2025年水利水电工程水电站建设考前题试题及答案

2025年水利水电工程水电站建设考前题试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.某水电站位于河流中游，坝高120m，水库正常蓄水位以下库容为8.5亿m³，死水位以下库容为2.1亿m³，其调节性能属于（）。A.日调节B.周调节C.年调节D.多年调节答案：C解析：年调节水库的调节库容（正常蓄水位与死水位之间的库容）一般为河流多年平均年径流量的30%~50%，本题中调节库容为6.4亿m³，若假设多年平均年径流量约为15~20亿m³，则符合年调节特征。2.水轮机选型时，若水电站水头变幅较大（最大水头Hmax=180m，最小水头Hmin=80m），优先考虑的水轮机类型是（）。A.混流式B.轴流式C.冲击式D.斜流式答案：D解析：斜流式水轮机适用于水头变幅大（50~300m）、出力变化范围广的场景，其叶片和导叶可双重调节，效率曲线平坦，能适应较大水头波动。3.混凝土重力坝施工中，为防止坝体产生贯穿性裂缝，关键温控措施是（）。A.降低混凝土入仓温度至15℃以下B.采用低热水泥并减少水泥用量C.分层分块浇筑并控制层间间歇期D.坝体内部布置冷却水管通低温水答案：D解析：贯穿性裂缝多由内部温升过高引起，布置冷却水管通低温水（如制冷水或河水）可直接降低混凝土内部最高温度，是控制深层及贯穿裂缝的核心措施。4.某水电站施工导流采用分期围堰法，一期围左岸河床，二期围右岸河床，其适用条件是（）。A.河床较窄，流量较小B.河床宽，流量大，允许部分泄水建筑物提前投入使用C.河谷狭窄，两岸地形陡峭D.河流有通航或过木要求答案：B解析：分期导流适用于河床较宽、流量大的河流，需通过分期施工使部分泄水建筑物（如永久泄洪闸、底孔）提前投入使用，分担导流流量。5.水电站进水口设计中，拦污栅的过栅流速一般控制在（）。A.0.3~0.5m/sB.0.6~1.0m/sC.1.2~1.5m/sD.1.8~2.0m/s答案：B解析：过栅流速过高会增大水头损失并加剧栅条振动，过低则增加拦污栅面积。规范要求一般控制在0.6~1.0m/s，含漂木的河流可取0.8~1.0m/s。6.碾压混凝土坝（RCC）施工中，层间结合质量的关键控制指标是（）。A.层间间隔时间B.碾压遍数C.混凝土坍落度D.骨料级配答案：A解析：碾压混凝土层间结合主要受层间间隔时间（初凝前覆盖为“热缝”，初凝后为“冷缝”）影响，规范要求层间间隔时间不超过混凝土初凝时间（通常3~6小时），以保证层面抗剪强度。7.水电站机组甩负荷试验中，若转速上升率超过50%，可能的原因是（）。A.导叶关闭时间过短B.蜗壳压力上升过高C.水轮机效率过低D.机组转动惯量过大答案：A解析：转速上升率与导叶关闭时间成反比，关闭时间过短会导致水流能量迅速转化为机组动能，引起转速飞升；转动惯量大反而会抑制转速上升。8.水库调度中，为满足下游生态流量要求，需在调度图中设置（）。A.限制出力线B.防破坏线C.生态基流约束线D.防洪调度线答案：C解析：生态基流约束线是近年来水库优化调度的核心内容，需保证下游河道最小生态流量（一般为多年平均流量的10%~20%），避免河道断流。9.高拱坝坝肩稳定分析中，最关键的地质因素是（）。A.岩石单轴抗压强度B.结构面的产状、组合及抗剪强度C.地下水位分布D.地震加速度答案：B解析：拱坝推力通过坝肩传递至两岸山体，坝肩稳定主要取决于结构面（如断层、节理）的组合形态（是否形成潜在滑动体）及结构面抗剪强度（f、c值）。10.水电站电气主接线中，当装机容量为4台×250MW（总容量1000MW），接入500kV系统时，优先采用的接线方式是（）。A.单母线分段B.双母线接线C.3/2断路器接线D.单元接线答案：C解析：3/2断路器接线（一个半断路器接线）可靠性高，适用于大容量（≥750MW）、高电压（≥500kV）的水电站，避免母线故障导致全站停电。二、多项选择题（每题3分，共15分，少选得1分，错选不得分）1.水电站水库特征水位包括（）。A.正常蓄水位B.防洪高水位C.死水位D.设计洪水位E.校核洪水位答案：ABCDE解析：水库特征水位包括正常蓄水位、死水位、防洪限制水位、防洪高水位、设计洪水位、校核洪水位、总库容对应的水位等。2.混凝土坝温控防裂的综合措施包括（）。A.采用低热或中热水泥B.掺加粉煤灰或硅粉减少水泥用量C.高温季节预冷骨料D.