2025年水利工程試題及答案一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.某水庫正常蓄水位為185.0m，死水位為150.0m，防洪限制水位為175.0m，設計洪水位為188.0m，校核洪水位為190.0m，則該水庫的興利庫容為（）。A.1.2億m3（150.0m至185.0m庫容差）B.0.8億m3（175.0m至185.0m庫容差）C.1.5億m3（150.0m至190.0m庫容差）D.0.5億m3（175.0m至188.0m庫容差）2.水文年的劃分依據是（）。A.日歷年（1月1日-12月31日）B.河流的補給特性與洪水發(fā)生規(guī)律C.農作物生長周期D.氣象部門的統(tǒng)一規(guī)定3.混凝土重力壩橫縫的主要作用是（）。A.減少溫度應力與地基不均勻沉降的影響B(tài).提高壩體整體性C.便于施工分塊D.增強抗?jié)B性能4.滲透變形中，“土體顆粒被水流帶出的現象”稱為（）。A.管涌B.流土C.接觸沖刷D.接觸流土5.灌溉渠道設計中，當地形平坦、土壤透水性較強時，宜選擇（）斷面形式。A.矩形B.梯形C.U形D.復式6.水利工程施工導流中，若河流流量大、工期緊，且河床允許分期施工，優(yōu)先采用（）導流方式。A.全段圍堰法B.分段圍堰法C.明渠導流D.隧洞導流7.水資源承載力的核心影響因素是（）。A.人口數量B.經濟發(fā)展水平C.水資源總量與開發(fā)利用效率D.生態(tài)環(huán)境需水量8.水閘消能防沖設計中，底流式消能適用于（）。A.高水頭、大流量B.低水頭、大流量C.高水頭、小流量D.低水頭、小流量9.土石壩壩體排水設施中，既能降低浸潤線又能保護壩腳的是（）。A.棱體排水B.貼坡排水C.褥墊排水D.綜合排水10.水利工程環(huán)境影響評價中，“魚類洄游通道阻隔”屬于（）影響。A.水文情勢B.水溫結構C.生物多樣性D.土壤環(huán)境二、填空題（每題2分，共20分）1.年徑流計算中，缺乏實測資料時，常用（）法或（）法推求設計年徑流量。2.混凝土重力壩的分縫包括（）、（）和施工縫。3.滲透變形的基本形式有（）、（）、接觸沖刷和接觸流土。4.水閘底板按結構型式可分為（）、（）和整體式底板。5.施工導流的基本方式包括（）和（）兩大類。6.區(qū)域水資源總量為（）與（）的代數和（扣除重復計算量）。7.土石壩壩坡穩(wěn)定分析常用（）法和（）法，其中后者適用于非均質壩體。8.水文預報按預見期可分為（）、（）和長期預報。9.大體積混凝土溫控措施包括（）、（）和表面保護。10.生態(tài)流量的確定方法主要有（）、（）和habitatsimulation法（生境模擬法）。三、簡答題（每題8分，共40分）1.簡述水文頻率分析的主要步驟。2.土石壩滲流控制的主要措施有哪些？3.水閘底板型式選擇的主要依據是什么？4.施工導流方案比選時需重點考慮哪些因素？5.水利工程對生態(tài)環(huán)境的主要影響及減緩措施有哪些？四、計算題（共30分）1.（10分）某流域設計頻率P=5%的年最大洪峰流量計算中，已求得樣本系列的均值Q=800m3/s，變差系數Cv=0.5，偏態(tài)系數Cs=2Cv，查皮爾遜Ⅲ型曲線模比系數表得Kp=2.0。試計算設計洪峰流量，并說明頻率分析中“同頻率放大法”與“同倍比放大法”的區(qū)別。2.（10分）某混凝土重力壩壩高50m，壩底寬度40m，壩體混凝土容重γc=24kN/m3，設計水位時壩前水深45m，壩后無水，抗剪斷參數f’=1.0，c’=1.5MPa。計算壩基面的抗滑穩(wěn)定安全系數（不計揚壓力，按抗剪斷公式計算）。3.（10分）某灌溉渠道設計流量Q=10m3/s，糙率n=0.025，底坡i=0.0004，要求按明渠均勻流設計梯形斷面（邊坡系數m=1.5），試確定渠道底寬b和水深h（提示：假設寬深比β=b/h=2，用試算法求解）。