2025年水利河道工程考试题及答案

2025年水利河道工程考试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.河道演变的根本动力是（）A.人类活动干扰B.水流与河床的相互作用C.气候周期性变化D.流域植被覆盖率变化答案：B2.某河道设计洪水频率为50年一遇，其对应的设计洪水标准为（）A.2%B.5%C.1%D.20%答案：A3.糙率n是反映河道阻力的综合系数，下列因素中对n值影响最小的是（）A.河床组成物质B.河道平面形态C.水位季节变化D.水生植物分布答案：C4.生态护岸设计中，优先选用的材料是（）A.混凝土预制块B.浆砌石C.植生型格宾石笼D.沥青混凝土答案：C5.河道裁弯取直工程的主要目的是（）A.增加河道长度B.降低水流流速C.减少河道泥沙淤积D.提高行洪能力答案：D6.动床模型试验中，保证泥沙输移相似的关键参数是（）A.水流重力相似比尺B.泥沙沉降速度相似比尺C.河床糙率相似比尺D.水面比降相似比尺答案：B7.堤防工程中，背水侧压渗平台的主要作用是（）A.提高堤防抗滑稳定性B.减少堤身渗透水量C.防止堤脚冲刷D.降低背水侧浸润线答案：D8.河道生态流量计算时，Tennant法中“极好”生态保护目标对应的流量为多年平均流量的（）A.10%B.30%C.50%D.70%答案：C9.下列不属于河道整治工程主要类型的是（）A.丁坝B.顺坝C.跌水D.潜坝答案：C10.水库下游河道冲刷的主要原因是（）A.下泄水流含沙量降低B.下游河床物质变粗C.河道比降减小D.支流汇入增加流量答案：A二、填空题（每空1分，共20分）1.河道水文计算中，设计洪水的三要素是洪峰流量、洪水总量和（洪水过程线）。2.堤防工程的安全超高由风浪爬高、（安全加高等）和水位壅高组成。3.河道演变的基本形式包括纵向变形和（横向变形）。4.生态河道设计应遵循“（自然恢复为主）、人工修复为辅”的原则。5.动床模型试验需满足水流运动相似、（泥沙运动相似）和河床变形相似。6.河道清淤工程中，淤泥处置的环保要求主要包括（重金属污染控制）和有机质降解控制。7.堤防渗透变形的主要形式有管涌、（流土）、接触冲刷和接触流土。8.河道防洪标准的确定需综合考虑保护对象的重要性、（洪灾损失程度）和国家经济能力。9.丁坝按对水流的影响可分为长丁坝、短丁坝和（透水丁坝）。10.河道生态修复中，“近自然”设计的核心是恢复（河道天然水文节律）和生物栖息地。11.设计年径流计算中，常用的参证变量选择方法是（同步观测资料分析）和成因分析法。12.河道护岸工程中，混凝土框格梁内填充（种植土）可实现工程防护与生态功能的结合。13.水库下游河道冲刷过程可分为（沿程冲刷）和溯源冲刷两个阶段。14.河道水面线计算的基本方程是（圣维南方程组）中的能量方程。15.生态流量计算的水文指标法包括Tennant法、（7Q10法）和最小月平均流量法。16.堤防工程的沉降观测应贯穿（施工期）和运行初期，直至沉降稳定。17.河道采砂规划的核心内容是划定（可采区）、禁采区和保留区。18.河道裁弯工程实施后，需重点监测（新河发展）和老河淤积情况。19.动床模型中，泥沙起动相似需满足（水流切应力）与泥沙起动切应力的比尺关系。20.河道整治工程效果后评价的主要指标包括行洪能力、（河势稳定度）和生态改善度。三、简答题（每题8分，共40分）1.简述河道整治的基本原则。答：河道整治需遵循以下原则：①因势利导，根据河道自然演变规律确定整治方向；②综合治理，统筹防洪、航运、生态、供水等多目标；③因地制宜，结合河道特性（如平原河道、山区河道）选择工程措施；④生态优先，采用低影响开发技术，保护生物栖息地；⑤远近结合，兼顾当前需求与长期河势稳定；⑥经济合理，优化工程投资与效益比。2.动床模型试验需满足哪些相似条件？