2014年黑龙江省继续教育水利工程试题答案

1、PAGE PAGE 92014年黑龙江省继续教育水利工程试题答案水利工程思考题第一次作业：（本次作业要求初级职称学员答1、2、3、4题，中高级职称学员答3、4、5、6题）1、 什么是污染物？试述污水这种污染物排入到河流后的混合过程？ 答：污染物，英文为pollutant。通常，污染物可以定义为：进入环境后使环境的正常组成发生变化，直接或者间接有害于生物生长、发育和繁殖的物质。污染物的作用对象是包括人在内的所有生物。（1）竖向混合阶段：污染物质排入河流后，因分子扩散、湍流扩散和弥散作用逐步向河水中分散，由于一般河流的深度与宽度相比较小，所以首先在深度方向上达到浓度分布均匀，从排入口到深度上达到浓

2、度分布均匀的阶段称为竖向混合阶段。在竖向混合阶段也存在着横向混合作用。（2）横向混合阶段：当深度上达到浓度分布均匀后，在横向上还存在混合过程。经过一定距离后污染物在整个横断面达到浓度分布均匀，这一过程称为横向混合阶段。（3）断面充分混合后阶段：在横向混合阶段后，污染物浓度在横断面上处处相等。河水向下游流动过程中，持久性污染物浓度将不再变化，非持久性污染物浓度将不断减少。2、什么是渗透反应墙修复技术？与抽出-处理法相比有什么优缺点？ 答：渗透反应墙（permeable reactive barriers，PRBs）技术是目前在欧美等发达国家新兴起来的用于原位去除污水中污染物的方法。PRBs 是一

3、个填充有活性反应介质材料的被动反应区，当受污染的地下水通过时，其中的污染物质与反应介质发生物理、化学和生物等作用而被降解、吸附、沉淀或去除，从而使污水得以净化. 抽提技术的主要优点包括：原位操作，比较简单，对周围干扰范围可控去除挥发性有机物效果好处理成本相对较低系统容易安装和转移容易与其他技术组合使用。3、规范和设计手册中坝内埋管设计方法的要点有哪些？答：第一，按钢管单独承受全部设计内水压力作为校核条件，据此确定管壁厚度，钢管的允许应力取为(0.91.0)sigma;s。第二，假定配筋方案，将钢管与坝体商品混凝土简化为轴对称多层圆环，按钢管与坝体商品混凝土联合承载的原理，分析在内水压力作用下，

4、坝体商品混凝土的应力状态，判断坝体商品混凝土是否开裂、裂多深、是否裂穿等，从而确定钢管传至坝体商品混凝土的内水压力，并计算钢管和钢筋的环向拉应力，这些拉应力值应小于材料各自的允许值。 第三，按线弹性假定，将钢管周围坝体商品混凝土作为平面应变问题，计算在内水压力(取上述第二步计算得到的钢管传至商品混凝土的内水压力)和坝体荷载作用下孔口附近的应力分布，按SDJ20一78水工钢筋商品混凝土结构设计规范(试行)的规定，按拉应力图形计算钢筋用量。如果此钢筋用量不超过并接近第二步中假定的钢筋量，则认为满足要求，否则重新计算至符合要求为止。余下全文第四，温度应力一般不作计算，而只是对商品混凝土允许拉应力取较

5、大的安全系数，或在配筋计算中将钢筋设计强度降低20一40MPa，也有的是增加一定的钢筋用量，以作为抵抗温度应力的配筋。同时要求在钢管周围商品混凝土浇筑时采取严格的温控措施，以降低温度应力。此外，还应进行坝内埋管抗外压失稳的计算和设计。4、 简述钢衬钢筋商品混凝土岔管构造?答：(1)布置在镇墩中或地下埋藏但按钢岔管单独承载设计的岔管(以下简称为明岔管)。(2)地下埋藏式钢筋商品混凝土岔管。(3)地下埋藏按围岩和钢结构联合承载设计的岔管。(4)钢衬钢筋商品混凝土岔管。5、简述暗渠（管）防渗材料及特点？砌石、石棉水泥、商品混凝土、钢筋商品混凝土、塑料等材料。砌石一般砌筑成暗渠，石棉水泥和塑料为管材，

