2025年水工仪器观测工(技师)考试题(附答案)

2025年水工仪器观测工(技师)考试题(附答案)一、单项选择题（共20题，每题1.5分，共30分）1.振弦式仪器的核心敏感元件是（）。A.应变片B.振弦C.电感线圈D.电容极板答案：B2.大坝渗流观测中，渗压计埋设时，其周围回填材料应选用（）。A.黏土B.级配碎石C.细砂D.混凝土答案：C（确保与周围介质渗透系数匹配，减少渗流扰动）3.某测缝计量程为±100mm，标定系数为0.01mm/F，某次观测频率为3000Hz，基准频率为2800Hz，该时刻测缝计显示的位移量为（）。A.2mmB.20mmC.0.2mmD.200mm答案：B（计算：(3000-2800)×0.01=20mm）4.混凝土坝内部温度观测中，温度计埋设时应避免与（）直接接触。A.钢筋B.冷却水管C.止水片D.观测电缆答案：B（冷却水管会干扰温度场分布）5.自动化观测系统中，采集模块的采样频率应（）观测项目的变化速率。A.远高于B.等于C.略低于D.无关答案：A（确保捕捉到快速变化的信号）6.水准测量中，因瓦水准尺的主要优点是（）。A.重量轻B.热膨胀系数小C.抗腐蚀D.读数清晰答案：B（减少温度变化对尺长的影响）7.土坝坝体沉降观测点通常埋设（）。A.倒垂线B.正垂线C.沉降磁环D.应变计组答案：C（磁环式沉降仪适用于分层沉降观测）8.观测资料整编时，“三性检查”指的是（）。A.连续性、完整性、可靠性B.准确性、代表性、一致性C.及时性、规范性、系统性D.逻辑性、相关性、稳定性答案：A（行业规范明确要求）9.振弦式传感器的频率读数不稳定，可能的原因是（）。A.电缆绝缘电阻过高B.激振电压不足C.仪器量程过大D.环境温度过低答案：B（激振能量不足会导致振弦起振困难，频率波动）10.大坝水平位移观测中，视准线法适用于（）。A.高混凝土坝B.直线型坝段C.曲线型坝段D.土石坝答案：B（视准线法要求观测点在同一直线上）11.渗压计的基准值应在（）时测定。A.仪器埋设前B.仪器埋设后24小时C.混凝土终凝后D.坝体首次蓄水前答案：D（基准值需反映初始稳定状态）12.观测电缆的埋设深度一般不小于（），穿过道路时应加保护管。A.20cmB.50cmC.80cmD.100cm答案：B（规范要求防止机械损伤）13.某垂线坐标仪的测量精度为±0.1mm，其用于监测大坝水平位移时，单次测量误差应（）。A.小于±0.1mmB.小于±0.2mmC.小于±0.5mmD.无严格限制答案：A（仪器精度直接决定单次测量误差上限）14.自动化观测系统的防雷接地电阻应小于（）。A.1ΩB.4ΩC.10ΩD.20Ω答案：B（电子设备防雷接地标准）15.测压管水位观测时，若水位波动剧烈，应采用（）方法读取稳定值。A.多次测量取平均B.延长测读时间C.更换测压管D.加密观测频次答案：A（通过多次测量抵消随机波动）16.应变计组埋设时，各应变计的中心间距应不小于（），避免相互干扰。A.5cmB.10cmC.15cmD.20cm答案：B（确保应变场独立）17.观测资料分析中，“时效分量”反映的是（）对观测值的影响。A.温度B.水位C.时间D.荷载答案：C（时效分量指随时间推移的徐变、老化等长期效应）18.激光准直系统的主要误差来源是（）。A.大气折光B.仪器零点漂移C.电缆干扰D.温度变化答案：A（激光在空气中传播时受温度梯度影响发生折射）19.土压力盒埋设时，应确保其承压面与（）垂直。A.坝轴线B.土体主应力方向C.观测电缆D.坝面答案：B（准确测量主应力）20.观测数据异常时，首先应（）。A.上报主管部门B.检查仪器和观测系统C.修正数据D.重新率定仪器答案：B（排除仪器或操作故障是首要步骤）二、多项选择题（共10题，每题2分，共20分。每题至少2个正确选项，错选、漏选均不得分）1.水工仪器选型时需考虑的因素包括（）。A.观测环境（温度、湿度、水压）B.测量精度和量程C.长期稳定性D.安装维护便利性答案：ABCD2.振弦式仪器的优点有（）。A.抗干扰能力强B.传输距离远C.适合长期观测D.输出模拟信号答案：ABC（振弦式仪器输出频率信号，属数字量）3.大坝变形观测项目包括（）。A.垂直位移（沉降）B.水平位移C.挠度D.裂缝开合度答案：ABCD4.观测资料分析的内容包括（）。A.数据可靠性检验B.物理量变化规律分析C.异常值成因判断D.安全状态评价答案：ABCD5.自动化观测系统的组成部分包括（）。A.传感器B.数据采集单元C.通信网络D.监控软件答案：ABCD6.测缝计安装时需注意（）。A.两端基墩应埋入稳定岩体或混凝土中B.