2025年工程师水利考试题及答案

2025年工程师水利考试题及答案1.单项选择题（每题1分，共30分）1.1某平原灌区设计灌水模数为0.45m³/(s·万亩)，若控制灌溉面积为8.2万亩，则渠道设计流量最接近A.3.2m³/s B.3.7m³/s C.4.1m³/s D.4.5m³/s答案：B解析：Q=0.45×8.2=3.69m³/s，取3.7m³/s。1.2在土石坝渗流计算中，若坝体渗透系数为3×10⁻⁵m/s，坝基为1×10⁻⁶m/s，下游设水平排水垫层，则控制渗流破坏的首要部位是A.坝体上游面 B.坝体与坝基接触面 C.排水垫层出口 D.坝趾下游坡面答案：B解析：接触面水力梯度最大，易发生接触冲刷。1.3某水文站1950—2020年共71年实测资料，采用P-Ⅲ型曲线适线，若统计参数Cv=0.32，Cs=2.5Cv，则百年一遇设计洪峰流量模比系数Kp最接近A.1.82 B.2.08 C.2.34 D.2.61答案：C解析：查P-Ⅲ型曲线离均系数表，Cs=0.80，P=1%，Φp=2.45，Kp=1+ΦpCv=1+2.45×0.32=2.34。1.4混凝土面板堆石坝面板分缝止水设计中，对“剪切变位”最敏感的部位是A.周边缝 B.垂直缝 C.水平缝 D.诱导缝答案：A解析：周边缝位于坝体与岸坡交界，三向变位大，剪切变形显著。1.5水泵装置汽蚀余量(NPSH)曲线随流量增大而A.单调下降 B.单调上升 C.先升后降 D.保持不变答案：A解析：NPSH与流速平方成正比，流量↑→流速↑→NPSH↓。1.6某引调水工程采用DN2400钢管，壁厚18mm，设计内水压力0.8MPa，若钢材Q345屈服强度为345MPa，则管壁环向应力最接近A.105MPa B.118MPa C.133MPa D.147MPa答案：C解析：σ=pr/t=0.8×1200/18=133.3MPa。1.7按照《防洪标准》(GB50201—2024)，城市防护区人口120万人，GDP800亿元，其防洪标准应不低于A.20年一遇 B.50年一遇 C.100年一遇 D.200年一遇答案：C解析：人口>100万且GDP>500亿元，取100年一遇。1.8在河道生态修复中，若目标鱼类为产粘沉性卵的鲤科鱼类，则首要改善的水力指标是A.流速 B.水深 C.底质粒径 D.水面宽答案：C解析：粘沉卵需稳定洁净的砾石底质。1.9某碾压式土坝施工期采用简化Bishop法核算上游坡稳定，若填筑速度较快，孔隙水压力系数B=0.85，则抗剪强度指标宜采用A.CD B.CU C.UU D.残余强度答案：B解析：快速填筑，孔隙水压力来不及消散，采用CU指标。1.10水闸底坎为宽顶堰，堰顶水头1.2m，下游水深0.8m，若淹没度σ=0.78，则过堰流态属于A.自由堰流 B.淹没堰流 C.孔流 D.缓流答案：B解析：σ>0.7即淹没堰流。1.11某灌区渠道采用梯形断面，曼宁系数n=0.018，底坡1/2500，水力半径1.5m，则平均流速最接近A.0.65m/s B.0.78m/s C.0.91m/s D.1.05m/s答案：C解析：v=R²⁄³S¹⁄²/n=1.5²⁄³×(1/2500)¹⁄²/0.018=0.91m/s。1.12水轮机比转速ns=200m·kW，其最优工况单位流量Q₁₁约为A.0.12m³/s B.0.18m³/s C.0.24m³/s D.0.30m³/s答案：B解析：经验公式Q₁₁≈0.0009ns=0.18m³/s。1.13某水库汛限水位动态控制采用预泄预蓄法，若防洪库容2.0亿m³，防洪高水位对应库容3.5亿m³，则预泄水量上限为A.0.5亿m³ B.1.0亿m³ C.1.5亿m³ D.2.0亿m³答案：C解析：预泄量=防洪高水位库容-防洪库容=1.5亿m³。1.14混凝土坝温度应力仿真中，若绝热温升θ₀=28℃，导温系数a=0.10m²/d，浇筑层厚1.5m，则间歇期至少需A.5d B.8d C.12d D.16d答案：C解析：按经验公式τ≥0.4L²/a=0.4×1.5²/0.10=9d，取12d安全。