2025年大學(xué)（水利水電工程）水利工程設(shè)計綜合測試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共30分）答題要求：本大題共10小題，每小題3分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。請將正確答案的序號填在括號內(nèi)。1.水利工程設(shè)計中，以下哪種設(shè)計理念強調(diào)對生態(tài)環(huán)境的最小干擾？（）A.傳統(tǒng)水利設(shè)計理念B.可持續(xù)水利設(shè)計理念C.高效水利設(shè)計理念D.美觀水利設(shè)計理念2.對于大型水庫的設(shè)計，首要考慮的因素是（）。A.發(fā)電效率B.灌溉面積C.防洪能力D.航運便利性3.在水利樞紐布置中，溢洪道的作用是（）。A.宣泄洪水B.發(fā)電引水C.灌溉輸水D.改善航運4.水利工程設(shè)計中，確定水庫正常蓄水位的主要依據(jù)是（）。A.發(fā)電需求B.防洪要求C.興利調(diào)節(jié)要求D.生態(tài)保護要求5.以下哪種水工建筑物屬于擋水建筑物？（）A.水閘B.渡槽C.大壩D.渠道6.水利工程設(shè)計中，考慮水流挾沙能力的主要目的是（）。A.防止河道淤積B.提高發(fā)電水頭C.增加灌溉水量D.改善水質(zhì)7.對于山區(qū)河流的水利工程設(shè)計，需要重點關(guān)注的問題是（）。A.水流速度快B.含沙量高C.河勢變化大D.以上都是8.在水利工程設(shè)計中，以下哪種材料常用于大壩的防滲結(jié)構(gòu)？（）A.鋼材B.木材C.混凝土D.土工膜9.水利工程設(shè)計中，計算水庫庫容時，死庫容是指（）。A.正常蓄水位以下的庫容B.死水位以下的庫容C.防洪高水位以下的庫容D.設(shè)計洪水位以下的庫容10.以下哪種設(shè)計方法不屬于水利工程設(shè)計中的數(shù)值模擬方法？（）A.有限元法B.模型試驗法C.有限差分法D.邊界元法第II卷（非選擇題共70分）二、填空題（共10分）答題要求：本大題共5小題，每小題2分。請將答案填在題中的橫線上。1.水利工程設(shè)計的基本原則包括安全性、經(jīng)濟性、______和環(huán)境友好性。2.水庫的特征水位包括正常蓄水位、死水位、防洪高水位、______和校核洪水位。3.水工建筑物按其作用可分為擋水建筑物、泄水建筑物、輸水建筑物、______和專門建筑物等。4.在水利工程設(shè)計中，常用的流量計算方法有______、經(jīng)驗公式法和數(shù)值模擬法等。5.水利工程設(shè)計中的生態(tài)修復(fù)措施包括河流生態(tài)修復(fù)、______和濕地生態(tài)修復(fù)等。三、簡答題（共20分）答題要求：本大題共4小題，每小題5分。簡要回答問題。1.簡述水利工程設(shè)計中可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)涵。2.說明確定水利樞紐布置方案時需要考慮的主要因素。3.簡述水庫興利調(diào)節(jié)計算的主要內(nèi)容。4.水利工程設(shè)計中，如何考慮水資源的合理配置？四、案例分析題（共20分）答題要求：閱讀以下案例材料，回答問題。某地區(qū)擬修建一座中型水庫，以滿足當?shù)氐姆篮?、灌溉和供水需求。水庫壩址位于一條河流的峽谷段，兩岸地形陡峭。該地區(qū)年降水量較大，河流洪水期流量大，枯水期流量小。1.根據(jù)上述材料，分析該水庫設(shè)計中可能面臨的主要問題及應(yīng)對措施。（10分）2.闡述該水庫設(shè)計中如何協(xié)調(diào)防洪、灌溉和供水之間的關(guān)系。（10分）五、設(shè)計計算題（共20分）答題要求：本大題共2小題，每小題10分。根據(jù)題目要求進行設(shè)計計算。1.某灌溉渠道設(shè)計流量為5m3/s，渠道邊坡系數(shù)m=1.5，糙率n=0.025，底坡i=0.001。試計算渠道的斷面尺寸（底寬b和水深h），要求按水力最佳斷面設(shè)計，并給出計算過程。2.一座小型水庫，集水面積F=10km2，多年平均年降水量P=1000mm，蒸發(fā)量E=500mm，滲漏量q=10mm，水庫水面面積A=2km2，滲漏系數(shù)k=0.01m/d。試計算該水庫的年蓄水量變化（即年調(diào)節(jié)水量），并說明計算依據(jù)。答案：第I卷1.B2.C3.A4.C5.C6.A7.D8.D9.B10.B第II卷二、1.可靠性2.設(shè)計洪水位3.取水建筑物4.水力學(xué)公式法5.庫區(qū)生態(tài)修復(fù)三、1.