《水工监测工》实际操作题及答案

《水工监测工》实际操作题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.在土石坝沉降观测中，最常用的水准测量等级是A.二等水准B.三等水准C.四等水准D.等外水准答案：B2.采用引张线法监测混凝土坝水平位移时，引张线两端应设置在A.坝顶中央B.两岸稳定基岩处C.坝体下游坡脚D.坝体上游面答案：B3.对渗压计进行率定时，标准压力源的最大允许误差应不大于被率定仪器允许误差的A.1/2B.1/3C.1/4D.1/5答案：B4.在采用电磁式沉降仪监测分层沉降时，磁环埋设深度允许偏差为A.±1cmB.±2cmC.±3cmD.±5cm答案：C5.当采用全站仪进行坝体表面位移观测时，最佳观测时段为A.日出前B.正午C.日落后D.任意时段答案：A6.对测压管进行人工洗孔时，注水压力不宜超过A.0.1MPaB.0.2MPaC.0.3MPaD.0.5MPa答案：B7.采用差阻式应变计监测混凝土应力时，温度补偿片应A.贴于受力钢筋上B.贴于不受力钢筋上C.贴于混凝土表面D.置于水中答案：B8.在采用水管式沉降仪观测时，若观测房温度日变幅大于3℃，应A.增加保温层B.改用静力水准C.加密读数D.停止观测答案：A9.对振弦式渗压计进行绝缘测试时，兆欧表电压等级应选A.100VB.250VC.500VD.1000V答案：C10.采用GPS进行坝体位移监测时，基线解算采用的采样间隔一般不大于A.1sB.5sC.10sD.30s答案：B二、多项选择题（每题3分，共30分；每题至少有两个正确答案，多选少选均不得分）11.下列属于变形监测项目的有A.沉降B.倾斜C.裂缝开合度D.渗流量答案：A、B、C12.采用静力水准系统进行沉降观测时，影响测量精度的因素包括A.液体温度膨胀系数B.连通管坡度C.传感器零点漂移D.大气折光答案：A、B、C13.对测压管进行灵敏度试验时，需要记录A.注水开始时间B.水位恢复至初始值的时间C.注水总量D.水温答案：A、B、D14.采用光纤光栅传感器监测混凝土应变时，其优点有A.抗电磁干扰B.可远距离传输C.可绝对测量D.可串接多点答案：A、B、D15.在采用三角堰测量渗流量时，对堰口的要求包括A.锐缘B.不变形C.表面粗糙D.角度精确答案：A、B、D16.采用倾斜仪监测坝体深层水平位移时，需要校正A.温度漂移B.零点偏移C.传感器方位D.电缆长度答案：A、B、C17.下列关于振弦式仪器说法正确的有A.频率与张力平方成正比B.可长期稳定C.需定期激振D.受电缆电阻影响小答案：B、C、D18.采用全站仪进行自动监测时，需设置的参数有A.温度B.气压C.棱镜常数D.重力值答案：A、B、C19.对混凝土坝裂缝进行开合度监测时，可采用的传感器有A.振弦式测缝计B.电阻式位移计C.光纤光栅位移计D.钢弦式应变计答案：A、B、C20.采用电磁式沉降仪观测时，需现场标定的参数有A.磁环位置B.探头灵敏度C.电缆长度标记D.孔口高程答案：A、C、D三、判断题（每题1分，共10分；正确打“√”，错误打“×”）21.采用水管式沉降仪时，连通管任意高差都不会影响测量结果。答案：×22.振弦式渗压计埋设后，前三天应每天测读一次。答案：√23.测压管灵敏度试验中，水位恢复时间越短，说明渗透系数越小。答案：×24.采用GPS监测时，多路径效应与天线高度无关。答案：×25.对混凝土坝进行温度监测时，可间接推断温度应力。答案：√26.电磁式沉降仪的探头通过感应磁环产生脉冲信号。答案：√27.采用三角堰测流时，堰前水位波动大于1mm需设静水井。答案：√28.差阻式应变计的电阻比与应变成线性关系。答案：√29.采用引张线法时，线体采用不锈钢丝绳可减小温度影响。答案：×30.对光纤光栅传感器进行焊接封装可提高长期稳定性。