?，有利于拱的作用發(fā)揮，可將大部分水壓力通過拱結(jié)構(gòu)傳遞至兩岸巖體；②基巖為完整花崗巖（強度高、透水性弱），能承受拱端推力；③壩高較大（120m），拱壩相對于重力壩可節(jié)省混凝土用量（約為重力壩的1/3~1/2）。拱壩對地形的基本要求：河谷狹窄（寬高比B/H≤3~4），兩岸對稱，岸坡平順無突變，以保證拱端推力均勻傳遞；對地質(zhì)的基本要求：基巖完整、堅硬（抗壓強度≥30MPa），無大的斷層、破碎帶，抗?jié)B性好（滲透系數(shù)?。?，兩岸拱座巖體應(yīng)能承受拱端推力（無滑移可能）。問題2：該拱壩設(shè)計中需重點考慮的工程措施有哪些？答：①拱壩體型優(yōu)化：根據(jù)河谷形狀選擇雙曲拱壩（適應(yīng)“V”型峽谷），調(diào)整拱圈中心角、半徑等參數(shù)，使應(yīng)力分布均勻；②壩基處理：對局部破碎帶進(jìn)行固結(jié)灌漿，對可能的滲漏通道進(jìn)行帷