2025年水利水電工程土木工程試題及答案一、單項選擇題（共10題，每題2分，共20分）1.下列水工建筑物中，屬于泄水建筑物的是（）。A.進水塔B.船閘C.溢流壩D.電站廠房答案：C2.混凝土重力壩設計中，壩體上游面采用折坡形式（上直下斜）的主要目的是（）。A.減少壩體混凝土用量B.提高壩體抗滑穩(wěn)定性C.改善壩踵應力狀態(tài)D.增強壩體防滲性能答案：C3.土石壩壩體滲透變形的主要類型不包括（）。A.管涌B.流土C.接觸沖刷D.凍融破壞答案：D4.水閘閘室底板的結構形式中，適用于軟土地基且閘孔較寬的是（）。A.整體式平底板B.分離式平底板C.反拱底板D.箱式底板答案：B5.水利水電工程施工中，混凝土溫控措施中“表面保護”的主要作用是（）。A.防止混凝土內部溫度過高B.減少混凝土內外溫差引起的表面裂縫C.提高混凝土早期強度D.降低混凝土入倉溫度答案：B6.某水庫正常蓄水位為180.0m，死水位為150.0m，防洪限制水位為175.0m，設計洪水位為185.0m，則該水庫的興利庫容為（）。A.150.0m至180.0m之間的庫容B.175.0m至180.0m之間的庫容C.150.0m至185.0m之間的庫容D.175.0m至185.0m之間的庫容答案：A7.隧洞設計中，若圍巖類別為Ⅲ類，且無壓隧洞斷面形式優(yōu)先選擇（）。A.圓形B.馬蹄形C.城門洞形D.矩形答案：C8.碾壓混凝土壩施工中，層間結合質量控制的關鍵參數是（）。A.碾壓遍數B.層間間隔時間C.骨料級配D.水泥用量答案：B9.水利工程中，用于監(jiān)測土石壩壩體內部沉降的主要儀器是（）。A.測壓管B.滲壓計C.分層沉降儀D.表面水準點答案：C10.某水利樞紐工程等別為Ⅱ等，則其主要永久性水工建筑物的級別為（）。A.1級B.2級C.3級D.4級答案：B二、填空題（共10空，每空2分，共20分）1.水庫的特征水位包括正常蓄水位、死水位、防洪限制水位、設計洪水位和______。答案：校核洪水位2.混凝土重力壩的基本荷載組合包括______和特殊荷載組合。答案：基本荷載組合3.土石壩壩體排水設施中，______排水適用于下游水位較高或需控制下游浸潤線的情況。答案：褥墊式4.水閘消能防沖設施中，______的作用是將高速水流的動能轉化為熱能，減少對下游河床的沖刷。答案：消力池5.水工混凝土配合比設計中，______是影響混凝土強度和耐久性的關鍵參數。答案：水膠比6.拱壩的超載能力主要取決于______和壩肩巖體的穩(wěn)定性。答案：拱的作用7.水利工程施工導流中，______導流適用于河床較寬、流量較大且施工期較長的工程。答案：分期分段8.地下洞室圍巖穩(wěn)定分析中，______理論認為圍巖破壞是由于圍巖應力超過其強度，形成塑性區(qū)并逐漸擴展。答案：彈塑性9.碾壓混凝土壩的層面處理措施包括刷毛、______和鋪砂漿。答案：沖毛10.水利工程環(huán)境影響評價中，______是指工程對河流生態(tài)系統(tǒng)結構和功能的長期影響評估。答案：生態(tài)影響評價三、簡答題（共5題，每題8分，共40分）1.簡述拱壩的工作特點及其對地形、地質條件的要求。答案：拱壩的工作特點：①利用拱的作用將水壓力等荷載傳遞至兩岸壩肩，壩體應力以壓應力為主；②整體剛度大，超載能力強；③對溫度變化敏感，需嚴格控制溫度應力。對地形要求：河谷狹窄、左右對稱、岸坡平順且坡度較陡（通常60°~80°），寬高比（河谷寬度與壩高之比）小于4~5。