水利水電工程考點(diǎn)梳理試題及答案一、水利水電工程勘測(cè)1.試題（1）水利水電工程測(cè)量中，比例尺精度的定義是什么？已知某地形圖比例尺為1:5000，其比例尺精度是多少？（2）簡(jiǎn)述水準(zhǔn)測(cè)量的原理。在水準(zhǔn)測(cè)量中，后視點(diǎn)A的高程為20.000m，后視讀數(shù)為1.500m，前視點(diǎn)B的讀數(shù)為1.000m，求前視點(diǎn)B的高程。（3）簡(jiǎn)述GPS測(cè)量技術(shù)在水利水電工程中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。2.答案（1）比例尺精度是指地形圖上0.1mm所代表的實(shí)地水平距離。對(duì)于1:5000的地形圖，其比例尺精度為0.1mm×5000=0.5m。（2）水準(zhǔn)測(cè)量的原理是利用水準(zhǔn)儀提供的水平視線(xiàn)，讀取豎立于兩點(diǎn)上的水準(zhǔn)尺讀數(shù)，來(lái)測(cè)定兩點(diǎn)間的高差，然后根據(jù)已知點(diǎn)高程，推算出未知點(diǎn)的高程。已知后視點(diǎn)A的高程\(H_A=20.000m\)，后視讀數(shù)\(a=1.500m\)，前視點(diǎn)B的讀數(shù)\(b=1.000m\)。根據(jù)高差公式\(h_{AB}=ab\)，可得\(h_{AB}=1.5001.000=0.500m\)。再根據(jù)\(H_B=H_A+h_{AB}\)，可得\(H_B=20.000+0.500=20.500m\)。（3）GPS測(cè)量技術(shù)在水利水電工程中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)主要有：①定位精度高，能夠滿(mǎn)足水利水電工程不同階段對(duì)測(cè)量精度的要求；②觀(guān)測(cè)時(shí)間短，可大大提高測(cè)量工作效率，縮短工期；③測(cè)站間無(wú)需通視，不受地形條件限制，能夠在復(fù)雜的山區(qū)、水域等環(huán)境下進(jìn)行測(cè)量；④可提供三維坐標(biāo)，同時(shí)獲得測(cè)點(diǎn)的平面位置和高程信息；⑤操作簡(jiǎn)便，自動(dòng)化程度高，減少了人為誤差。二、水利水電工程地質(zhì)與水文地質(zhì)1.試題（1）簡(jiǎn)述巖石的主要物理性質(zhì)指標(biāo)及其含義。（2）在水利水電工程中，滲透變形有哪幾種類(lèi)型？如何防止?jié)B透變形的發(fā)生？（3）簡(jiǎn)述水庫(kù)滲漏的類(lèi)型及其影響因素。2.答案（1）巖石的主要物理性質(zhì)指標(biāo)及含義如下：密度：指巖石的質(zhì)量與體積之比，反映巖石的緊密程度。重度：指巖石單位體積的重力，與密度相關(guān)，受巖石孔隙率和含水量影響?？紫堵剩褐笌r石中孔隙體積與巖石總體積之比，反映巖石中孔隙的發(fā)育程度。吸水率：指巖石在常壓下吸入水的質(zhì)量與干燥巖石質(zhì)量之比，反映巖石的吸水能力。飽和吸水率：指巖石在高壓或真空條件下吸入水的質(zhì)量與干燥巖石質(zhì)量之比，更能反映巖石的吸水特性。軟化系數(shù)：指巖石飽和狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度與干燥狀態(tài)下抗壓強(qiáng)度之比，反映巖石遇水后強(qiáng)度降低的程度。（2）滲透變形的類(lèi)型主要有：①管涌：在滲流作用下，土中的細(xì)顆粒在粗顆粒形成的孔隙中移動(dòng)，以至流失；②流土：在滲流作用下，成塊土體被掀起浮動(dòng)；③接觸沖刷：當(dāng)滲流沿著兩種滲透系數(shù)不同的土層接觸面流動(dòng)時(shí)，將細(xì)顆粒層中的細(xì)顆粒帶走而產(chǎn)生的沖刷現(xiàn)象；④接觸流失：在層次分明、滲透系數(shù)相差懸殊的兩土層中，當(dāng)滲流垂直于層面時(shí)，將滲透系數(shù)小的土層中的細(xì)顆粒帶到滲透系數(shù)大的土層中的現(xiàn)象。