1.15某地下水水源地允许开采量计算采用“补偿疏干法”，若弹性释水系数μ=2×10⁻⁴，水位降深10m，面积50km²，则弹性储存量变化为A.0.1亿m³ B.0.5亿m³ C.1.0亿m³ D.1.5亿m³答案：A解析：ΔV=μ×s×A=2×10⁻⁴×10×50×10⁶=0.1亿m³。1.16按照《水工建筑物抗震设计标准》(SL203—2024)，设计地震烈度8度区，土石坝拟静力法计算时，坝坡稳定安全系数最小允许值为A.1.05 B.1.10 C.1.15 D.1.20答案：C解析：规范表7.3.2，8度区土石坝1.15。1.17某潮汐电站采用单库双向开发，若平均潮差4.5m，库容面积10km²，则理论年发电量约为A.1.2亿kWh B.1.8亿kWh C.2.4亿kWh D.3.0亿kWh答案：B解析：E=0.5ρgAΔH²×365×2×0.22=1.8亿kWh（效率取0.22）。1.18渠道防冻胀设计中，若基土为粉质黏土，标准冻深1.2m，则梯形渠道采用“楔形聚苯板”保温时，板厚最小应为A.4cm B.6cm C.8cm D.10cm答案：C解析：按《渠系防渗抗冻技术规范》附录D，导热系数修正后计算得7.8cm，取8cm。1.19某水厂采用折板絮凝池，若设计流量1.5m³/s，絮凝时间20min，则有效容积最接近A.1200m³ B.1500m³ C.1800m³ D.2100m³答案：C解析：V=Qt=1.5×20×60=1800m³。1.20水库泥沙淤积计算采用“经验法”，若库容淤损系数α=0.008，年来沙量2000万t，泥沙干密度1.3t/m³，则50年后淤积体积为A.0.62亿m³ B.0.77亿m³ C.0.92亿m³ D.1.05亿m³答案：B解析：V=α×W×T/γ=0.008×2000×50/1.3=0.77亿m³。1.21某泵站进水池临界淹没深度按Bell-Mosonyi公式计算，若管径1.0m，流量1.5m³/s，则最小淹没深度最接近A.0.8m B.1.0m C.1.2m D.1.4m答案：C解析：h=1.2D+0.1v²/2g=1.2×1+0.1×(1.91)²/19.6≈1.2m。1.22混凝土坝施工期采用“水管冷却”控制温度，若冷却水管间距1.5m×1.5m，通水流量20L/min，进口水温8℃，则单根水管最大降温速率约为A.0.3℃/d B.0.5℃/d C.0.7℃/d D.0.9℃/d答案：B解析：按朱伯芳公式计算冷却度时曲线，得0.5℃/d。1.23某城市内涝模型采用InfoWorksICM，若子汇水区平均坡度0.3%，曼宁系数0.025，则特征汇流时间最接近A.15min B.25min C.35min D.45min答案：B解析：t=0.93L¹⁄²n¹⁄²/S¹⁄⁴=25min（L=500m典型值）。1.24水锤防护中，若管道长2000m，波速1000m/s，水泵惯性时间常数2.0s，则发生直接水锤的关阀时间临界值为A.1.0s B.2.0s C.4.0s D.8.0s答案：C解析：Tc=2L/a=4s，小于该值发生直接水锤。1.25某灌区采用滴灌，若作物日耗水强度5mm，灌溉水利用系数0.9，则设计灌水周期为A.2d B.3d C.4d D.5d答案：B解析：按土壤含水率上下限差40mm，T=40/(5/0.9)=3d。1.26水工隧洞采用“新奥法”施工，若围岩类别Ⅲ类，则喷射混凝土厚度一般取A.5cm B.10cm C.15cm D.20cm答案：C解析：Ⅲ类围岩支护参数15cm。1.27某水库除险加固中，对坝基进行水泥灌浆，若岩体透水率q=8Lu，则灌浆段长度宜采用A.2m B.3m C.5m D.8m答案：C解析：q>5Lu，段长5m。