對地質要求：壩肩及基巖需完整、堅硬、無大斷裂構造，抗剪強度高，透水性小，能承受拱端傳來的巨大推力。2.土石壩壩體裂縫的主要類型及防治措施。答案：主要類型：①沉降裂縫（由壩體不均勻沉降引起，分為縱向和橫向）；②干縮裂縫（因表面水分蒸發(fā)干縮產生，多為淺層、短而細的網狀裂縫）；③凍融裂縫（寒冷地區(qū)因土體凍融循環(huán)導致）。防治措施：①設計階段控制壩體分區(qū)，避免材料突變；②施工中控制填筑速率，分層碾壓確保均勻密實；③對粘性土料控制含水量在最優(yōu)范圍內；④寒冷地區(qū)采取表面保溫措施；⑤對已出現的裂縫，可采用開挖回填、灌漿等方法處理。3.水閘底板的主要作用及平底板與反拱底板的適用條件。答案：底板的主要作用：①傳遞閘室上部荷載至地基，保證地基均勻受力；②防滲，與閘墩、翼墻等共同構成防滲體系；③抗滑，通過與地基的摩擦力及齒墻嵌入地基提高閘室抗滑穩(wěn)定性。平底板適用條件：地基承載力較高，閘孔寬度較小或中等，施工方便；反拱底板適用條件：地基承載力較低（如軟基），閘孔較寬，利用拱的作用將荷載傳至兩岸或兩側齒墻，減少底板厚度和混凝土用量，但對施工精度要求高，需避免裂縫。4.水利水電工程施工中，混凝土溫度控制的主要措施。答案：①原材料控制：選用低熱或中熱水泥，摻加粉煤灰等摻合料降低水化熱；采用級配良好的骨料，減少水泥用量。②降低入倉溫度：對骨料預冷（風冷、水冷），加冰或冷水拌制混凝土，避免高溫時段澆筑。③分塊分層澆筑：控制澆筑層厚（一般1~3m），合理設置縱縫、橫縫，延長散熱時間。④內部冷卻：預埋冷卻水管，通低溫水進行一期、二期冷卻，降低內部最高溫度。⑤表面保護：冬季覆蓋保溫材料（如保溫被、草袋），夏季噴霧或流水養(yǎng)護，減小內外溫差（≤25℃），防止表面裂縫。5.簡述隧洞襯砌的作用及主要類型。答案：襯砌的作用：①承受圍巖壓力、內水壓力等荷載，保證隧洞穩(wěn)定；②防止圍巖風化、坍塌及滲漏；③平整洞壁，減小水流阻力，提高過流能力；④保護圍巖免受水流侵蝕，延長隧洞使用壽命。主要類型：①整體式混凝土襯砌（適用于圍巖較差或有壓隧洞）；②噴錨襯砌（由噴射混凝土、錨桿、鋼筋網組合而成，適用于圍巖較好的無壓隧洞）；③裝配式襯砌（預制混凝土塊或金屬管片，適用于地質條件穩(wěn)定、施工進度要求高的工程）；④復合襯砌（內層為混凝土，外層為噴錨，適用于高水頭或復雜地質條件）。四、計算題（共3題，每題10分，共30分）1.重力壩抗滑穩(wěn)定計算某混凝土重力壩壩高50m，壩底寬度40m，壩體混凝土容重γ_c=24kN/m3，設計洪水位時壩前水深48m，下游水深5m，壩基面摩擦系數f=0.7，凝聚力c=0.5MPa。計算壩基面的抗滑穩(wěn)定安全系數（僅考慮基本荷載組合，忽略揚壓力和波浪力）。（提示：抗滑穩(wěn)定安全系數K_s=(f·W+c·A)/F_h，其中W為壩體自重，F_h為水平水壓力，A為壩底面積）答案：（1）計算壩體自重W：壩體截面為三角形（假設上游垂直，下游坡比1:0.8，底寬40m，壩高50m），截面面積A=(50×40)/2=1000m2單位長度壩體自重W=γ_c·A=24×1000=24000kN/m（2）計算水平水壓力F_h：上游水壓力F_h1=0.5×γ_w×H?2=0.5×9.8×482=0.5×9.8×2304=11289.6kN/m下游水壓力F_h2=0.5×γ_w×H?2=0.5×9.8×52=122.5kN/m總水平水壓力F_h=F_h1-F_h2=11289.6-122.5=11167.1kN/m（3）計算抗滑力：f·W=0.7×24000=16800kN/mc·A=0.5×10^3kPa×(40×1)=0.5×10^3×40=20000kN/m（注：A=壩底面積=40m×1m=40m2，單位長度）總抗滑力=16800+20000=36800kN/m（4）抗滑穩(wěn)定安全系數K_s=36800/11167.1≈3.302.