防止?jié)B透變形的措施主要有：①設(shè)置防滲設(shè)施，如截水墻、防滲鋪蓋等，減少滲流量；②設(shè)置排水設(shè)施，如排水溝、排水井等，降低滲透壓力；③設(shè)置反濾層，在滲流出口處按顆粒粒徑從小到大分層鋪設(shè)不同粒徑的砂石料，防止細(xì)顆粒被帶出；④對(duì)可能發(fā)生流土的地段，增加滲流出口處的蓋重，提高土體的抗?jié)B能力。（3）水庫(kù)滲漏的類(lèi)型主要有：①暫時(shí)性滲漏：在水庫(kù)蓄水初期，庫(kù)水浸濕庫(kù)岸巖土體孔隙、裂隙等而產(chǎn)生的滲漏，隨著巖土體被飽和，滲漏量會(huì)逐漸減少。②永久性滲漏：通過(guò)庫(kù)底或庫(kù)岸的透水巖（土）層向庫(kù)外的滲漏，是長(zhǎng)期存在的滲漏現(xiàn)象。影響水庫(kù)滲漏的因素主要有：①地形地貌：庫(kù)盆周邊地形高差大、分水嶺單薄的地區(qū)容易發(fā)生滲漏；②巖性：透水層和隔水層的分布、厚度及組合關(guān)系對(duì)滲漏有重要影響，如存在厚層的透水砂巖等易發(fā)生滲漏；③地質(zhì)構(gòu)造：斷層、節(jié)理、裂隙等構(gòu)造破壞了巖體的完整性，增加了巖體的透水性，是滲漏的主要通道；④水文地質(zhì)條件：地下水位的高低、水力梯度等影響滲漏的方向和強(qiáng)度。三、水利水電工程規(guī)劃1.試題（1）簡(jiǎn)述水利水電工程規(guī)劃的任務(wù)和基本原則。（2）在水資源供需平衡分析中，什么是水資源的可供水量和需水量？如何進(jìn)行水資源供需平衡計(jì)算？（3）簡(jiǎn)述水庫(kù)特征水位和特征庫(kù)容的類(lèi)型及其含義。2.答案（1）水利水電工程規(guī)劃的任務(wù)是根據(jù)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要和水資源條件，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，綜合研究和合理選擇水利水電工程的建設(shè)地點(diǎn)、規(guī)模、開(kāi)發(fā)方式和工程布置等，以達(dá)到除害興利的目的?；驹瓌t包括：①統(tǒng)籌兼顧原則：綜合考慮防洪、灌溉、發(fā)電、航運(yùn)、供水等各部門(mén)的用水需求，協(xié)調(diào)各方面的利益；②興利除害結(jié)合原則：在開(kāi)發(fā)利用水資源的同時(shí)，要考慮防洪、防潮等災(zāi)害的防治；③綜合利用原則：充分發(fā)揮水資源的綜合效益，提高水資源的利用效率；④可持續(xù)發(fā)展原則：合理開(kāi)發(fā)利用水資源，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用；⑤經(jīng)濟(jì)合理原則：通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選擇經(jīng)濟(jì)上合理、技術(shù)上可行的工程方案。（2）水資源的可供水量是指在一定的來(lái)水條件和用水需求下，通過(guò)工程措施可以提供的水資源量，包括地表水可供水量和地下水可供水量。水資源的需水量是指國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)在一定時(shí)期內(nèi)所需的水量，包括生活需水量、生產(chǎn)需水量和生態(tài)環(huán)境需水量。水資源供需平衡計(jì)算的步驟如下：①對(duì)計(jì)算區(qū)域進(jìn)行分區(qū)，明確各分區(qū)的范圍和邊界；②分別計(jì)算各分區(qū)的可供水量和需水量，考慮不同水平年和不同保證率的情況；③進(jìn)行供需平衡分析，比較各分區(qū)的可供水量和需水量，判斷是否存在缺水情況；④對(duì)于缺水地區(qū)，提出相應(yīng)的對(duì)策和措施，如開(kāi)源、節(jié)流、水資源調(diào)配等；⑤進(jìn)行總體平衡分析，綜合考慮各分區(qū)的供需情況，確保整個(gè)計(jì)算區(qū)域的水資源供需平衡。（3）水庫(kù)特征水位和特征庫(kù)容的類(lèi)型及含義如下：死水位和死庫(kù)容：死水位是指水庫(kù)在正常運(yùn)用情況下，允許消落到的最低水位；死庫(kù)容是指死水位以下的水庫(kù)容積，一般用于容納水庫(kù)泥沙和維持下游河道一定的生態(tài)流量等。