1.28某潮汐河口盐度模型采用Delft3D，若水平网格分辨率50m，则科氏力对盐度输运影响可忽略的条件是罗斯贝数A.Ro<0.1 B.Ro<0.5 C.Ro>1.0 D.Ro>2.0答案：A解析：Ro=U/fL<0.1，科氏力可忽略。1.29混凝土坝接缝灌浆温度一般要求浆液温度不高于A.5℃ B.8℃ C.12℃ D.16℃答案：C解析：防止温度应力导致接缝张开，12℃。1.30某水电站采用“一管多机”供水，若总管长800m，支管长60m，则机组间水锤干扰系数最接近A.0.05 B.0.10 C.0.15 D.0.20答案：B解析：经验公式β=ΣLi/L总=60/800=0.075，取0.10。2.多项选择题（每题2分，共20分）2.1下列因素中，直接影响土石坝坝壳材料压实度的是A.含水量 B.碾压遍数 C.铺土厚度 D.颗粒级配 E.击实功答案：ABCE解析：颗粒级配影响最大干密度，但不直接决定压实度。2.2关于水泵汽蚀，下列说法正确的是A.汽蚀余量越大越易汽蚀 B.吸上高度与海拔无关 C.诱导轮可降低必需汽蚀余量 D.汽蚀会加剧振动 E.汽蚀会提高泵效率答案：CD解析：A相反；B与大气压有关；E效率下降。2.3水工混凝土中掺粉煤灰可A.降低水化热 B.提高早期强度 C.改善和易性 D.抑制碱骨料反应 E.提高抗冲磨强度答案：ACD解析：早期强度降低，抗冲磨略降。2.4下列属于河道生态修复“近自然”措施的是A.抛石护脚 B.格宾垫护坡 C.淹没式丁坝群 D.植生型鱼道 E.混凝土铰链排答案：CD解析：ABE为硬质护岸。2.5关于水库泥沙调度，下列说法正确的是A.蓄清排浑可减少库区淤积 B.异重流排沙适用于高含沙河流 C.空库冲沙可恢复有效库容 D.蓄洪排沙会增加下游冲刷 E.泥沙资源化利用可降低环保压力答案：ABCE解析：D应为下游淤积。2.6水锤防护措施包括A.调压塔 B.空气罐 C.缓闭止回阀 D.爆破膜片 E.减压池答案：ABCD解析：E为净水工结构。2.7混凝土面板堆石坝面板裂缝的主要原因有A.温度应力 B.干缩 C.坝体沉降 D.碱骨料反应 E.钢筋锈蚀膨胀答案：ABC解析：DE为材料自身问题，非主要。2.8潮汐电站运行方式包括A.单库单向 B.单库双向 C.双库连续 D.抽水增能 E.潮汐泵答案：ABCD解析：E为概念装置。2.9地下水超采治理措施有A.人工回灌 B.节水灌溉 C.开采井封闭 D.水价阶梯 E.地下水坝答案：ABCD解析：E为特殊工程，非主流。2.10灌区量水设施中，属于“流速-面积法”的是A.文丘里槽 B.超声波时差法 C.电磁流量计 D.ADCP E.量水堰答案：BD解析：ACE为直接测流。3.判断题（每题1分，共10分）3.1土石坝施工期上游坡稳定安全系数一般小于下游坡。答案：对解析：上游坡浸水，抗滑力小。3.2水轮机比转速越大，其单位转速越高。答案：对解析：定义决定。3.3混凝土坝横缝必须设置止水铜片。答案：错解析：次要缝可用PVC。3.4河道生态流量可采用Tennant法快速估算。答案：对解析：经验法。3.5水泵并联运行可提高扬程。答案：错解析：提高流量，扬程略升。3.6水库“死水位”以下库容称为垫底库容。答案：对解析：定义。3.7潮汐能能量密度与潮差平方成正比。答案：对解析：E∝ΔH²。3.8混凝土中掺硅灰会降低抗冻性。解析：错，可提高密实度。3.9地下水允许开采量大于补给量时，水位持续下降。答案：对解析：平衡原理。3.10水锤波速与管壁弹性模量成反比。答案：错解析：正比。4.简答题（每题10分，共40分）4.1某均质土坝坝高50m，坝顶宽8m，上游坡1:3，下游坡1:2.5，坝体渗透系数k=5×10⁻⁷m/s，坝基k=1×10⁻⁸m/s。试绘制流网并估算单宽渗流量。答案：按Dupuit假设，坝体为各向同性，流网为正交网格。取坝底宽B=50×3+8+50×2.5=308m。等势线间隔Δh=50/10=5m，流线间隔ΔN=5。单宽流量q=kΔh(Nf/Nd)=5×10⁻⁷×5×(5/10)=1.25×10⁻⁶m²/s。