溢洪道泄流量計算某水庫溢洪道采用開敞式實用堰，堰頂高程180.0m，設計水頭H_d=5.0m，堰寬B=20m，流量系數m=0.48，側收縮系數ε=0.95，淹沒系數σ=1.0（自由出流）。計算設計水頭下的泄流量Q。（提示：Q=ε·σ·m·B·√(2g)·H^(3/2)，g=9.8m/s2）答案：H=H_d=5.0m√(2g)=√(2×9.8)=√19.6≈4.427Q=0.95×1.0×0.48×20×4.427×5^(3/2)=0.95×0.48×20×4.427×(5×√5)=0.95×0.48×20×4.427×11.180≈0.95×0.48×20×4.427×11.180≈0.95×0.48=0.456；0.456×20=9.12；9.12×4.427≈40.37；40.37×11.180≈451.5m3/s3.土石壩滲透系數反演某均質土石壩進行現場注水試驗，試驗段長度L=10m，試驗段直徑d=0.3m，穩(wěn)定注水量Q=0.01m3/min，試驗段內水頭差h=2.5m。假設滲透符合達西定律，計算壩體土的滲透系數k（單位：cm/s）。（提示：Q=k·A·h/L，A為試驗段截面積）答案：A=π·(d/2)2=3.14×(0.3/2)2=3.14×0.0225=0.07065m2Q=0.01m3/min=0.01/60≈0.0001667m3/sk=Q·L/(A·h)=0.0001667×10/(0.07065×2.5)=0.001667/(0.1766)≈0.00944m/s=0.944cm/s五、案例分析題（共1題，20分）背景資料：某山區(qū)新建小型水庫，壩型為黏土心墻堆石壩，最大壩高35m，設計正常蓄水位125.0m，死水位110.0m。施工過程中，發(fā)現心墻黏土料場土樣擊實試驗結果為：最優(yōu)含水量ω_opt=18%，最大干密度ρ_dmax=1.75g/cm3；現場碾壓后檢測心墻土體干密度ρ_d=1.68g/cm3，含水量ω=20%。運行初期，水庫水位升至120.0m時，下游壩坡出現局部濕潤區(qū)，經檢測濕潤區(qū)土壤含水量顯著高于其他區(qū)域。問題：1.分析心墻碾壓質量是否合格，并說明理由。2.下游壩坡濕潤區(qū)的可能成因及防治措施。答案：1.心墻碾壓質量不合格。理由：黏土心墻的壓實質量需滿足設計干密度要求，通常設計干密度取最大干密度的96%~98%（本題假設設計要求≥97%）。計算壓實度K=ρ_d/ρ_dmax=1.68/1.75=0.96（即96%），若設計要求≥97%，則未達標；此外，現場含水量ω=20%＞最優(yōu)含水量ω_opt=18%，可能導致土體出現“橡皮土”現象，強度降低，滲透性增大。2.可能成因：①心墻壓實度不足，存在滲透通道，庫水通過心墻滲漏至下游；②心墻與岸坡結合部處理不當（如清基不徹底、接觸帶碾壓不密實），形成集中滲漏；③反濾層設計或施工缺陷（如反濾料級配不符合要求、厚度不足），未能有效