正常蓄水位和興利庫(kù)容：正常蓄水位是指水庫(kù)在正常運(yùn)用情況下，為滿(mǎn)足興利要求在開(kāi)始供水時(shí)應(yīng)蓄到的水位；興利庫(kù)容是指正常蓄水位與死水位之間的水庫(kù)容積，用于調(diào)節(jié)徑流，滿(mǎn)足灌溉、發(fā)電、供水等興利需求。防洪限制水位和結(jié)合庫(kù)容：防洪限制水位是指水庫(kù)在汛期允許興利蓄水的上限水位；結(jié)合庫(kù)容是指防洪限制水位與正常蓄水位之間的庫(kù)容，在汛期可作為防洪庫(kù)容的一部分，汛后可作為興利庫(kù)容使用。防洪高水位和防洪庫(kù)容：防洪高水位是指水庫(kù)承擔(dān)下游防洪任務(wù)，在發(fā)生下游防護(hù)對(duì)象的設(shè)計(jì)洪水時(shí)，壩前達(dá)到的最高水位；防洪庫(kù)容是指防洪高水位與防洪限制水位之間的水庫(kù)容積，用于攔蓄洪水，削減洪峰。設(shè)計(jì)洪水位和攔洪庫(kù)容：設(shè)計(jì)洪水位是指水庫(kù)遇到設(shè)計(jì)洪水時(shí)，壩前達(dá)到的最高水位；攔洪庫(kù)容是指設(shè)計(jì)洪水位與防洪限制水位之間的水庫(kù)容積，用于攔蓄設(shè)計(jì)洪水。校核洪水位和調(diào)洪庫(kù)容：校核洪水位是指水庫(kù)遇到校核洪水時(shí)，壩前達(dá)到的最高水位；調(diào)洪庫(kù)容是指校核洪水位與防洪限制水位之間的水庫(kù)容積，用于保證水庫(kù)在遇到非常洪水時(shí)的安全。四、水利水電工程樞紐布置及建筑物1.試題（1）簡(jiǎn)述重力壩的工作原理和優(yōu)缺點(diǎn)。（2）拱壩對(duì)地形和地質(zhì)條件有哪些要求？拱壩的應(yīng)力分析方法有哪些？（3）簡(jiǎn)述水閘的組成部分及其作用。2.答案（1）重力壩的工作原理是依靠自身的重量來(lái)維持穩(wěn)定，在水壓力及其他荷載作用下，主要利用壩體自重產(chǎn)生的抗滑力來(lái)抵抗水平推力，利用壩體自重產(chǎn)生的壓應(yīng)力來(lái)抵消水壓力產(chǎn)生的拉應(yīng)力。優(yōu)點(diǎn)：①結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便，可就地取材，對(duì)施工技術(shù)和建筑材料要求相對(duì)較低；②安全可靠，耐久性好，抵抗洪水、地震等自然災(zāi)害的能力強(qiáng)；③泄洪問(wèn)題容易解決，可在壩體上設(shè)置溢流孔或泄洪底孔；④便于樞紐布置，可在壩后布置電站廠(chǎng)房等建筑物。缺點(diǎn)：①壩體體積大，水泥用量多，混凝土散熱困難，施工期易產(chǎn)生溫度裂縫；②對(duì)地基要求較高，需要建在堅(jiān)實(shí)的基巖上；③壩體應(yīng)力分布不均勻，材料強(qiáng)度不能充分發(fā)揮。（2）拱壩對(duì)地形條件的要求：①河谷狹窄，兩岸對(duì)稱(chēng)，向下游收縮的V形或U形河谷最為適宜，這樣可以使拱的作用得到充分發(fā)揮；②兩岸岸坡平順無(wú)突變，避免出現(xiàn)過(guò)大的折坡或突變地形，以保證拱壩的應(yīng)力分布均勻。拱壩對(duì)地質(zhì)條件的要求：①基巖應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和整體性，能夠承受拱壩傳來(lái)的巨大推力；②壩基及兩岸巖體應(yīng)具有良好的抗?jié)B性和抗風(fēng)化能力，避免發(fā)生滲漏和巖體風(fēng)化破壞；③地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，無(wú)大的斷層、破碎帶等不良地質(zhì)現(xiàn)象。拱壩的應(yīng)力分析方法主要有：①拱梁分載法：將拱壩視為由若干水平拱圈和豎向懸臂梁組成的結(jié)構(gòu)體系，將荷載按一定原則分配給拱和梁，分別計(jì)算拱和梁的應(yīng)力；②有限元法：將拱壩離散為有限個(gè)單元，通過(guò)建立單元?jiǎng)偠染仃嚭涂傮w平衡方程，求解壩體的應(yīng)力和位移，能夠考慮復(fù)雜的邊界條件和材料非線(xiàn)性。（3）水閘由閘室、上游連接段和下游連接段三部分組成。