水利工程設(shè)計中的可持續(xù)發(fā)展內(nèi)涵包括：在滿足當代人對水利工程需求的同時，不損害后代人滿足其自身需求的能力；注重水資源的合理利用和保護，實現(xiàn)水資源的可持續(xù)供應(yīng)；減少水利工程對生態(tài)環(huán)境造成的負面影響，促進生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)；在工程建設(shè)和運行過程中，充分考慮社會、經(jīng)濟和環(huán)境等多方面的效益，實現(xiàn)綜合效益的最大化。2.確定水利樞紐布置方案時需要考慮的主要因素有：地形地質(zhì)條件，如壩址的地形、地質(zhì)構(gòu)造等；水文條件，包括河流的流量、水位、洪水特性等；水利樞紐的任務(wù)要求，如防洪、發(fā)電、灌溉、供水等；施工條件，如施工場地、施工難度、施工工期等；運行管理條件，如管理方便程度、維護成本等；環(huán)境影響，如對生態(tài)環(huán)境、周邊居民生活等的影響。3.水庫興利調(diào)節(jié)計算的主要內(nèi)容包括：根據(jù)設(shè)計要求確定水庫的興利庫容；計算不同來水年份和用水部門的需水量過程；按照一定的調(diào)節(jié)規(guī)則，對水庫的蓄泄過程進行模擬計算，以確定水庫在各時段的水位和蓄水量變化；分析水庫調(diào)節(jié)對下游河道流量過程和用水部門供水保證率的影響；評估水庫興利調(diào)節(jié)方案的合理性和效益。4.水利工程設(shè)計中考慮水資源合理配置的方法有：進行水資源現(xiàn)狀評價，全面了解水資源的數(shù)量、質(zhì)量和時空分布情況；根據(jù)經(jīng)濟社會發(fā)展需求預(yù)測，確定各用水部門的需水量；綜合考慮水資源的可利用量，包括地表水、地下水等，合理分配不同水源；采用系統(tǒng)分析方法，制定水資源配置方案，優(yōu)化水資源在各地區(qū)、各部門之間的分配；考慮水資源的動態(tài)變化，進行實時監(jiān)測和調(diào)整，確保水資源配置方案的科學(xué)性和可行性；注重水資源與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)，保障生態(tài)用水需求，實現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用。四、1.該水庫設(shè)計中可能面臨的主要問題及應(yīng)對措施：問題：兩岸地形陡峭，施工難度大。應(yīng)對措施：采用合適的施工方法，如爆破開挖等，確保大壩基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。問題：洪水期流量大，防洪壓力大。應(yīng)對措施：設(shè)計合理的溢洪道和防洪庫容，確保在洪水期能安全泄洪。問題：枯水期流量小，供水和灌溉保證率受影響。應(yīng)對措施：通過合理的水庫調(diào)度和水源調(diào)配，如與其他水源聯(lián)合供水等，保障枯水期的用水需求。2.協(xié)調(diào)防洪、灌溉和供水之間關(guān)系的方法：防洪方面，通過設(shè)計合理的防洪庫容和泄洪設(shè)施，確保水庫在洪水期能有效攔蓄洪水，保障下游地區(qū)的防洪安全。灌溉方面，根據(jù)灌溉需求和水源情況，合理安排水庫放水時間和水量，保證灌溉用水的充足供應(yīng)。供水方面，結(jié)合城市和工業(yè)用水需求，制定科學(xué)的供水計劃，優(yōu)先保障生活和工業(yè)用水。在水庫調(diào)度過程中，綜合考慮防洪標準、灌溉用水時段和供水需求的優(yōu)先級，實現(xiàn)防洪、灌溉和供水的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。例如，在非洪水期，根據(jù)灌溉和供水需求合理放水；在洪水來臨前，預(yù)留足夠的防洪庫容。同時，加強與其他水源的聯(lián)合調(diào)度，提高水資源的綜合利用效率。五、1.水力最佳斷面公式：A=bh，濕周χ=b+2h√(1+m2)，水力半徑R=A/χ，謝才公式v=C√(Ri)，曼寧公式C=(1/n)R^(1/6)。已知Q=5m3/s，m=1.5，n=0.025，i=0.001。由v=Q/A可得：5=C√(0.001R)，又C=(1/0.025)R^(1/6)，代入可得：5=(1/0.025)R^(1/6)√(0.001R)。對于水力最佳斷面，R=h/2，代入上式求解可得h=2.0m，再由A=bh，Q=vA，v=C√(Ri)等關(guān)系可求得b=2.5m。2.年降水量P=1000mm=1m，蒸發(fā)量E=500mm=0.5m，滲漏量q=10mm=0.01m，水庫水面面積A=2km2=2×10^6m2，滲漏系數(shù)k=0.01m/d。年降水量總量=F×P=10×10^6×1=10×10^6m3。年蒸發(fā)量總量=A×E=2×10^6×0.5=1×10^