2025年大学（水利水电工程）水利工程设计综合测试题及答案

2025年大学（水利水电工程）水利工程设计综合测试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共30分）答题要求：本大题共10小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。请将正确答案的序号填在括号内。1.水利工程设计中，以下哪种设计理念强调对生态环境的最小干扰？（）A.传统水利设计理念B.可持续水利设计理念C.高效水利设计理念D.美观水利设计理念2.对于大型水库的设计，首要考虑的因素是（）。A.发电效率B.灌溉面积C.防洪能力D.航运便利性3.在水利枢纽布置中，溢洪道的作用是（）。A.宣泄洪水B.发电引水C.灌溉输水D.改善航运4.水利工程设计中，确定水库正常蓄水位的主要依据是（）。A.发电需求B.防洪要求C.兴利调节要求D.生态保护要求5.以下哪种水工建筑物属于挡水建筑物？（）A.水闸B.渡槽C.大坝D.渠道6.水利工程设计中，考虑水流挟沙能力的主要目的是（）。A.防止河道淤积B.提高发电水头C.增加灌溉水量D.改善水质7.对于山区河流的水利工程设计，需要重点关注的问题是（）。A.水流速度快B.含沙量高C.河势变化大D.以上都是8.在水利工程设计中，以下哪种材料常用于大坝的防渗结构？（）A.钢材B.木材C.混凝土D.土工膜9.水利工程设计中，计算水库库容时，死库容是指（）。A.正常蓄水位以下的库容B.死水位以下的库容C.防洪高水位以下的库容D.设计洪水位以下的库容10.以下哪种设计方法不属于水利工程设计中的数值模拟方法？（）A.有限元法B.模型试验法C.有限差分法D.边界元法第II卷（非选择题共70分）二、填空题（共10分）答题要求：本大题共5小题，每小题2分。请将答案填在题中的横线上。1.水利工程设计的基本原则包括安全性、经济性、______和环境友好性。2.水库的特征水位包括正常蓄水位、死水位、防洪高水位、______和校核洪水位。3.水工建筑物按其作用可分为挡水建筑物、泄水建筑物、输水建筑物、______和专门建筑物等。4.在水利工程设计中，常用的流量计算方法有______、经验公式法和数值模拟法等。5.水利工程设计中的生态修复措施包括河流生态修复、______和湿地生态修复等。三、简答题（共20分）答题要求：本大题共4小题，每小题5分。简要回答问题。1.简述水利工程设计中可持续发展的内涵。2.说明确定水利枢纽布置方案时需要考虑的主要因素。3.简述水库兴利调节计算的主要内容。4.水利工程设计中，如何考虑水资源的合理配置？四、案例分析题（共20分）答题要求：阅读以下案例材料，回答问题。某地区拟修建一座中型水库，以满足当地的防洪、灌溉和供水需求。水库坝址位于一条河流的峡谷段，两岸地形陡峭。该地区年降水量较大，河流洪水期流量大，枯水期流量小。1.根据上述材料，分析该水库设计中可能面临的主要问题及应对措施。（10分）2.阐述该水库设计中如何协调防洪、灌溉和供水之间的关系。（10分）五、设计计算题（共20分）答题要求：本大题共2小题，每小题10分。根据题目要求进行设计计算。1.某灌溉渠道设计流量为5m³/s，渠道边坡系数m=1.5，糙率n=0.025，底坡i=0.001。试计算渠道的断面尺寸（底宽b和水深h），要求按水力最佳断面设计，并给出计算过程。2.一座小型水库，集水面积F=10km²，多年平均年降水量P=1000mm，蒸发量E=500mm，渗漏量q=10mm，水库水面面积A=2km²，渗漏系数k=0.01m/d。试计算该水库的年蓄水量变化（即年调节水量），并说明计算依据。答案：第I卷1.B2.C3.A4.C5.C6.A7.D8.D9.B10.B第II卷二、1.