水利水電工程設(shè)計(jì)原則考題試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.水利水電工程設(shè)計(jì)中，確定設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)的核心依據(jù)是（）。A.工程投資預(yù)算B.流域水文歷史數(shù)據(jù)C.下游防護(hù)對(duì)象的重要性及工程規(guī)模D.施工單位的技術(shù)能力2.樞紐布置設(shè)計(jì)中，“水流條件順暢”原則主要是為了（）。A.降低施工難度B.減少水頭損失，提高運(yùn)行效率C.簡(jiǎn)化管理維護(hù)D.滿(mǎn)足景觀要求3.泄洪建筑物設(shè)計(jì)時(shí)，超標(biāo)準(zhǔn)洪水的安全裕度通常通過(guò)（）實(shí)現(xiàn)。A.增大泄洪設(shè)施尺寸B.設(shè)置非常溢洪道C.降低正常蓄水位D.提高壩體抗沖刷強(qiáng)度4.土石壩防滲設(shè)計(jì)中，“上堵下排”原則的“下排”主要指（）。A.壩基排水體設(shè)置B.壩體上游面鋪設(shè)防滲材料C.岸坡混凝土襯砌D.壩后壓重平臺(tái)5.生態(tài)流量設(shè)計(jì)需重點(diǎn)考慮的因素是（）。A.發(fā)電效益最大化B.魚(yú)類(lèi)洄游習(xí)性與河道自?xún)粜枨驝.庫(kù)區(qū)航運(yùn)需求D.農(nóng)業(yè)灌溉季節(jié)性用水6.重力壩壩型選擇時(shí)，若壩址河谷狹窄、兩岸地形陡峻，優(yōu)先考慮（）。A.寬縫重力壩B.實(shí)體重力壩C.碾壓混凝土重力壩D.空腹重力壩7.施工導(dǎo)流設(shè)計(jì)中，“前期導(dǎo)流為主，后期蓄水為輔”的原則適用于（）。A.低水頭徑流式電站B.高壩大庫(kù)工程C.小型水庫(kù)除險(xiǎn)加固D.潮汐電站8.水庫(kù)調(diào)度設(shè)計(jì)中，“興利服從防洪”原則的本質(zhì)是（）。A.優(yōu)先保障下游防洪安全B.最大化發(fā)電效益C.平衡各用水部門(mén)需求D.簡(jiǎn)化調(diào)度規(guī)則9.地震設(shè)防區(qū)水工建筑物設(shè)計(jì)時(shí)，“延性抗震”原則主要通過(guò)（）實(shí)現(xiàn)。A.增加結(jié)構(gòu)剛度B.采用柔性連接與耗能構(gòu)件C.提高材料強(qiáng)度等級(jí)D.減小建筑物尺寸10.移民安置規(guī)劃設(shè)計(jì)中，“前期補(bǔ)償、后期扶持”原則的核心是（）。A.一次性發(fā)放高額補(bǔ)償款B.保障移民長(zhǎng)期生計(jì)與發(fā)展能力C.降低工程總投資D.縮短移民搬遷周期二、填空題（每空1分，共20分）1.水利水電工程設(shè)計(jì)的五大基本原則包括安全可靠、（）、綜合利用、（）、因地制宜。2.設(shè)計(jì)洪水的三要素是（）、（）、洪水過(guò)程線(xiàn)。3.樞紐布置的核心目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)各建筑物在（）、（）、運(yùn)行管理上的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。4.泄洪建筑物設(shè)計(jì)需滿(mǎn)足“泄得下、（）、（）”的要求。5.防滲設(shè)計(jì)中，“全斷面防滲”與“（）”相結(jié)合的原則，適用于（）壩基條件。6.生態(tài)流量計(jì)算常用方法包括（）、水力學(xué)法、（）、綜合法。