答案：√四、填空题（每空2分，共20分）31.采用水准仪进行二等水准测量时，前后视距差应不大于________m，累积差不大于________m。答案：1，332.振弦式仪器的频率模数F与频率f的关系式为F=________。答案：f²/100033.测压管灵敏度试验要求水位下降________cm后停止注水，观测水位恢复至初始值的________。答案：50，时间34.采用三角堰测流时，堰口角通常采用________°，其流量系数需通过________确定。答案：90，现场率定35.对混凝土坝进行温度监测时，温度梯度大于________℃/m时，应加密测点。答案：136.采用GPS进行水平位移监测时，基线长度小于________km可采用单频接收机。答案：337.电磁式沉降仪的重复性误差应不大于________mm。答案：±238.采用静力水准系统时，传感器量程应大于预估最大沉降的________倍。答案：1.539.对振弦式渗压计进行绝缘测试，其绝缘电阻应大于________MΩ。答案：5040.采用全站仪进行自动监测时，每测回水平角较差应不大于________″。答案：3五、简答题（每题10分，共30分）41.叙述土石坝沉降观测中，电磁式沉降仪的完整埋设步骤及注意事项。答案：（1）造孔：采用φ127mm岩芯钻，垂直度偏差小于1%，孔深至坝基以下1m；（2）清孔：用清水循环冲洗，至返水清澈，含砂量小于0.1%；（3）下放护管：插入φ89mmPVC护管，管外回填中粗砂至第一磁环位置；（4）磁环定位：按设计深度（误差±3cm）将磁环卡在护管外，用定位支架固定，环口朝上；（5）分层回填：砂层段用中粗砂，黏土层段用膨润土球，每层厚度不大于20cm，人工夯实；（6）管口保护：加盖钢护筒，高出地面30cm，四周砌筑混凝土墩；（7）初始读数：埋设后24h内用电磁探头测读三次，取均值作为零点；（8）注意事项：避免磁环与护管卡死；电缆穿管保护；孔口设置防渗环；冬季施工采用防冻液洗孔；记录埋设过程影像及坐标。42.某混凝土坝采用振弦式渗压计监测坝基扬压力，埋设后第7天读数异常升高，列举可能原因及排查方法。答案：原因1：坝基排水孔堵塞，扬压力真实升高。排查：检查排水孔出水量，对比历史流量；原因2：仪器电缆接头进水，绝缘下降。排查：用500V兆欧表测绝缘电阻，若小于50MΩ，分段排查接头；原因3：仪器膜片受施工机械扰动损坏。排查：测读频率稳定性，若漂移大于±0.5Hz/min，需钻孔取出检查；原因4：温度骤降，水体密度变化引起水位折算误差。排查：同步测水温，按温度修正公式重新计算水头；原因5：基准值读取错误。排查：回放自动采集数据，检查是否误将初始值设为零点。处理：确认真实扬压力升高后，立即上报并加密观测至每天2次；若为仪器故障，启动备用测压管，并尽快更换故障仪器。43.叙述采用全站仪对混凝土坝坝顶水平位移进行自动监测的完整外业流程，并给出数据质量控制指标。答案：流程：（1）选点：坝顶每隔30m设一监测墩，墩顶强制对中盘水平度小于0.5mm；（2）建站：两岸稳定基岩设基准站，采用钢筋混凝土观测墩，加装保护罩；（3）对中：使用徕卡TM60全站仪，强制对中精度±0.2mm，整平气泡偏差小于1格；（4）参数：输入温度、气压、湿度，气象传感器每10min更新；（5）观测：采用ATR自动照准，每点观测3测回，每测回正倒镜各2次；（6）时间：每日UTC02:00、14:00各一次，避开强烈对流；（7）备份：内置SD卡与云端双备份，断网缓存大于7天数据；（8）维护：每月清洁棱镜，每季度检定加常数。质量控制：水平角测回差小于3″，竖直角测回差小于5″，距离测回差小于1mm，坐标差小于2mm；基线长度变化与气温相关系数绝对值小于0.3，否则重测；系统稳定性σ小于0.5mm，超限立即人工复测。