閘室是水閘的主體部分，其作用是控制水位和流量，包括閘門(mén)、閘墩、底板、胸墻等部件。閘門(mén)用于擋水和泄水，控制過(guò)閘流量；閘墩將閘孔分隔成若干個(gè)孔口，支承閘門(mén)、胸墻等結(jié)構(gòu)；底板是閘室的基礎(chǔ)，承受閘室的全部荷載，并將荷載傳遞給地基，同時(shí)具有防滲和防沖作用；胸墻在高水位時(shí)與閘門(mén)共同擋水，可減小閘門(mén)高度。上游連接段的作用是引導(dǎo)水流平穩(wěn)地進(jìn)入閘室，保護(hù)兩岸及河床免受沖刷，包括上游翼墻、鋪蓋、上游防沖槽等。上游翼墻引導(dǎo)水流均勻流入閘孔，與閘室翼墻平順連接；鋪蓋設(shè)置在閘室上游，防止?jié)B透水流對(duì)地基的破壞；上游防沖槽防止水流對(duì)河床的沖刷。下游連接段的作用是消除過(guò)閘水流的剩余能量，引導(dǎo)水流安全地向下游擴(kuò)散，保護(hù)下游河床和岸坡免受沖刷，包括下游翼墻、消力池、海漫、下游防沖槽等。下游翼墻引導(dǎo)水流均勻擴(kuò)散；消力池通過(guò)設(shè)置消能工，消除過(guò)閘水流的能量，使水流形成水躍，降低流速；海漫進(jìn)一步消除水流剩余能量，調(diào)整流速分布，保護(hù)河床；下游防沖槽防止水流對(duì)下游河床的沖刷。五、水利水電工程施工1.試題（1）簡(jiǎn)述混凝土壩施工中溫度控制的目的和措施。（2）簡(jiǎn)述土石壩施工中料場(chǎng)規(guī)劃的原則和內(nèi)容。（3）簡(jiǎn)述水利水電工程施工導(dǎo)流的方式及其適用條件。2.答案（1）混凝土壩施工中溫度控制的目的是防止混凝土產(chǎn)生溫度裂縫，保證混凝土的整體性和耐久性?；炷猎谟不^(guò)程中會(huì)產(chǎn)生水化熱，使混凝土內(nèi)部溫度升高，當(dāng)混凝土內(nèi)外溫差過(guò)大時(shí)，會(huì)產(chǎn)生溫度應(yīng)力，導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫。溫度控制的措施主要有：①降低混凝土的入倉(cāng)溫度：如采用加冰或加冷水?dāng)嚢杌炷?，?duì)骨料進(jìn)行預(yù)冷等；②減少混凝土的水化熱：選用低水化熱的水泥，優(yōu)化混凝土配合比，減少水泥用量，摻加粉煤灰等摻合料；③分塊分層澆筑：通過(guò)合理分塊分層，減小混凝土澆筑塊的尺寸和厚度，加快熱量散發(fā)；④預(yù)埋水管冷卻：在混凝土中預(yù)埋冷卻水管，通入冷卻水，帶走混凝土內(nèi)部的熱量；⑤表面保護(hù)：在混凝土表面覆蓋保溫材料，減小混凝土內(nèi)外溫差。（2）料場(chǎng)規(guī)劃的原則：①就近取料原則，減少運(yùn)輸距離，降低運(yùn)輸成本；②充分利用永久和臨時(shí)建筑物基礎(chǔ)開(kāi)挖的渣料，做到挖填平衡，減少棄料；③料場(chǎng)的儲(chǔ)量應(yīng)滿(mǎn)足壩體填筑的需要，并有一定的富裕量，以保證施工的連續(xù)性；④料場(chǎng)的質(zhì)量應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，如土料的含水量、顆粒級(jí)配等，石料的強(qiáng)度、風(fēng)化程度等；⑤選擇料場(chǎng)應(yīng)考慮對(duì)環(huán)境的影響，避免對(duì)生態(tài)環(huán)境造成破壞。料場(chǎng)規(guī)劃的內(nèi)容：①空間規(guī)劃：根據(jù)壩體填筑部位、高程等，合理選擇料場(chǎng)的位置和開(kāi)采范圍，確定料場(chǎng)的分區(qū)開(kāi)采順序；②時(shí)間規(guī)劃：根據(jù)施工進(jìn)度安排，確定各料場(chǎng)的開(kāi)采時(shí)間和開(kāi)采強(qiáng)度，保證料場(chǎng)的供料與壩體填筑進(jìn)度相協(xié)調(diào)；③質(zhì)量規(guī)劃：對(duì)料場(chǎng)的土料、石料等進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)和分析，制定相應(yīng)的質(zhì)量控制措施，確保料場(chǎng)材料的質(zhì)量符合設(shè)