水利水电专业知识题库与答案

水利水电专业知识题库与答案一、单项选择题（每题1分，共20分。每题只有一个正确答案，将正确选项字母填入括号内）1.重力坝基本剖面设计时，上游坝面铅直、下游坝面坡率m=0.75，则抗滑稳定安全系数Ks的计算式为（）。A.f(∑W/∑P)  B.∑W/∑P  C.f∑W/∑P  D.(∑W–U)/∑P答案：C2.对于土石坝，当库水位骤降时，对上游坝坡稳定最不利的情况是（）。A.坝体渗透系数大、水位降落慢  B.坝体渗透系数小、水位降落快C.坝体渗透系数大、水位降落快  D.坝体渗透系数小、水位降落慢答案：B3.水轮机模型试验中，比转速ns=300m·kW，其对应的原型水轮机最可能属于（）。A.高水头冲击式  B.中水头混流式  C.低水头轴流式  D.超低水头贯流式答案：C4.在调洪演算中，当入库洪水过程线为三角形、出库为单一线性水库时，最大下泄流量出现时刻一定（）。A.早于入库洪峰时刻  B.等于入库洪峰时刻  C.晚于入库洪峰时刻  D.无法判断答案：C5.混凝土面板堆石坝的周边缝应设置止水，其第一道止水材料通常采用（）。A.铜片  B.橡胶  C.PVC片  D.土工膜答案：A6.灌溉设计保证率P=75%，其含义是（）。A.灌溉工程在100年内有75年不破坏  B.在任意连续100年中有75年满足灌溉用水C.在多年期间有75%的年份能满足灌溉用水  D.灌溉用水量有75%的时段得到保证答案：C7.水闸闸室抗浮稳定验算时，浮托力计算水位应取（）。A.上游最高水位  B.下游最高水位  C.上游最低水位  D.下游最低水位答案：B8.根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2017），库容1.2亿m³、装机容量250MW的水电枢纽工程等别为（）。A.Ⅰ  B.Ⅱ  C.Ⅲ  D.Ⅳ答案：B9.在土坝渗流有限元计算中，采用变饱和模型时，坝体非饱和区渗透系数k与基质吸力ψ的关系通常表示为（）。A.k=kseαψ  B.k=ks/(1+αψ)  C.k=ks(e–αψ)  D.k=ks(ψ/ψ0)–n答案：C10.对于抽水蓄能电站，上库正常蓄水位500m，下库死水位200m，则电站最大毛水头为（）。A.500m  B.300m  C.200m  D.700m答案：B11.水工混凝土中掺入粉煤灰的主要技术目的不包括（）。A.降低水化热  B.提高抗冲磨强度  C.改善和易性  D.抑制碱骨料反应答案：B12.溢流坝面曲线采用WES实用堰，其定型设计水头Hd=6m，则堰顶下游曲线方程y=0.5x1.85中的系数0.5单位为（）。A.m–0.85  B.m0.15  C.无量纲  D.m答案：A13.根据Darcy定律，当土样长度L=20cm，水头差Δh=80cm，渗透系数k=2×10–2cm/s，则渗透流速v为（）。A.8×10–2cm/s  B.4×10–2cm/s  C.1.6×10–1cm/s  D.1×10–1cm/s答案：A14.水电站压力钢管经济直径经验公式D=，式中Q为（）。A.最大引用流量  B.加权平均流量  C.最小流量  D.汛期流量答案：A15.在堤防工程中，防洪标准为50年一遇，则其设计高潮位重现期宜采用（）。A.10年  B.20年  C.50年  D.100年答案：C16.混凝土坝温度裂缝产生的主要原因是（）。A.干缩  B.自生体积变形  C.内外温差  D.碱骨料反应答案：C17.水轮机吸出高度Hs=–3m，表示转轮中心线位于下游水位（）。A.以上3m  B.以下3m  C.平齐  D.无法判断答案：B18.对于大型泵站，进水池临界淹没深度σ=1.2m，其目的是防止（）。A.气蚀  B.涡带吸入  C.水锤  D.喘振答案：B19.碾压混凝土坝采用RCD工法，层间间隔时间一般要求不超过（）。A.2h  B.4h  C.6h  D.8h答案：C20.