4.2简述混凝土面板堆石坝面板垂直缝“剪切键”设计要点。答案：剪切键设置在垂直缝中部，采用梯形榫槽，槽深60mm，宽80mm，填充沥青玛蹄脂；键顶设橡胶止水带，允许三向变位±20mm；配筋采用Φ16@150双层，锚入面板深度45d；缝内填12mm闭孔泡沫板，表面封SR防渗盖片。4.3某城市内涝模型需耦合管网与地表二维漫流，请写出耦合界面交换通量控制方程并说明关键参数。答案：交换通量q=α(Hs-Hp)¹⁄²，其中α=0.6√(2g)CdA，Cd=0.6，A为雨水口有效过流面积；Hs为地表水深，Hp为管网压力水头；临界条件当Hs-Hp<0且Hp>管顶高程时，发生回流，需设单向阀系数β=0.02；时间步长Δt≤0.2s满足Courant数<1。4.4简述潮汐电站双向灯泡贯流式机组运行优化策略。答案：采用“等效电量最大”目标函数，建立潮位预测模型，提前2h启动优化；根据潮差分段：ΔH>3.5m满负荷双向发电，2.0m<ΔH<3.5m单向发电，ΔH<2.0m停机泵水储能；转轮叶片角θ实时调节，保持最优攻角α=12°；水库水位控制：高水位≤+2.0m，低水位≥-1.5m，预留0.5m安全超高；采用模型预测控制(MPC)滚动优化，减少弃水8%。5.计算题（每题20分，共60分）5.1某水库溢流坝采用WES实用堰，堰顶高程125m，上游水位140m，下游水位115m，堰顶设5孔，每孔宽12m，闸墩厚3m，墩头圆形，行进流速水头忽略。试计算自由堰流最大泄量。答案：堰上水头H=140-125=15m。流量系数md=0.502。侧收缩系数ε=1-0.2[(n-1)ζ₀+ζk]H/nb，ζ₀=0.1，ζk=0.06，n=5，b=12m。ε=1-0.2[4×0.1+0.06]×15/(5×12)=0.978。淹没度σs=1（自由）。Q=εσsmdnb√(2g)H³⁄²=0.978×1×0.502×5×12×4.429×15³⁄²=0.978×0.502×60×4.429×58.09=7580m³/s。5.2某泵站输水管道长3600m，管径1.8m，壁厚20mm，管材Q235，弹性模量E=2.06×10¹¹Pa，水锤波速a=1050m/s，设计流量3.5m³/s，水泵额定扬程80m，转速590r/min，机组转动惯量GD²=18t·m²。事故断电后，水泵倒转转速不得超过1.3n₀，试计算是否需要设调压塔，并确定其最小截面积。答案：(1)水锤压力升高值：ΔH=av/g=1050×3.5×4/(π×1.8²×9.81)=148m，超过额定扬程80m的1.4倍，需设塔。(2)机组惯性时间常数：Ta=GD²n₀²/365P=18×590²/(365×2800)=3.9s。(3)管道特征时间：Tr=2L/a=6.86s>Ta，属长管系统。(4)调压塔最小截面积：采用Thoma准则，A≥LaQ²/(2gH₀F²)，F=1.2，H₀=80m，A≥3600×1050×3.5²/(2×9.81×80×1.2²)=52m²，取圆形塔径D=8.2m。5.3某灌区干渠梯形断面，底宽6m，边坡1:1.5，曼宁n=0.018，底坡1/4000，设计流量12m³/s，试求正常水深，并校核不冲不淤流速。答案：(1)设水深h，面积A=6h+1.5h²，湿周P=6+2h√(1+1.5²)=6+3.61h，水力半径R=A/P。(2)曼宁公式Q=AR²⁄³S¹⁄²/n，迭代得h=2.14m。(3)流速v=Q/A=12/(6×2.14+1.5×2.14²)=12/19.7=0.61m/s。(4)不冲流速：vcs=0.5d⁰⁄⁷⁵h⁰⁄³，d=15mm，vcs=0.5×0.094×1.28=0.60m/s≈0.61m/s，满足。(5)不淤流速：vcd=0.2mm粒径，vcd=0.35m/s<0.61m/s，满足。6.案例分析题（20分）某市拟建一座平原水库，库容1.2亿m³，坝型为均质土坝，最大坝高18m，坝长9