7.重力壩抗滑穩(wěn)定的主要控制指標(biāo)是（），土石壩則需重點(diǎn)驗(yàn)算（）。8.施工導(dǎo)流分期的依據(jù)是（）、（）及主體工程施工進(jìn)度。9.水庫(kù)調(diào)度圖通常由（）、（）、防破壞線(xiàn)等特征線(xiàn)組成。10.地震設(shè)防類(lèi)別劃分的主要依據(jù)是（）和（）。三、簡(jiǎn)答題（每題8分，共40分）1.簡(jiǎn)述“安全第一，預(yù)防為主”原則在水利水電工程設(shè)計(jì)中的具體體現(xiàn)。2.說(shuō)明“綜合利用”原則在水庫(kù)樞紐設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，需列舉至少3類(lèi)綜合利用目標(biāo)。3.壩址選擇時(shí)，需重點(diǎn)考慮哪些工程地質(zhì)與水文條件？請(qǐng)分別說(shuō)明其對(duì)設(shè)計(jì)的影響。4.防滲設(shè)計(jì)為何強(qiáng)調(diào)“上堵、中截、下排”多措施結(jié)合？各措施的具體工程手段是什么？5.生態(tài)流量設(shè)計(jì)需經(jīng)歷哪些關(guān)鍵步驟？每一步驟的核心任務(wù)是什么？四、論述題（每題15分，共30分）1.試論述混凝土壩與土石壩在設(shè)計(jì)原則上的主要差異，需結(jié)合材料特性、受力機(jī)理及工程風(fēng)險(xiǎn)展開(kāi)分析。2.結(jié)合“雙碳”目標(biāo)，論證水利水電工程設(shè)計(jì)中生態(tài)保護(hù)與工程效益的協(xié)調(diào)策略，需提出至少3項(xiàng)具體技術(shù)措施。五、案例分析題（40分）某山區(qū)擬建一座大（2）型水庫(kù)，壩址控制流域面積1200km2，多年平均流量45m3/s，設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為1000年一遇（洪峰流量3800m3/s），校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為5000年一遇（洪峰流量5200m3/s）。壩址河谷為“V”型峽谷，兩岸基巖為花崗巖，局部存在卸荷裂隙；庫(kù)區(qū)上游3km有省級(jí)保護(hù)魚(yú)類(lèi)產(chǎn)卵場(chǎng)，下游10km有重要城鎮(zhèn)及農(nóng)田保護(hù)區(qū)。問(wèn)題：1.從樞紐布置原則出發(fā)，提出壩型選擇（重力壩、拱壩、土石壩）的建議，并說(shuō)明理由。2.泄洪建筑物設(shè)計(jì)需重點(diǎn)考慮哪些安全問(wèn)題？提出泄洪設(shè)施的布置方案（包括類(lèi)型、位置、規(guī)模）。3.針對(duì)庫(kù)區(qū)上游魚(yú)類(lèi)保護(hù)需求，設(shè)計(jì)中需采取哪些生態(tài)補(bǔ)償措施？需說(shuō)明具體技術(shù)參數(shù)（如生態(tài)流量值、過(guò)魚(yú)設(shè)施類(lèi)型）。4.下游城鎮(zhèn)與農(nóng)田保護(hù)對(duì)水庫(kù)調(diào)度設(shè)計(jì)提出了哪些要求？需制定哪些關(guān)鍵調(diào)度規(guī)則？答案一、單項(xiàng)選擇題1.C2.B3.B4.A5.B6.B7.B8.A9.B10.B二、填空題1.經(jīng)濟(jì)合理；生態(tài)友好2.洪峰流量；洪水總量3.空間布局；功能銜接4.排得穩(wěn)；不漫頂5.