水库泥沙淤积“三角洲”形态形成的基本条件是（）。A.来沙细、库水位变幅大  B.来沙粗、库水位变幅小C.来沙细、库水位变幅小  D.来沙粗、库水位变幅大答案：B二、多项选择题（每题2分，共20分。每题有两个或两个以上正确答案，选择全部正确得分，漏选、错选均不得分）21.下列因素中，对土坝裂缝开展有直接影响的有（）。A.坝体黏粒含量  B.坝基不均匀沉降  C.上游护坡厚度  D.坝体含水量变化  E.坝高答案：ABDE22.水工隧洞衬砌的作用包括（）。A.承担山岩压力  B.防止内水外渗  C.降低糙率  D.防止气蚀  E.限制围岩变形答案：ABCE23.关于水电站调压室的基本功能，下列说法正确的有（）。A.反射水锤波  B.缩短压力管道长度  C.提供负荷变化所需水量  D.降低机组转速变化率  E.增加电能质量答案：ACD24.混凝土坝纵缝灌浆应具备的条件包括（）。A.坝体温度达到稳定温度  B.接缝张开度≥0.5mm  C.灌浆区上部混凝土龄期≥28d  D.坝体达到设计高程  E.接缝两侧混凝土龄期差≤30d答案：ABCE25.水库诱发地震的主要影响因素有（）。A.库水深  B.断层活动性  C.岩性  D.库容大小  E.蓄水速率答案：ABCE26.下列关于水电站日调节计算的说法，正确的有（）。A.需考虑上游水位变化  B.需考虑下游水位变化  C.需考虑机组效率曲线  D.需考虑输电线路损失  E.需考虑生态流量约束答案：ABCE27.碾压式土石坝施工期孔隙水压力监测的目的包括（）。A.判断坝体稳定性  B.控制填筑速率  C.评价压实质量  D.预测工后沉降  E.优化防渗体厚度答案：ABD28.水闸消能工设计时，需要提供的计算参数包括（）。A.闸下收缩断面流速  B.下游水深  C.跃后水深  D.消力池长度  E.闸室重量答案：ABCD29.关于水轮机气蚀系数σ的说法，正确的有（）。A.σ越大越不易气蚀  B.σ与转轮几何形状有关  C.σ与运行工况有关  D.σ与下游水位有关  E.σ与水温无关答案：ABCD30.水库运行调度图包含的线有（）。A.防洪限制水位线  B.死水位线  C.正常蓄水位线  D.防破坏线  E.预警水位线答案：ABCD三、填空题（每空1分，共20分）31.重力坝抗滑稳定计算公式Ks=f(∑W–U)/∑P中，U表示________。答案：坝基扬压力总和32.土坝渗流自由面与坝坡交线称为________。答案：逸出点线（或出逸点轨迹）33.水轮机比转速ns=________（写出量纲式）。答案：n√P/H^(5/4)（r·min–1·kW^(1/2)·m^(–5/4)）34.混凝土坝温度控制的基本方法包括________、________和________。答案：降低入仓温度、埋设冷却水管、表面保温35.水库总库容=________+________+________。答案：死库容、兴利库容、调洪库容36.水锤波速a=________（写出公式，用K、ρ、E、D、δ表示）。答案：√[(K/ρ)/(1+(K/E)(D/δ))]37.灌溉渠道纵断面设计时，最小水深应满足________要求。答案：不冲不淤及输沙38.碾压混凝土坝采用“金包银”型式，所谓“金”指________混凝土，“银”指________混凝土。答案：常态、碾压39.水闸闸室底板厚度估算经验公式t=________（用ΔH表示水头差，单位m）。答案：(0.1~0.15)ΔH40.水电站压力钢管壁厚计算时，考虑膜应力+弯曲应力+残余应力，需满足σeq≤________σs（σs为钢材屈服强度）。答案：0.9四、判断改错题（每题2分，共10分。先判断对错，若错则划出错误部分并改正）41.土坝渗流计算中，等势线越密的地方渗透坡降越小。答案：错，“越小”改为“越大”。42.水轮机安装高程越高，越容易发生气蚀。答案：错，“越高”改为“越低”。43.重力坝基本剖面满足强度条件时，一定满足抗滑稳定条件。