可靠性2.设计洪水位3.取水建筑物4.水力学公式法5.库区生态修复三、1.水利工程设计中的可持续发展内涵包括：在满足当代人对水利工程需求的同时，不损害后代人满足其自身需求的能力；注重水资源的合理利用和保护，实现水资源的可持续供应；减少水利工程对生态环境造成的负面影响，促进生态系统的良性循环；在工程建设和运行过程中，充分考虑社会、经济和环境等多方面的效益，实现综合效益的最大化。2.确定水利枢纽布置方案时需要考虑的主要因素有：地形地质条件，如坝址的地形、地质构造等；水文条件，包括河流的流量、水位、洪水特性等；水利枢纽的任务要求，如防洪、发电、灌溉、供水等；施工条件，如施工场地、施工难度、施工工期等；运行管理条件，如管理方便程度、维护成本等；环境影响，如对生态环境、周边居民生活等的影响。3.水库兴利调节计算的主要内容包括：根据设计要求确定水库的兴利库容；计算不同来水年份和用水部门的需水量过程；按照一定的调节规则，对水库的蓄泄过程进行模拟计算，以确定水库在各时段的水位和蓄水量变化；分析水库调节对下游河道流量过程和用水部门供水保证率的影响；评估水库兴利调节方案的合理性和效益。4.水利工程设计中考虑水资源合理配置的方法有：进行水资源现状评价，全面了解水资源的数量、质量和时空分布情况；根据经济社会发展需求预测，确定各用水部门的需水量；综合考虑水资源的可利用量，包括地表水、地下水等，合理分配不同水源；采用系统分析方法，制定水资源配置方案，优化水资源在各地区、各部门之间的分配；考虑水资源的动态变化，进行实时监测和调整，确保水资源配置方案的科学性和可行性；注重水资源与生态环境的协调，保障生态用水需求，实现水资源的可持续利用。四、1.该水库设计中可能面临的主要问题及应对措施：问题：两岸地形陡峭，施工难度大。应对措施：采用合适的施工方法，如爆破开挖等，确保大坝基础的稳定性。问题：洪水期流量大，防洪压力大。应对措施：设计合理的溢洪道和防洪库容，确保在洪水期能安全泄洪。问题：枯水期流量小，供水和灌溉保证率受影响。应对措施：通过合理的水库调度和水源调配，如与其他水源联合供水等，保障枯水期的用水需求。2.协调防洪、灌溉和供水之间关系的方法：防洪方面，通过设计合理的防洪库容和泄洪设施，确保水库在洪水期能有效拦蓄洪水，保障下游地区的防洪安全。灌溉方面，根据灌溉需求和水源情况，合理安排水库放水时间和水量，保证灌溉用水的充足供应。供水方面，结合城市和工业用水需求，制定科学的供水计划，优先保障生活和工业用水。在水库调度过程中，综合考虑防洪标准、灌溉用水时段和供水需求的优先级，实现防洪、灌溉和供水的协调统一。例如，在非洪水期，根据灌溉和供水需求合理放水；在洪水来临前，预留足够的防洪库容。同时，加强与其他水源的联合调度，提高水资源的综合利用效率。五、1.水力最佳断面公式：A=bh，湿周χ=b+2h√(1+m²)，水力半径R=A/χ，谢才公式v=C√(Ri)，曼宁公式C=(1/n)R^(1/6)。已知Q=5m³/s，m=1.5，n=0.025，i=0.001。由v=Q/A可得：5=C√(0.001R)，又C=(1/0.025)R^(1/6)，代入可得：5=(1/0.025)R^(1/6)√(0.001R)。对于水力最佳断面，R=h/2，代入上式求解可得h=2.0m，再由A=bh，Q=vA，v=C√(Ri)等关系可求得b=2.5m。2.年降水量P=1000mm=1m，蒸发量E=500mm=0.5m，渗漏量q=10mm=0.01m，水库水面面积A=2km²=2×10^6m²，渗漏系数k=0.01m/d。年降水量总量=F×P=10×10^6×1=10×10^6m³。年蒸发量总量=A×E=2×10^6×0.5=1×10^