低温季节覆盖保温被E.坝体表面设置止水铜片答案：ABCD解析：止水铜片用于防渗，与温控防裂无直接关联；其余选项均通过降低水化热、控制内外温差来防止裂缝。3.水电站施工总进度控制的关键节点包括（）。A.截流时间B.第一台机组发电时间C.大坝封拱时间（拱坝）D.水库下闸蓄水时间E.施工导流建筑物拆除时间答案：ABCD解析：施工总进度以实现工程目标（如首台机组发电）为核心，关键节点包括截流、蓄水、封拱（拱坝）、首台发电等；导流建筑物拆除通常在永久泄水设施投入后进行，非最关键节点。4.水电站机电设备安装质量控制要点包括（）。A.水轮机转轮静平衡试验B.发电机定子铁芯磁化试验C.主变绕组变形测试D.调速器甩负荷响应时间E.电缆绝缘电阻测试答案：ABCDE解析：机电安装涉及设备性能测试（如转轮静平衡、定子磁化）、电气试验（主变绕组变形、电缆绝缘）及系统调试（调速器响应），均为质量控制重点。5.水库移民安置规划需遵循的原则有（）。A.前期补偿、补助与后期扶持相结合B.因地制宜，多种安置方式（农业、非农业）C.确保移民生活水平不低于原有水平D.优先采用远迁安置减少库区压力E.移民安置与区域经济发展相协调答案：ABCE解析：移民安置应遵循“近迁为主、远迁为辅”原则，减少移民社会适应难度；其余选项均符合《大中型水利水电工程建设征地补偿和移民安置条例》要求。三、简答题（每题8分，共40分）1.简述水电站水库调洪计算的目的及主要方法。答案：目的：确定水库在设计洪水、校核洪水等不同标准下的最高洪水位、最大下泄流量及水库蓄洪量，为大坝高程、溢洪道尺寸、泄洪设施规模设计提供依据。主要方法：（1）列表试算法：通过逐时段水量平衡方程（ΔV=（Q入+Q入’-Q出-Q出’）×Δt/2）和泄流方程（Q出=MBH^(3/2)，M为流量系数，B为溢洪道宽度，H为水头）联立求解，适用于手工计算或简单程序计算。（2）半图解法：预先绘制蓄泄关系曲线（V~Q出）和洪水过程线，通过图解迭代确定各时段水位及下泄流量，效率高于列表法。（3）数值解法：利用计算机程序（如HEC-RAS、MIKE11）进行动态模拟，可处理复杂边界条件（如多个泄水建筑物、动库容影响），精度更高。2.说明水轮机选型的主要步骤及需考虑的关键参数。答案：主要步骤：（1）确定水电站基本参数：最大水头Hmax、最小水头Hmin、加权平均水头Hr、设计流量Qd、装机容量N。（2）选择水轮机类型：根据水头范围（如H=30~700m选混流式，H=3~80m选轴流式，H>300m选冲击式）和出力变化要求（需双重调节选斜流式）。（3）确定比转速ns：根据Hr和N计算ns=3.13N^(1/2)Hr^(-5/4)，选择与水轮机模型综合特性曲线匹配的ns值。（4）计算转轮直径D1：由模型试验参数（单位流量Q11、单位转速n11）推导D1=√(Qd/(Q11√Hr))，并校核空化系数σ是否满足允许值。（5）验证运行范围：确保水轮机在Hmin~Hmax、Qmin~Qmax范围内效率不低于设计效率的90%，避免发生空蚀振动。关键参数：水头变幅、设计流量、比转速、转轮直径、空化系数、效率特性曲线。3.分析混凝土面板堆石坝（CFRD）面板裂缝的主要成因及防治措施。答案：主要成因：（1）温度应力：面板混凝土浇筑后，水化热导致内部温升，后期降温时表面受拉，若抗拉强度不足则产生表面裂缝。（2）干缩变形：混凝土养护不足时，表面水分蒸发过快，产生干缩应力，引发浅层裂缝。（3）基础变形：堆石体沉降不均匀（尤其在坝顶、岸坡结合部），导致面板受拉产生贯穿性裂缝。（4）混凝土质量：水泥用量过大、水灰比过高、骨料含泥量超标，降低混凝土抗裂性能。防治措施：（1）优化混凝土配合比：采用低热水泥，掺加粉煤灰（掺量30%~50%），降低水化热；控制水灰比≤0.45，提高抗裂性。（2）分层分块浇筑：面板按垂直缝分块（块宽12~16m），跳仓浇筑，减少单次浇筑面积；夏季高温时段避开正午施工，入仓温度≤25℃。（3）加强养护：浇筑后6~12小时覆盖土工布，洒水养护≥28天，保持表面湿润；寒冷地区采用保温被覆盖，减小内外温差。（4）控制堆石体沉降：主堆石区采用坚硬、级配良好的石料（最大粒径≤800mm），分层碾压（层厚0.8~1.0m，碾压8~10遍），确保沉降率≤0.3%~0.5%。4.简述水电站施工导流方案选择的主要影响因素。答案：（1）水文条件：河流流量大小及变幅（如流量>5000m³/s宜用分期导流）、洪水季节分布（如暴雨集中在夏季需避开汛期施工）、枯水期流量（决定围堰挡水标准）。