测缝计轴线与缝面垂直C.电缆预留足够伸缩量D.仪器表面涂防腐材料答案：ACD（测缝计轴线应与缝面平行，以测量开合度）7.渗流观测的目的包括（）。A.评价坝体、坝基防渗性能B.监测渗透压力分布C.预警渗透破坏D.计算坝体应力答案：ABC（计算应力属变形观测范畴）8.观测电缆常见故障有（）。A.绝缘层破损B.芯线断裂C.接头氧化D.外护套老化答案：ABCD9.温度对观测数据的影响主要表现为（）。A.仪器本身的温度漂移B.介质热胀冷缩引起的物理量变化C.电缆电阻随温度变化D.观测人员操作误差答案：ABC10.观测成果整理的要求包括（）。A.及时、准确B.格式统一C.长期保存D.仅保留异常数据答案：ABC（需保留全部原始数据）三、判断题（共10题，每题1分，共10分。正确填“√”，错误填“×”）1.振弦式仪器的频率与张力呈线性关系，因此可直接通过频率变化计算物理量。（）答案：×（频率平方与张力呈线性关系）2.测压管的灵敏度高于渗压计，适用于高精度渗流观测。（）答案：×（渗压计响应速度和精度更高）3.倒垂线用于监测坝体深层水平位移，正垂线用于监测顶部水平位移。（）答案：√4.观测资料整编时，可对明显异常的数据直接删除，无需记录。（）答案：×（需标注异常原因并保留原始数据）5.自动化观测系统的采样间隔应固定，不可调整。（）答案：×（可根据观测对象变化速率动态调整）6.应变计组的温度补偿片应与工作片处于相同温度场，但不受应力影响。（）答案：√7.水准测量中，前后视距差应控制在3m以内，以减小i角误差。（）答案：√8.土压力盒的标定应在模拟实际埋设条件的压力舱中进行。（）答案：√9.观测电缆的绝缘电阻应大于100MΩ，否则会影响数据稳定性。（）答案：√10.大坝首次蓄水期间，观测频次应加密至每日1次或更高。（）答案：√四、简答题（共5题，每题6分，共30分）1.简述振弦式仪器的工作原理及主要技术指标。答案：工作原理：振弦式仪器通过激振装置使金属弦振动，弦的固有频率与张力（或应力、应变等物理量）相关，通过测量频率变化反推物理量变化。主要技术指标包括：量程（仪器可测量的最大范围）、精度（测量值与真值的偏差）、分辨率（能检测到的最小变化量）、温度系数（温度变化对测量值的影响）、长期稳定性（年漂移量）。2.测压管与渗压计在渗流观测中的主要区别是什么？答案：①结构不同：测压管为开口式竖直管道，通过水位高度反映渗透压力；渗压计为密封式传感器，通过内部感应元件（如振弦、应变片）测量孔隙水压力。②精度不同：渗压计精度（0.1%FS）远高于测压管（±1cm水位）。③响应速度不同：渗压计可实时连续观测，测压管需人工测量且滞后。④适用场景不同：测压管适用于粗粒土或岩石坝基的宏观渗流监测；渗压计适用于细粒土、混凝土坝体等需要高精度、自动化观测的场景。3.观测资料整编的主要步骤有哪些？答案：①原始数据检查：核对观测时间、仪器编号、数据记录是否完整，进行“三性检查”（连续性、完整性、可靠性）。②数据修正：对温度漂移、仪器零漂等系统误差进行修正，剔除因操作失误或仪器故障导致的异常值（需标注原因）。③数据整理：按时间序列或空间位置分类，编制观测报表（如位移过程线、渗压分布图）。④资料汇编：将整理后的数据录入数据库，形成年度观测报告，包括文字说明、图表、分析结论等。⑤归档保存：纸质资料与电子数据双备份，确保长期可查。4.自动化观测系统日常维护的主要内容有哪些？答案：①硬件维护：检查传感器外观是否损坏（如渗压计膜片是否变形、测缝计基墩是否松动）；测试电缆绝缘电阻（≥100MΩ），修复破损护套；清理集线箱内灰尘，检查接线端子是否氧化或松动；校准采集模块的零点和增益。②软件维护：更新监控软件补丁，备份数据库（每日自动备份+每周手动备份）；检查数据采集频率是否符合要求，调试异常通道的通信参数（如波特率、地址码）。③环境维护：确保观测房通风、防潮（湿度≤70%），防雷接地电阻≤4Ω；清除观测线路径上的障碍物（如杂草、堆积物），防止动物啃咬电缆。④性能验证：定期（每季度）用标准仪器比对测量，评估系统测量误差是否在允许范围内（≤±0.5%FS）。5.简述大坝变形观测中“视准线法”的操作步骤及注意事项。答案：操作步骤：①布设基准点：在坝体两端稳固岩体上埋设工作基点（A、B），形成视准线AB。②埋设观测点：在坝顶或坝肩按设计间距埋设观测点（P1、P2…Pn），观测点觇牌中心应位于视准线上。③观测实施：在A点架设经纬仪（或全站仪），照准B点定向，依次读取各观测点觇牌偏离视准线的横向位移量（可用活动觇牌法或小角度法测量）。④数据处理：计算各点本次位移量（本次读数-上次读数）及累计位移量，绘制位移过程线。