六、计算题（每题15分，共30分）44.某土石坝采用三角堰测流，堰口角90°，实测堰上水头H=21.5cm，连续观测5次，水头读数分别为21.3、21.4、21.5、21.6、21.7cm，已知流量公式Q=1.4H²·⁵，其中Q单位L/s，H单位m。（1）计算平均水头及单次标准差；（2）计算流量及扩展不确定度（k=2）。答案：（1）平均水头H̄=(21.3+21.4+21.5+21.6+21.7)/5=21.5cm=0.215m标准差σ=√[Σ(Hi−H̄)²/(n−1)]=√[(0.04+0.01+0+0.01+0.04)/4]=0.014cm=0.00014m（2）流量Q=1.4×0.215²·⁵=1.4×0.0216=0.0302m³/s=30.2L/s相对标准差u(H)=σ/H̄=0.00014/0.215=0.065%流量指数2.5，故u(Q)/Q=2.5×u(H)/H=0.163%扩展不确定度U=k×u(Q)=2×30.2×0.00163=0.10L/s结果：Q=(30.2±0.2)L/s（k=2）。45.某混凝土坝坝基扬压力监测孔采用测压管，孔口高程115.2m，第3次观测时，管口至水位深度2.35m，水温18℃，大气压98.5kPa，当地重力加速度g=9.795m/s²，水密度ρ=998.2kg/m³。（1）计算绝对压力水头；（2）若该孔历史最低水位对应绝对压力水头为112.8m，求本次扬压力超标值；（3）若采用振弦式渗压计直接测得频率模数F=4500Hz²/1000，率定方程P=0.025F+0.05，单位MPa，换算为压力水头并与测压管结果比较。答案：（1）压力水头h=115.2−2.35=112.85m绝对压力水头Habs=h+Patm/(ρg)=112.85+98.5×10³/(998.2×9.795)=112.85+10.08=122.93m（2）超标值ΔH=122.93−112.8=10.13m（3）P=0.025×4500+0.05=112.55m与测压管差值Δ=112.85−112.55=0.30m，相对差0.27%，在允许±0.5%内，结果可信。七、综合操作题（40分）46.某均质土坝最大坝高38m，坝顶长260m，需在下游坝坡布设一套表面位移监测系统，要求：（1）采用全站仪+GPS联合方案，给出仪器选型、数量、布点图；（2）采用静力水准系统监测坝顶沉降，给出连通管走向、保护方式、预计精度；（3）编写7天现场实施计划，含天气窗口、人员分工、设备校验、应急预案；（4）列出原始记录表格样式，含必填字段、校验公式、电子签名位置；（5）给出数据入库SQL脚本（MySQL），含建表、索引、触发器，实现超限自动报警。答案：（1）仪器：徕卡TM60全站仪1套，0.5″精度；南方测绘S10GPS4台，5mm+0.5ppm；坝顶设6个GPS墩，下游坡设12个全站仪棱镜，呈3列4排，间距60m；两岸稳定基岩设2个GPS基准站；通讯采用4G+光纤双链路。（2）静力水准：采用北京GEO-PDI系统20套，量程200mm，分辨率0.01mm；连通管沿坝顶电缆沟布置，DN25PVC管，外裹20mm保温棉，每30m设检修井；过路处加钢套管φ80；预计精度±0.2mm，系统漂移小于0.05mm/月。（3）实施计划：D1：设备到场清点，全站仪基座校验，GPS天线相位中心检定；D2：天气晴朗，完成基准墩浇筑，养护剂覆盖；D3：GPS基准站安装，静态观测4h，基线解算精度优于3mm；D4：静力水准管沟开挖，深度0.8m，铺砂垫层，埋管后回填细土；D5：坝顶监测墩安装，强制对中盘调平，棱镜常数测定；D6：系统联调，全站仪ATR测试，GPSRTK差分信号覆盖测试；D7：模拟暴雨断电，启动UPS与4G备用链路，数据中断小于5m