五、案例分析題（共40分）背景資料：某山區(qū)水庫建于20世紀70年代，總庫容1200萬m3，主要功能為灌溉和防洪。近年來安全鑒定發(fā)現：①大壩為均質土壩，壩頂高程125.0m，現狀壩頂寬5m，下游壩坡1:2.5，局部存在散浸現象；②溢洪道為開敞式寬頂堰，堰頂高程120.0m，凈寬10m，無閘門控制，堰后接天然河道，下游河道局部淤積；③輸水隧洞為圓形混凝土襯砌，內徑1.5m，進口高程110.0m，出口閘門止水老化，洞內有多處裂縫滲漏；④水庫流域多年平均降水量1200mm，設計洪水標準為50年一遇（P=2%），校核洪水標準為500年一遇（P=0.2%）。問題：1.分析該水庫存在的主要安全隱患（10分）。2.提出大壩、溢洪道、輸水隧洞的加固方案，并說明設計依據（20分）。3.若校核洪水時入庫流量為800m3/s，溢洪道泄流能力按寬頂堰公式Q=σmB√(2g)H^(3/2)計算（σ=1.0，m=0.385，B=10m），試判斷現有溢洪道是否滿足校核洪水泄流要求（H為堰上水頭）（10分）。參考答案一、單項選擇題1.A2.B3.A4.A5.B6.B7.C8.B9.A10.C二、填空題1.水文比擬；參數等值線圖2.橫縫；縱縫3.管涌；流土4.分離式；整體式（注：原題已列整體式，此處應為分離式和箱式或其他，修正為“分離式；箱式”）5.全段圍堰法；分段圍堰法6.地表水資源量；地下水資源量7.瑞典圓弧法；畢肖普（Bishop）法8.短期預報；中期預報9.降低混凝土入倉溫度；減少水泥水化熱10.基本生態(tài)需水法；Tennant法三、簡答題1.水文頻率分析步驟：①收集整理水文資料，審查可靠性、一致性和代表性；②計算樣本統(tǒng)計參數（均值、Cv、Cs）；③選定頻率曲線線型（通常為皮爾遜Ⅲ型）；④用適線法調整參數，確定理論頻率曲線；⑤根據設計頻率查曲線得設計值；⑥合理性分析（與上下游、鄰近流域對比）。2.土石壩滲流控制措施：①上游防滲：設置黏土心墻/斜墻、混凝土面板、截水槽或防滲墻；②下游排水：采用棱體排水、貼坡排水或褥墊排水，降低浸潤線；③設置反濾層：防止?jié)B透變形；④控制滲透坡降：通過壩體分區(qū)設計，使?jié)B流梯度小于臨界值。3.水閘底板型式選擇依據：①地基條件：軟基宜用整體式底板（增強整體性），硬基可用分離式底板（減少工程量）；②閘孔尺寸：大孔口需整體式底板承擔彎矩；③受力情況：高水頭閘室需箱式底板（提高抗浮穩(wěn)定性）；④施工條件：整體式適合機械化施工，分離式便于分期建造。4.導流方案比選因素：①河流特性（流量、水位變幅、河床地形）；②工程規(guī)模（壩高、工期）；③施工條件（場地、機械、材料）；④經濟指標（導流建筑物工程量、工期延誤損失）；⑤安全可靠性（度汛標準、超標準洪水應對）；⑥環(huán)境影響（河道斷流對生態(tài)的影響）。5.主要影響：①水文情勢改變（流量、水位、流速）；②水溫分層（下泄低溫水影響魚類）；③泥沙淤積（水庫淤積、下游沖刷）；④生物多樣性下降（阻隔洄游、淹沒棲息地）；⑤土壤鹽漬化（灌溉區(qū)地下水位上升）。減緩措施：①生態(tài)流量泄放（保障下游基本用水）；②過魚設施（魚道、魚梯）；③分層取水（減少低溫水影響）；④清淤與護岸（維持河道穩(wěn)定）；⑤棲息地修復（人工魚巢、濕地重建）。四、計算題1.設計洪峰流量Qp=Kp×Q=2.0×800=1600m3/s。區(qū)別：同頻率放大法按峰、量同頻率控制，適用于峰量關系不密切的河流，可保證設計洪水的峰和量均滿足頻率要求，但可能導致洪水過程線形狀畸變；同倍比放大法以峰或量單一控制，方法簡單，但可能忽略另一要素的頻率要求，適用于峰量關系密切的河流。2.壩體自重G=γc×(壩底面積×壩長)，取單位壩長（1m），壩底面積=（壩頂寬+壩底寬）/2×壩高，假設壩頂寬3m（常規(guī)值），則面積=(3+40)/2×50=1075m2，G=24×1075=25800kN。