局部加強(qiáng)；復(fù)雜（或“不均勻”）6.水文分析法；生境模擬法7.抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)；壩坡抗滑穩(wěn)定8.河流流量特性；主體建筑物結(jié)構(gòu)特點(diǎn)9.限制供水線(xiàn)；防洪限制線(xiàn)10.工程等別；建筑物級(jí)別三、簡(jiǎn)答題1.體現(xiàn)：①設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格按規(guī)范選取，重要工程提高1~2個(gè)等級(jí)；②采用多工況組合（正常、設(shè)計(jì)、校核、地震等）驗(yàn)算結(jié)構(gòu)安全；③關(guān)鍵部位（如壩基、泄洪消能區(qū)）設(shè)置冗余設(shè)計(jì)（如備用泄洪設(shè)施、加強(qiáng)防滲層）；④監(jiān)測(cè)系統(tǒng)同步設(shè)計(jì)（滲流、變形、應(yīng)力監(jiān)測(cè)點(diǎn)），實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控。2.應(yīng)用：①防洪：設(shè)置足夠泄洪能力，預(yù)留防洪庫(kù)容；②發(fā)電：布置引水系統(tǒng)與電站廠(chǎng)房，優(yōu)化水頭利用；③灌溉：設(shè)計(jì)取水口高程與渠道銜接；④供水：設(shè)置專(zhuān)用輸水管道，保障水質(zhì)；⑤生態(tài)：預(yù)留生態(tài)流量，修復(fù)河道生境。需至少列舉3類(lèi)，如防洪+發(fā)電+生態(tài)。3.重點(diǎn)考慮：①地形條件：“V”型峽谷適合拱壩，寬谷適合重力壩或土石壩；②地質(zhì)條件：基巖強(qiáng)度（花崗巖優(yōu)于軟巖）、斷層分布（避開(kāi)大斷層）、透水性（需防滲處理）；③水文條件：流量變幅（大流量需大泄洪斷面）、含沙量（高含沙需防磨損設(shè)計(jì)）；④施工條件：料場(chǎng)距離（就近取料降低成本）、場(chǎng)地布置（足夠施工場(chǎng)地）。4.原因：?jiǎn)我淮胧╇y以應(yīng)對(duì)復(fù)雜滲流場(chǎng)（如壩基深層滲漏、繞壩滲漏），多措施結(jié)合可分層控制滲流。具體手段：①上堵：壩體上游面設(shè)混凝土面板/瀝青混凝土心墻，壩基帷幕灌漿；②中截：設(shè)置混凝土齒墻或截水墻，截?cái)鄿\層滲漏通道；③下排：壩基設(shè)排水孔幕，壩體下游設(shè)反濾層+排水體，降低滲透壓力。5.步驟：①基礎(chǔ)資料收集：流域水文、生態(tài)敏感目標(biāo)（魚(yú)類(lèi)、濕地）、用水需求；②計(jì)算方法選擇：根據(jù)保護(hù)對(duì)象（如魚(yú)類(lèi)）選取生境模擬法（如WUA模型）或水文法（如Tennant法）；③多方案比選：對(duì)比不同流量值對(duì)生態(tài)與工程的影響（如發(fā)電損失）；④動(dòng)態(tài)調(diào)整：結(jié)合監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)（河道水位、生物種群變化）優(yōu)化流量值。四、論述題1.差異分析：①材料特性：混凝土壩（剛性材料，抗壓強(qiáng)度高，抗拉弱）需設(shè)置溫度縫、分縫止水；土石壩（散粒體材料，抗剪強(qiáng)度依賴(lài)級(jí)配）需控制填筑密度、設(shè)置反濾層。