6、商品混凝土和钢筋商品混凝土既可现场浇筑，也可预制为管材，以商品混凝土管应用最为广泛。1、砌石暗渠 砌石暗渠是用块石及水泥砂浆砌筑而成。它的主要特点是能够就地取材，成本较低，施工简单。其缺点为抗拉、抗渗性能差，阻力大。一般适用于自流无压输水暗渠。2、石棉水泥管石棉水泥管是用75%-85%的水泥和15%-25%的石棉纤维（以重量计）混合经管机卷制而成，具有重量轻、耐腐蚀、使用年限长、承压能力高、便于搬运和铺设、内外壁光滑、切削和钻孔加工容易及施工简单等优点。但质脆，抗冲击与动荷载的性能差。3、素商品混凝土暗渠（管）素商品混凝土暗渠（管）是用水泥、沙、石按一定比例配合，不加钢筋，预制或现场浇筑而成。

7、其断面有圆形、城门洞形等，以圆形商品混凝土管道应用最为广泛。它具有较好的水力性能，水流条件好，可在工厂内预制，施工方便，成本较低。本较低。但存在抗拉应力性能差，承受压力水头低。4、钢筋商品混凝土管分为预应力商品混凝土管和自应力钢筋商品混凝土管。预应力钢筋商品混凝土管是通过机械张拉钢筋产生预应力的钢筋商品混凝土管。自应力钢筋商品混凝土管是利用自应力水泥的膨胀力张拉钢筋产生预应力的钢筋商品混凝土管。预应力、自应力钢筋商品混凝土管均具有良好的抗渗性和耐久性，连接形式采用橡胶圈密封的承插子母口，施工安装比较简单，因受其材料力学性能和制造工艺的限制，自应力钢筋商品混凝土适用于较小的管径，预应力钢筋商品混

8、凝土管适用于较大的管径。5、塑料管塑料管品种较多。主要有聚氯乙烯管、聚乙烯管、聚苯乙烯管和聚丙乙烯管等。塑料管具有重量轻、管壁光滑、水头损失小、有一定的强度、耐腐蚀性好、挠性好、连接敷设容易等优点。去电视外露容易老化，具有敏感的热膨胀性能，成本较高，因此，一般用于较小管径。目前，我国已开始研制大口径加筋聚乙烯塑料管。盖塑料管在各项性能满足相关质量要求前提下，较普通塑料管节约原料50%，成本降低50%.6、简述防渗抗冻新型材料及其特点？答：1、土工合成材料黏土垫（GCL）以下优点：1、柔性极好，抗张应力的能力强，在张应力变达20%情况下，其渗透率不增大。2、具有极强的自愈合功能。由于膨润土具有遇

9、水膨胀性，它会在土工织物刺破处自我愈合。同时上下层土工织物在针刺或缝合纤维的作用下也约束了膨润土的歉意，进一步提高了自愈和能力。3、抗干湿循环和抗冻融循环的能力强。GCL受热后会出现干缩现象，但复水后出现程度裂缝会自动闭合，且渗透系数不变。经冻融试验，其抗冻能力较强。4、比土工膜搭接方便，安装简单，施工速度快。2、土壤固化剂，将其加入土壤中，可增强土体憎水性或降低土体水的冰点，阻止或减弱土体冻结时的水分迁移，从而减轻或消除冻胀，提高了土体的抗渗、抗冻性能。3、聚氨基甲酸酯/土工织物复合材料聚氨基甲酸酯橡胶由异氰酸盐和多元醇液体在0-48.8的温度下按一定比例混合而成。该复合材料与土工膜的主要区