（2）地形地质：河床宽度（宽河床宜分期，窄河床宜一次拦断）、两岸坡度（陡岸不利于围堰布置）、覆盖层厚度（厚覆盖层增加围堰基础处理难度）。（3）枢纽布置：永久泄水建筑物（如溢洪道、底孔）的位置及能否提前投入使用（可利用永久建筑物导流）、坝型（混凝土坝可预留底孔，土石坝需另设导流洞）。（4）施工条件：导流建筑物（导流洞、围堰）的施工工期（如导流洞开挖需12~18个月，需与总进度协调）、建筑材料（当地是否有足够的块石、混凝土骨料）。（5）环境要求：是否需维持下游生态流量（需设置生态放流管）、是否有通航要求（分期导流需保留航槽）。5.说明水电站运行管理中“两票三制”的具体内容及意义。答案：“两票”：工作票、操作票。-工作票：用于规范设备检修、维护等工作的许可、监护和验收流程，明确工作负责人、监护人、许可人职责，防止误触带电设备或误操作。-操作票：用于记录倒闸操作（如断路器分合、隔离开关切换）的步骤，通过“唱票-复诵-操作”流程，避免漏项、跳项，确保操作准确性。“三制”：巡回检查制、设备定期试验轮换制、交接班制。-巡回检查制：按规定路线和频次（一般每2小时一次）检查设备运行状态（温度、振动、油位、压力），及时发现异常（如轴承过热、漏油）。-设备定期试验轮换制：对备用设备（如备用泵、备用变压器）定期启动试验（每月1次），对保护装置（如差动保护、过流保护）定期校验（每年1次），确保备用设备可靠、保护装置动作准确。-交接班制：明确交接班时间（如8:00、16:00、24:00）、内容（运行方式、设备缺陷、调度指令），通过“五交清”（交运行方式、交设备状态、交操作记录、交安全措施、交注意事项）确保信息传递完整。意义：“两票三制”是水电站安全运行的核心制度，通过标准化流程减少人为失误，保障设备稳定运行和人员安全，是电力行业数十年经验总结的安全管理基石。四、案例分析题（共25分）背景资料：某山区河流拟建一座混合式水电站，坝址控制流域面积1200km²，多年平均流量45m³/s，设计洪水流量（P=0.1%）2800m³/s，校核洪水流量（P=0.01%）3500m³/s。坝址处河床宽60m，两岸为花岗岩，坡度45°~60°，覆盖层厚2~3m。枢纽布置包括：混凝土重力坝（坝高85m，坝顶长150m）、右岸引水系统（隧洞长3.2km，直径6m）、地面厂房（装机2×100MW）。问题：1.确定施工导流方式及导流标准，说明理由。（8分）2.分析坝基处理的主要内容及花岗岩地基的常见处理措施。（7分）3.若引水隧洞施工中出现围岩塌方（围岩类别Ⅳ类），提出应急处理方案及预防措施。（10分）答案：1.施工导流方式及标准：（1）导流方式：采用一次拦断河床围堰法（全段围堰），隧洞导流。理由：坝址河床宽度仅60m，两岸坡度陡（45°~60°），分期导流需在两岸布置围堰，地形条件不利；且河流为山区性河流，洪水峰高量大（校核流量3500m³/s），分期导流的一期围堰难以挡大流量。因此选择全段围堰，利用右岸引水隧洞（直径6m，可改造为导流洞）导流，施工完成后作为永久引水系统，经济性高。（2）导流标准：施工期洪水标准取枯水期5年一遇（P=20%），对应流量约800m³/s（根据该河流洪水特性，枯水期流量占全年15%~20%，45m³/s的20%频率流量约800m³/s）。理由：重力坝施工需在一个枯水期内完成基础混凝土浇筑，围堰挡水标准按枯水期5年一遇设计，既保证施工安全，又避免过高标准增加造价。2.坝基处理主要内容及花岗岩地基处理措施：（1）主要内容：清除河床覆盖层（2~3m）至新鲜基岩；处理基岩中的断层、裂隙、软弱夹层；进行固结灌浆和帷幕灌浆，提高地基承载力和抗渗性。（2）花岗岩地基常见处理措施：-断层处理：挖除断层破碎带（宽度≤2m时全部挖除，宽度>2m时挖除至弱风化层），回填C25混凝土（与坝体同强度），形成混凝土塞。-裂隙处理：对张开度>0.5mm的裂隙，采用水泥灌浆（水灰比0.5:1~1:1），灌浆压力0.3~0.5MPa；闭合裂隙可不处理。-固结灌浆：在坝基范围内（上下游各延伸5m）布置灌浆孔（孔距3m×3m，孔深5~8m），提高基岩弹性模量（目标≥30GPa）。-帷幕灌浆：在坝踵部位布置2排灌浆孔（主排孔距2m，副排孔距3m），孔深为坝高的0.3~0.5倍（25~40m），灌浆压力0.5~1.0MPa，控制透水率≤3Lu（坝基）