壩前水壓力P=0.5×γ水×H2=0.5×9.8×452=9922.5kN（γ水取9.8kN/m3）。抗滑穩(wěn)定安全系數K’=(f’G+c’A)/P，A=壩底面積×1m=40×1=40m2（單位壩長），c’=1.5MPa=1500kN/m2。代入得K’=(1.0×25800+1500×40)/9922.5=(25800+60000)/9922.5=85800/9922.5≈8.65（遠大于規(guī)范要求的3.0，滿足穩(wěn)定）。3.明渠均勻流公式Q=AC√(Ri)，A=(b+mh)h，χ=b+2h√(1+m2)，R=A/χ。已知β=b/h=2，故b=2h，m=1.5，i=0.0004，n=0.025，Q=10m3/s。代入得A=(2h+1.5h)h=3.5h2，χ=2h+2h√(1+1.52)=2h+2h×1.802=5.604h，R=3.5h2/5.604h≈0.624h。C=R^(1/6)/n=(0.624h)^(1/6)/0.025≈(0.624)^(1/6)h^(1/6)/0.025≈0.95h^(1/6)/0.025≈38h^(1/6)。Q=AC√(Ri)=3.5h2×38h^(1/6)×√(0.624h×0.0004)=133h^(13/6)×√(0.0002496h)=133h^(13/6)×0.0158h^(1/2)=2.1h^(13/6+3/6)=2.1h^(16/6)=2.1h^(8/3)令Q=10=2.1h^(8/3)，解得h^(8/3)=4.76，h=4.76^(3/8)≈4.76^0.375≈1.8m。則b=2h=3.6m。驗證：A=3.5×1.82=11.34m2，χ=5.604×1.8≈10.09m，R=11.34/10.09≈1.124m，C=1.124^(1/6)/0.025≈1.02/0.025=40.8，Q=11.34×40.8×√(1.124×0.0004)=11.34×40.8×√(0.0004496)=11.34×40.8×0.0212≈11.34×0.865≈9.81m3/s（接近10，調整h=1.85m，b=3.7m，最終取h=1.8m，b=3.6m）。五、案例分析題1.主要安全隱患：①大壩：均質土壩壩坡較陡（1:2.5可能不滿足現行規(guī)范，需復核）；下游壩坡散浸，可能存在滲流不穩(wěn)定（浸潤線過高或反濾失效）；壩頂寬度偏?。ìF狀5m，規(guī)范要求≥6m）。②溢洪道：無閘門控制，泄洪能力依賴天然河道，且下游河道淤積可能降低泄流效率；寬頂堰設計可能不滿足500年一遇校核洪水要求。③輸水隧洞：出口閘門止水老化，存在漏水；洞內裂縫滲漏可能導致襯砌結構破壞，影響輸水安全。④防洪標準：需復核設計洪水與校核洪水是否符合現行規(guī)范（原70年代標準可能偏低）。2.加固方案及依據：大壩：①上游壩坡培厚（放緩至1:3.0，提高穩(wěn)定性）；②下游壩腳增設棱體排水（降低浸潤線，消除散浸）；③壩頂加寬至6m（滿足交通與防汛要求）；④壩體防滲處理（若散浸由滲透系數過大引起，可采用劈裂灌漿或垂直鋪塑）。依據：《碾壓式土石壩設計規(guī)范》（SL274-2020）關于壩坡穩(wěn)定、壩頂寬度及滲流控制的規(guī)定。溢洪道：①下游河道清淤（恢復行洪斷面）；②增設閘門（提高調控能力，如平板鋼閘門，堰頂高程降至118.0m，增加調蓄空間）；③校核堰寬（若現有10m不滿足泄量，需拓寬至15m）。依據：《溢洪道設計規(guī)范》（SL253-2018）關于泄流能力與閘門設置的要求。輸水隧洞：①更換出口閘門止水（采用橡膠止水帶）；②洞內裂縫處理（化學灌漿補強，或增設混凝土內襯）；③進口增設攔污柵（防止雜物堵塞）。依據：《水工隧洞設計規(guī)范》（SL279-2020）關于襯砌結構與閘門止水的規(guī)定。3.校核洪水時，入庫流量Q=800m3/s，需溢洪道泄量Q≥