2025年水利水电工程技术试题及答案

2025年水利水电工程技术试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.下列水利枢纽中，不属于挡水建筑物的是（）。A.混凝土重力坝B.水闸闸室C.溢流堰D.引水隧洞2.某混凝土坝设计中，坝体采用通仓浇筑，温控措施以表面保温为主，该坝最可能的类型是（）。A.碾压混凝土坝B.拱坝C.支墩坝D.重力坝3.按过闸流量大小分类，最大过闸流量为800m³/s的水闸属于（）。A.大型水闸B.中型水闸C.小型水闸D.超大型水闸4.水利水电工程围岩分类中，Ⅲ类围岩的主要特征是（）。A.稳定，长期暴露无支护不发生掉块B.基本稳定，局部可能产生掉块C.稳定性差，需及时支护D.极不稳定，开挖后可能坍塌5.下列渗流控制措施中，属于“排”的是（）。A.上游铺盖B.坝体防渗心墙C.坝基排水孔D.下游反滤层6.某水电站设计保证率为90%，对应的多年平均天然来水频率为（）。A.10%B.90%C.50%D.60%7.土坝坝体排水形式中，既能降低坝体浸润线又能防止坝坡渗透变形的是（）。A.棱体排水B.贴坡排水C.褥垫排水D.组合式排水8.施工导流标准选择时，若工程处于暴雨频发区且工期紧张，导流建筑物的洪水重现期应取（）。A.5~10年B.10~20年C.20~50年D.50~100年9.水工混凝土配合比设计中，决定混凝土强度的关键参数是（）。A.水胶比B.砂率C.单位用水量D.胶凝材料用量10.碾压混凝土坝与常态混凝土坝相比，最显著的优势是（）。A.抗渗性能更好B.施工速度更快C.温控要求更低D.抗裂性能更强二、填空题（每空1分，共20分）1.混凝土重力坝坝基处理中，帷幕灌浆的深度通常为坝前水头的______。2.水库特征水位中，当入库流量超过设计洪水位时，水库需通过______泄洪以保证大坝安全。3.土石坝渗透变形的主要形式包括管涌、流土、接触冲刷和______。4.水轮机按工作原理分为反击式和______，其中混流式水轮机属于______。5.施工总进度计划中，______是决定工程总工期的关键线路。6.水工建筑物抗震设防类别中，1级大坝的设防标准为______。7.碾压混凝土的VC值（振动压实时间）一般控制在______秒，以保证可碾性和密实度。8.闸门的主要止水材料包括橡胶止水和______，其中顶止水多采用______形式。9.水电站调压室的主要作用是______，减小水锤压力对机组的影响。10.水利工程环境影响评价需分为规划阶段、设计阶段、施工阶段和______四个阶段。三、简答题（每题8分，共40分）1.简述混凝土重力坝的工作原理及主要设计控制指标。2.土石坝坝体分区设计的基本原则有哪些？需考虑哪些工程特性？3.水闸消能防冲设计的主要措施包括哪些？请结合底流消能工说明其构造要求。4.水电站进水口的主要类型及适用条件是什么？5.施工导流中分段围堰法的适用条件及主要特点有哪些？四、计算题（每题10分，共20分）1.某混凝土重力坝坝高80m，坝底宽度60m，坝体混凝土容重24kN/m³，坝基扬压力系数取0.4（扬压力为坝底水头的40%）。计算坝底垂直正应力（上游面）。（提示：坝底垂直正应力σ=（ΣW-ΣU）/B，其中ΣW为坝体自重，ΣU为扬压力，B为坝底宽度）2.某小型水库总库容1200万m³，设计洪水过程线如下表所示。溢洪道采用开敞式，堰顶高程105.0m，堰宽15m，流量系数m=0.48。已知初始库水位103.0m，水库面积随水位变化关系为：103.0m时面积50万m²，104.0m时70万m²，105.0m时100万m²，106.0m时130万m²。采用试算法计算最大下泄流量及最高库水位。（提示：溢洪道流量公式Q=mB√(2g)H^(3/2)，g取9.8m/s²）五、案例分析题（20分）某南方地区在建混凝土拱坝，坝高120m，坝顶弧长300m，设计正常蓄水位450.0m。施工过程中，发现坝体上游面出现多条水平裂缝，裂缝深度约0.5~1.2m，宽度0.1~0.3mm，主要分布在高程400.0~430.0m区域。经检查，该区域混凝土浇筑时外界气温为35~38℃，混凝土入仓温度28℃，未采取额外冷却措施；混凝土配合比中胶凝材料用量420kg/m³，水胶比0.35；养护记录显示，混凝土终凝后仅覆盖草袋洒水，养护时间7天。问题：（1）分析该拱坝上游面裂缝产生的主要原因；（2）提出针对性的裂缝处理措施及后续施工改进建议。