答：动床模型需满足三类相似条件：①水流运动相似：包括重力相似（弗劳德数相等）、阻力相似（糙率比尺符合）、水流连续相似（流量比尺等于断面平均流速比尺与过水断面面积比尺的乘积）；②泥沙运动相似：包括泥沙沉降速度相似（沉速比尺等于水流垂向脉动流速比尺）、泥沙起动相似（水流切应力比尺等于泥沙起动切应力比尺）、泥沙输移相似（输沙率比尺等于水流挟沙力比尺）；③河床变形相似：冲淤时间比尺需同时满足水流运动时间比尺和泥沙冲淤时间比尺的协调。3.堤防渗透变形的防治措施有哪些？答：防治措施包括：①上游截渗：采用水平铺盖（如黏土铺盖）、垂直防渗墙（如混凝土墙、塑性混凝土墙）减少渗透水量；②下游导渗：设置反滤层（如砂、石分层铺设）、减压井（降低浸润线）、压渗平台（增加下游覆盖层厚度）；③堤身加固：对透水性强的堤身材料（如砂性土）进行换填或劈裂灌浆；④结构优化：控制堤身坡度，避免过陡导致渗透比降过大；⑤监测预警：设置渗压计、水位观测井，实时监控渗透状态。4.河道生态流量的计算方法有哪些？各适用于什么场景？答：主要方法及适用场景：①水文指标法（如Tennant法、7Q10法）：适用于资料匮乏、生态保护目标较宏观的河流，需多年平均流量或最小月流量数据；②水力学法（如湿周法、R2Cross法）：适用于关注特定水生生物栖息地（如鱼类产卵场）的局部河段，需详细河道断面及流速资料；③栖息地模拟法（如PHABSIM模型）：适用于生态保护要求高的河流，需生物习性（如鱼类对水深、流速的偏好）与河道地形数据；④综合法：结合水文、水力学和生态模型，适用于复杂河网或多目标管理的河流。5.简述河道清淤工程的环境影响及应对措施。答：环境影响：①施工期扰动底泥，释放污染物（如重金属、氮磷）导致水质恶化；②淤泥运输可能造成沿途洒漏污染；③清淤后河床下切可能影响岸坡稳定；④破坏底栖生物栖息地。应对措施：①采用环保清淤技术（如绞吸式挖泥船+封闭管道输送）减少扰动；②清淤前开展底泥污染检测，制定分类处置方案（污染淤泥需固化/稳定化处理）；③清淤后实施生态修复（如投放土著微生物、种植水生植物）；④分段、分期施工，保留生物避难区；⑤加强施工期水质监测，设置临时拦污栅拦截悬浮物。四、计算题（每题10分，共30分）1.某山区小流域面积F=50km²，主河道长度L=12km，比降J=0.025。设计暴雨参数：24小时设计暴雨量H24=150mm，暴雨递减指数n=0.7，损失参数μ=3mm/h。采用推理公式法计算设计洪峰流量Qm（公式：Qm=0.278×(H24-μt)×F/t，其中t=0.278L/(mJ¹/³Qm¹/⁴)，m=0.2）。解：（1）假设t=3h，计算Qm=0.278×(150-3×3)×50/3=0.278×141×50/3≈652.1m³/s（2）计算t=0.278×12/(0.2×0.025¹/³×652.1¹/⁴)0.025¹/³≈0.292，652.1¹/⁴≈5.05t=0.278×12/(0.2×0.292×5.05)=3.336/(0.295)≈11.3h（与假设t=3h不符）（3）重新假设t=10h，Qm=0.278×(150-3×10)×50/10=0.278×120×5=166.8m³/s（4）计算t=0.278×12/(0.2×0.292×166.8¹/⁴)166.8¹/⁴≈3.6t=3.336/(0.2×0.292×3.6)=3.336/(0.210)≈15.9h（仍不符）（5）假设t=15h，Qm=0.278×(150-3×15)×50/15=0.278×105×50/15≈97.3m³/s（6）计算t=0.278×12/(0.2×0.292×97.3¹/⁴)97.3¹/⁴≈3.14t=3.336/(0.2×0.292×3.14)=3.336/(0.183)≈18.2h（接近）（7）迭代至t≈18h，Qm=0.278×(150-3×18)×50/18=0.278×96×50/18≈74.1m³/st=0.278×12/(0.2×0.292×74.1¹/⁴)=3.336/(0.2×0.292×2.91)=3.336/(0.169)≈19.7h（收敛）最终设计洪峰流量Qm≈75m³/s（取整）2.