②受力機(jī)理：混凝土壩以自身重量抵抗水壓力（重力壩）或拱作用傳力（拱壩），對(duì)壩基承載力要求高；土石壩靠壩體抗剪強(qiáng)度維持穩(wěn)定，需重點(diǎn)驗(yàn)算壩坡穩(wěn)定。③工程風(fēng)險(xiǎn)：混凝土壩風(fēng)險(xiǎn)集中于壩基滲漏（可能引發(fā)揚(yáng)壓力超限）、溫度裂縫；土石壩風(fēng)險(xiǎn)為滲透破壞（管涌、流土）、滑坡（雨季或地震時(shí)）。設(shè)計(jì)原則差異：混凝土壩強(qiáng)調(diào)“剛性抗”（高強(qiáng)度材料+基礎(chǔ)處理），土石壩強(qiáng)調(diào)“柔性防”（滲流控制+邊坡加固）。2.協(xié)調(diào)策略：①優(yōu)化水庫(kù)調(diào)度：采用生態(tài)友好型調(diào)度（如魚(yú)類(lèi)產(chǎn)卵期增加流量波動(dòng)，模擬自然水文過(guò)程），減少對(duì)下游河道生態(tài)的干擾；②工程措施融合生態(tài)設(shè)計(jì)：壩體設(shè)置魚(yú)道（如豎縫式、池堰式），過(guò)魚(yú)效率≥80%；泄洪洞采用“生態(tài)流量孔”，保障最小下泄流量（如多年平均流量的10%）；③碳匯功能開(kāi)發(fā)：利用庫(kù)區(qū)水域發(fā)展生態(tài)漁業(yè)（如濾食性魚(yú)類(lèi)養(yǎng)殖），吸收水體碳元素；壩區(qū)綠化采用本地樹(shù)種，增加植被碳匯；④減少施工碳排放：推廣碾壓混凝土（減少水泥用量）、裝配式結(jié)構(gòu)（縮短工期），使用電動(dòng)施工機(jī)械。五、案例分析題1.壩型建議：拱壩。理由：①河谷為“V”型峽谷，寬高比?。ㄟm合拱壩發(fā)揮空間傳力優(yōu)勢(shì)）；②兩岸基巖為花崗巖（強(qiáng)度高，滿(mǎn)足拱壩對(duì)壩肩穩(wěn)定的要求）；③與重力壩相比，拱壩體積?。p少混凝土用量，降低投資）；④土石壩需大量土石料（壩址為山區(qū)，料場(chǎng)可能較遠(yuǎn)，運(yùn)輸成本高）。2.安全問(wèn)題：①校核洪水泄量5200m3/s，需防止泄洪時(shí)下游河道沖刷；②“V”型峽谷泄洪水流集中，需避免折沖水流對(duì)壩腳的淘刷；③花崗巖卸荷裂隙可能導(dǎo)致岸邊泄洪時(shí)產(chǎn)生局部滲漏。布置方案：①主泄洪設(shè)施：壩身表孔（3孔，單孔寬12m，堰頂高程280m）+深孔（2孔，孔口尺寸5m×7m，高程240m），表孔泄洪為主，深孔輔助排沙；②非常泄洪設(shè)施：左岸溢洪道（寬頂堰，凈寬30m，堰頂高程290m），用于超標(biāo)準(zhǔn)洪水；③消能方式：表孔采用挑流消能（鼻坎挑角25°，挑距≥150m），深孔采用底流消能（消力池長(zhǎng)50m，深3m），避免下游沖刷。3.生態(tài)補(bǔ)償措施：①生態(tài)流量確定：采用生境模擬法，針對(duì)省級(jí)保護(hù)魚(yú)類(lèi)（假設(shè)為產(chǎn)黏沉性卵魚(yú)類(lèi)），關(guān)鍵期（46月產(chǎn)卵期）需維持流量≥8m3/s（占多年平均流量的17.8%），非關(guān)鍵期≥4.5m3/s（10%）；②過(guò)魚(yú)設(shè)施：在右岸布置豎縫式魚(yú)道（寬1.2m，縫寬0.3m，池深2m，坡度5%），連接庫(kù)區(qū)與上游產(chǎn)卵場(chǎng)，入口高程235m（對(duì)應(yīng)生態(tài)流量下的水位）；③棲息地修復(fù)：在上游3km產(chǎn)卵場(chǎng)附近設(shè)置人工魚(yú)巢（投放直徑0.5m的混凝土塊，間距1m，面積2000m2），模擬天然礫石河床。4.調(diào)度要求與規(guī)則