参考答案一、单项选择题1.D2.D3.B4.B5.C6.B7.A8.C9.A10.B二、填空题1.1/10~1/52.校核洪水位3.接触流失4.冲击式；反击式5.关键工作组成的线路6.提高1度7.5~158.金属止水；“P”型9.调节流量10.运行阶段三、简答题1.工作原理：混凝土重力坝依靠坝体自身重量产生的抗滑力维持稳定，同时利用坝体自重抵消水压力、波浪力等水平荷载，通过坝体材料的抗压强度抵抗内部应力。设计控制指标：抗滑稳定安全系数（需满足规范要求的1.05~1.30）、坝体上下游边缘正应力（上游面不出现拉应力，下游面拉应力不超过允许值）、坝基应力（不超过地基承载力）。2.分区原则：①防渗性优先，核心区（心墙/斜墙）采用透水性小的材料；②过渡性衔接，防渗体与坝壳之间设过渡层，避免渗透变形；③经济性合理，利用当地材料，降低成本；④施工可行性，分区厚度满足碾压机械作业要求。需考虑的工程特性：材料的渗透系数、抗剪强度、压缩性、级配、含泥量；坝体的应力分布、浸润线位置、抗震性能。3.主要措施：底流消能、挑流消能、面流消能、消力戽消能。底流消能工构造要求：消力池深度需满足形成淹没水跃的要求（一般为跃后水深与下游水深的差值），池长需覆盖水跃长度（通常为水跃长度的1.5倍）；海漫需具备抗冲性（采用块石、混凝土板）和透水性（设置排水孔）；防冲槽深度根据冲刷深度计算（一般为1.5倍冲刷深度）。4.主要类型及适用条件：①有压进水口：适用于隧洞或压力管道引水，要求水流平顺、水头损失小，常见形式包括竖井式（围岩稳定）、塔式（水库深度大）、岸塔式（岸边地形陡峻）；②无压进水口：适用于明渠引水，多位于河流上游，需设拦污栅、沉沙池，常见形式为开敞式（河流含沙量小）、带胸墙式（防止水位波动影响）。5.适用条件：河流流量较大但河床较宽，可分期施工；工期允许分段建设；河床覆盖层较薄，便于修建纵向围堰。主要特点：导流前期利用束窄河床泄流，后期利用已建永久建筑物（如底孔、缺口）泄流；施工干扰小，可充分利用永久工程；纵向围堰需承受较大水流冲击力，对结构强度要求高。四、计算题1.解：坝体自重ΣW=坝体体积×容重=（坝高×坝底宽度×单位长度）×容重=（80×60×1）×24=115200kN/m；扬压力ΣU=坝底水头×扬压力系数×坝底宽度×单位长度=（80×9.8×1000N/m³×0.4）×60×1=（80×9.8×0.4×60）×1000=18816000N=18816kN/m；坝底垂直正应力σ=（ΣW-ΣU）/B=（115200-18816）/60=96384/60=1606.4kPa=1.61MPa（上游面受压，结果为正）。2.解：初始库水位103.0m，水库面积A=50万m²，对应蓄水量V=50×10⁴×(103.0-基准面)（假设基准面为100.0m，则V=50×10⁴×3=150万m³）。溢洪道流量公式Q=0.48×15×√(2×9.8)×H^(3/2)=7.2×4.427×H^(3/2)=31.87H^(3/2)（H为堰上水头，H=库水位-105.0m，当库水位＜105.0m时Q=0）。假设库水位升至105.0m，H=0，Q=0；库水位106.0m时，H=1.0m，Q=31.87×1=31.87m³/s。根据水量平衡方程：(Q₁+Q₂)/2×Δt=(V₂-V₁)，结合设计洪水过程线（假设给定典型洪水过程），通过试算确定最高库水位为105.8m，对应最大下泄流量Q=31.87×(0.8)^(3/2)=31.87×0.7155≈22.8m³/s（具体数值需根据实际洪水过程修正）。五、案例分析题（1）裂缝原因分析：①温度应力：混凝土浇筑时外界气温高（35~38℃），入仓温度28℃（超过规范允许的25℃），未采取冷却措施（如预冷骨料、加冰拌和），导致混凝土内部温升过高（胶凝材料用量大，水化热集中），后期降温时表面拉应力超过抗拉强度；②收缩变形：水胶比0.35（偏低），胶凝材料用量420kg/m³（偏高），混凝土干缩率增大，养护时间仅7天（不足规范要求的14天），表面水分蒸发过快，产生干缩裂缝；③约束条件：拱坝上游面受基岩约束，混凝土早期弹性模量低，徐变小，温度应力无法有效释放，导致表面拉裂。（2）处理措施及改进建议：处理措施：①表面修补：对宽度＜0.2mm的裂缝，采用环氧砂浆涂抹封闭；②化学灌浆：对宽度≥0.2mm、深度＞0.5m的裂缝，采用环氧树脂压力灌浆，恢复整体性；③表面防护：裂缝处理后