某均质土堤，堤高6m，堤顶宽5m，迎水坡1:3，背水坡1:2.5，堤身土的重度γ=18kN/m³，内摩擦角φ=20°，黏聚力c=10kPa。采用瑞典圆弧法计算堤坡稳定安全系数（假设滑动圆弧半径R=20m，滑动弧长L=25m，滑动力矩M滑=γ×V×d，其中V为滑体体积，d为滑体重心至圆心水平距离；抗滑力矩M抗=c×L×R+γ×V×cosθ×R×tanφ，安全系数K=M抗/M滑）。解：（1）滑体体积V≈(堤高×平均宽度)×单位长度=6×[(5+6×3)+(5+6×2.5)]/2×1=6×(23+20)/2=6×21.5=129m³/m（2）滑体重心至圆心水平距离d≈R×sin(θ/2)（假设θ为圆弧中心角，θ=L/R=25/20=1.25rad≈71.6°，sin(35.8°)≈0.585），d=20×0.585≈11.7m（3）滑动力矩M滑=18×129×11.7≈18×1509.3≈27167kN·m/m（4）抗滑力矩M抗=10×25×20+18×129×cos(35.8°)×20×tan20°cos(35.8°)≈0.81，tan20°≈0.364M抗=5000+18×129×0.81×20×0.364≈5000+18×129×5.9≈5000+18×761.1≈5000+13699.8≈18699.8kN·m/m（5）安全系数K=18699.8/27167≈0.69（注：实际工程中需满足K≥1.25，此堤坡不稳定）3.某河流多年平均流量Q=80m³/s，采用Tennant法计算以下生态保护目标的生态流量：①一般鱼类生存；②水生生物良好生存；③景观与娱乐需求。解：Tennant法流量百分比对应关系：一般鱼类生存：10%~30%（取中间值20%）水生生物良好生存：30%~60%（取中间值40%）景观与娱乐需求：10%~30%（通常取20%或根据实际景观需求调整）计算结果：①一般鱼类生存：80×20%=16m³/s②水生生物良好生存：80×40%=32m³/s③景观与娱乐需求：80×20%=16m³/s（或根据具体要求调整为24m³/s）五、案例分析题（每题15分，共30分）案例1：某平原河道因长期淤积，现状河底高程较设计断面抬高1.5m，行洪能力下降30%，且部分河段岸坡坍塌严重。当地计划开展河道清淤及护岸工程，需解决以下问题：（1）清淤范围与深度如何确定？需考虑哪些因素？（2）提出3种生态护岸方案，并说明各自适用条件。答：（1）清淤范围应根据河道淤积分布（通过水下地形测量确定）、设计防洪断面（需恢复至原设计河底高程或根据最新防洪标准调整）及生态敏感区（如鱼类产卵场需避开）确定。清淤深度需满足：①行洪要求：恢复设计过水断面，确保设计流量下水位不超警戒；②河势稳定：避免过度下切导致岸坡失稳；③生态保护：保留一定厚度的天然底泥（≥0.3m）维持底栖生物生存；④泥沙平衡：结合上游来沙量，避免清淤后短时间内再次淤积。（2）生态护岸方案：①植草缓坡护岸：适用于水流流速≤0.5m/s的缓流河段，岸坡坡度≤1:3，采用草皮+三维植被网固土，兼具护岸与景观功能；②石笼-植物复合护岸：适用于流速0.5~1.5m/s的河段，采用格宾石笼（孔隙率25%~30%）护脚，上部种植耐淹灌木（如杞柳），石笼孔隙为水生生物提供栖息地；③生态混凝土护岸：适用于流速>1.5m/s的冲刷段，采用透水性生态混凝土（孔隙率≥20%）预制块，块体间种植水生植物（如菖蒲），兼顾抗冲性与生态渗透功能。案例2：某城市河道因硬质化改造导致生态退化，表现为：①河道断面规则化，深槽-浅滩消失；②岸坡垂直化，两栖动物无法栖息；③水体自净能力下降，夏季常发生藻类水华。需制定生态修复方案。（1）分析生态退化的主要原因。（2）提出5项具体修复措施。答：（1）主要原因：①工程设计以防洪为主，忽视河道自然形态，破坏了栖息地异质性；②硬质护岸（如混凝土、浆砌石）阻断了水陆物质交换，导致两栖动物丧失产卵、栖息场所；③河道渠化后水流流速均一化，削弱了自然复氧能力，加之城市面源污染输入，氮磷浓度升高，引发藻类过度繁殖。（2）修