10、别是它由几种材料现场制作而成，混合后的聚氨基甲酸酯最初为液态，能将土工织物锚固到商品混凝土衬砌板或其他下部垫层上，两个小时内，聚氨基甲酸酯有液态转化为柔性固态，并根据渠床断面轮廓调节自己的形状，而且搭接部分黏附能力极强。它与土工膜相比，除具有柔性好、防渗效果强等优点外，还具有较强的抗刺穿能力；能与下部接触面粘附成一个整体，抗冲刷能力强；能根据渠道断面自动调节自己的形状；施工方便。第二次作业：（本次作业只要求初级职称学员答，中高级职称学员不答）1、什么是湿地？人工湿地净化技术的基本原理是什么？答：湿地是由土壤基质及其浅水潮湿环境和水生植物、微生物、鱼虾类等水中栖息的动物共同组成的生态系统，通过物

11、理、化学和生物作用的优化组合，起到污水处理、净化环境的目的。人工湿地一般由人工基质和生长在其上的水生植物（如芦苇、香蒲、苦草等）组成，形成 基质-植物-微生物生态系统。当污水通过该系统时，污染物质和营养物质被吸收、转化和分解，从而使水体得到净化。人工湿地是一种开发、发展、自我设计的生态系统，涉及多级食物链，形成了内部良好的物质循环和能量传递。2、何为水体自净？水体自净按作用的机制可分为哪几类？答：污染物进入水体后，通过物理、化学和生物因素的共同作用，使污染物的总量减少或浓度降低，受污染的天然水体部分地或完全地恢复原状，这种现象为水体自净。（1）物理净化：是指污染物质由于稀释、扩散、沉淀或挥发等

12、作用而使河水污染物质浓度自然降低的过程。其中稀释作用是一项重要的物理净化过程。（2）化学净化：是指污染物质由于氧化、还原、分解等作用而使河水污染物质浓度降低的过程。（3）生物净化：是指由于水中生物活动，尤其是水中微生物对有机物的氧化分解作用而引起的污染物质浓度降低的过程。河流自净作用包含着十分广泛的的内容，而在实际上这些作用又常是交互交织在一起的。因此在具体的情况下，研究工作中必然有所侧重。3、试述坝下游面钢衬钢筋商品混凝土管道结构计算方法?答：原理是，假设管道商品混凝土沿径向全部裂穿、商品混凝土不能承担环向应力，内水压力全部由钢管和钢筋承担，并且假设钢管和环向钢筋的应力值与各环半径无关，按明

13、钢管锅炉公式计算出钢材总厚度，然后根据钢管规范的有关规定和钢筋布置因素，确定钢衬厚度，由设计钢衬总厚度减去采用的设计钢衬厚度即为各层钢筋的折算厚度。概括起来主要有以下几种：(1)前苏联水工研究院高尔登，将钢衬钢筋商品混凝土管道简化为轴对称的厚壁圆环，采用有限元法计算钢衬、各层钢筋及商品混凝土的应力，常称之为高尔登法。该方法只适用于轴对称的管道结构，而且计算比较繁琐。(2)为了考虑管道结构的不对称性和钢衬、钢筋的作用，武汉大学马善定教授提出了钢衬钢筋商品混凝土管道非轴对称结构的计算方法，(3)如上所述，对于坝下游面钢衬钢筋商品混凝土管道，简化成多层圆环的轴对称结构进行计算基本上是合理的。(4)通过将坝下游面钢衬钢筋泥凝土管道简化为轴对称结构，根据钢衬、钢筋和商品混凝土变位相容的条件，导出计算钢衬、钢筋和商品混凝土应力的计算公式，我们统称之为解析法。4、论述我国渠道防渗技术的研究发展方向？答：我国渠道防渗技术1、以提高渠道防渗、防冻和耐久性为重点，积极开展渠道改性防渗材料