注意事项：①基准点需定期用三角网或GPS复核，确保其稳定性；②观测时避免阳光直射仪器（防望远镜受热变形），选择清晨或阴天观测；③觇牌安装应牢固，避免风吹晃动；④当坝体变形超过视准线法量程（一般±50mm）时，应改用其他方法（如垂线法、GPS测量）。五、计算题（共3题，每题10分，共30分）1.某振弦式应变计的标定参数为：灵敏度系数K=0.5με/Hz²，基准频率f0=2500Hz，当前观测频率f=2600Hz，环境温度T=25℃（温度修正系数β=1.2με/℃，基准温度T0=20℃）。计算该应变计的实测应变值（需考虑温度修正）。答案：（1）应力引起的应变：Δε1=K×(f²-f0²)=0.5×(2600²-2500²)=0.5×(6,760,000-6,250,000)=0.5×510,000=255,000με（此处单位应为με，计算正确）。（2）温度引起的应变：Δε2=β×(T-T0)=1.2×(25-20)=6με（温度升高引起膨胀，若应变计受约束则表现为压应变，符号需根据仪器方向确定，本题假设为正）。（3）实测应变值：ε=Δε1+Δε2=255,000+6=255,006με（注：实际工程中应变计量程通常为±1000με，此题参数为示例）。2.某渗压计埋设深度为15m（测点至坝顶距离），基准值对应的孔隙水压力为50kPa（基准时库水位为100m，测点高程为85m）。当前库水位为120m，渗压计实测频率对应的孔隙水压力为180kPa，测点处孔隙水压力的理论值为（库水位-测点高程）×γw（γw=9.8kPa/m）。计算该测点的渗透压力系数α（α=实测孔隙水压力/理论孔隙水压力）。答案：（1）理论孔隙水压力：(120m-85m)×9.8kPa/m=35×9.8=343kPa。（2）实测孔隙水压力：180kPa（已扣除基准值，若基准值为初始稳定状态，本题假设实测值为当前绝对压力）。（3）渗透压力系数：α=180/343≈0.525（α越接近1，说明防渗效果越差；α越小，说明防渗性能越好）。3.某测缝计的标定参数为：量程±100mm，灵敏度系数K=0.02mm/Hz，基准频率f0=3000Hz，温度修正系数β=0.01mm/℃（温度每升高1℃，测缝计伸长0.01mm）。某次观测时，频率f=3100Hz，环境温度T=30℃（基准温度T0=20℃）。计算该测缝计的实际开合度（需考虑温度修正）。答案：（1）频率变化引起的位移：ΔL1=K×(f-f0)=0.02×(3100-3000)=0.02×100=2mm（频率升高，振弦张力增加，若缝宽减小则为负位移，本题假设为正）。（2）温度变化引起的位移：ΔL2=β×(T-T0)=0.01×(30-20)=0.1mm（温度升高，材料膨胀，缝宽可能减小，符号与ΔL1相反，需根据实际方向确定，本题假设ΔL2为负）。（3）实际开合度：L=ΔL1-ΔL2=2-0.1=1.9mm（最终结果需结合仪器安装方向判断正负，本题假设为缝宽增加1.9mm）。六、案例分析题（共2题，每题15分，共30分）案例1：某混凝土重力坝运行期间，坝顶水平位移观测数据显示：近3个月来，坝体上游侧某观测点的水平位移持续向河心方向增大，速率由每月2mm增至每月5mm，而下游侧观测点位移基本稳定。同时，坝体温度观测显示，近期库水位持续上升（由150m升至170m），坝体内部温度略有下降（平均降低2℃）。问题：（1）分析可能导致位移异常的原因。（2）提出下一步应采取的排查措施。答案：（1）可能原因：①库水位上升导致上游面水压力增大，坝体受推力向河心位移（正常荷载响应，但速率加快需警惕）；②坝基或坝体混凝土徐变加速（长期荷载作用下的时效变形）；③坝踵部位可能出现裂缝（裂缝开展导致坝体刚度降低，位移增大）；④观测基准点稳定性异常（如基准点因库水位上升发生沉降或位移，导致测量误差）；⑤仪器故障（如垂线坐标仪卡线、视准线觇牌松动，导致数据异常）。（2）排查措施：①复核基准点稳定性：使用GPS或三角网测量基准点坐标，确认其是否发生位移；②检查观测仪器：对该观测点使用的垂线仪、视准线设备进行现场校准，测试电缆绝缘性，排除仪器故障；③加密观测频次：将该点位移观测由每月1次改为每周1次，同时增加坝体应力、应变观测（如检查坝踵应变计是否出现拉应变超限）；④分析多参数相关性：结合库水位、温度、渗压数据，建立统计模型（如逐步回归分析），判断位移增大是荷载主导还是异常变形；⑤现场巡查：检查坝面是否有新裂缝、渗水点（如坝踵部位是否有潮湿痕迹），必要时进行钻孔取芯或声波检测，评估坝体内部完整性。