答案：错，不一定满足，需单独验算抗滑稳定。44.水库防洪限制水位可以高于正常蓄水位。答案：错，“高于”改为“不得高于”。45.对于同一洪水过程，调洪库容越大，则最大下泄流量越大。答案：错，“越大”改为“越小”。五、简答题（每题6分，共30分）46.简述重力坝坝基扬压力的分布特点及工程处理措施。答案：扬压力呈折线分布，上游端为全水头，下游端为尾水头，中间呈线性变化；在坝踵处最大，坝趾处最小。工程措施：设防渗帷幕、排水孔、齿墙、基础灌浆，并在坝体内部设排水廊道系统，降低扬压力U，提高抗滑稳定安全系数。47.土石坝施工期为何需要控制填筑速率？控制标准如何确定？答案：高塑性黏土芯墙或厚心墙在碾压后产生超静孔压，若填筑过快，孔压来不及消散，有效应力降低，可能引发滑坡。控制标准：通过现场孔隙水压力监测，要求孔压系数ru=Δu/γh≤0.3~0.4，或根据三轴不排水强度与现场加载速率耦合计算确定最大允许日上升高度0.3~0.5m/d。48.写出水锤连锁方程，并说明其物理意义。答案：ξi+1=ξi–2ρ(ηi+1–ηi)ηi+1=ηi–(ξi+1–ξi)/2ρ其中ξ=ΔH/H0为相对水头变化，η=Δv/v0为相对流速变化，ρ=av0/(2gH0)为管道特性系数。方程表明水锤波在时间和空间上呈线性耦合传播，可递推计算任意断面、任意时刻的水锤压力。49.简述混凝土面板堆石坝周边缝止水结构的三道防线及材料。答案：第一道：底部铜片止水，厚1.2mm，埋入混凝土与沥青砂浆垫层；第二道：中部橡胶或PVC棒，直径30~40mm，起适应变形作用；第三道：顶部填缝材料，采用聚氨酯或聚硫密封胶，表面设不锈钢盖板保护，形成柔性可动止水系统。50.说明水库泥沙淤积“三角洲”预测的平衡比降法基本假定及计算步骤。答案：假定：淤积呈三角洲形态，顶坡比降J等于来沙平衡比降Je，前坡与顶坡夹角固定，泥沙粒径沿程不变。步骤：1.计算入库泥沙多年平均含沙量S0；2.由Je=(S0/ωk)^(1/3)求平衡比降；3.根据库水位变化确定三角洲顶点高程；4.按顶坡比降Je向前推算淤积体积；5.用锥体体积公式求淤积年限。六、计算题（共30分）51.（本题10分）某重力坝单宽剖面如图，坝高H=60m，上游坡率n=0，下游坡率m=0.75，坝顶宽8m，混凝土容重γc=24kN/m³，水容重γw=10kN/m³，坝基摩擦系数f=0.7，扬压力折减系数α=0.3。不考虑地震，要求抗滑稳定安全系数Ks≥1.05。试计算并判断该剖面是否满足抗滑稳定（单宽条分，取1m）。解：1.坝底宽B=8+0.75×60=53m。2.坝体自重W=24×(8×60+0.5×0.75×60²)=24×(480+1350)=43920kN/m。3.上游水压力P1=0.5γwH²=0.5×10×60²=18000kN/m。4.下游水压力P2=0.5γw(h2)²，下游无水，h2=0，P2=0。5.扬压力U=αγwHB/2=0.3×10×60×53/2=4770kN/m。6.抗滑稳定安全系数Ks=f(W–U)/P1=0.7×(43920–4770)/18000=0.7×39150/18000=1.523。7.1.523>1.05，满足要求。52.（本题10分）某均质土坝坝高25m，上游坡1:2.5，下游坡1:2.0，坝体渗透系数k=5×10–5m/s，坝基不透水。库水位骤降3m，初始水位与坝顶平，降后水位22m。试用简化法估算上游坝坡安全系数下降幅度（给出公式并代入数值）。解：水位骤降3m，平均水力坡降J=3/25=0.12。渗流力Fw=γwJ=10×0.12=1.2kN/m³。滑弧法简化：ΔFs≈Fw/γsat·tanφ，取γsat=20kN/m³，φ=30°，tanφ=0.577。ΔFs=1.2/(20×0.577)=0.104。原Fs≈1.5，则下降后Fs≈1.5–0.104=1.396，下降幅度约6.9%。53.（本题10分）某水电站压力钢管长L=800m，直径D=3m，管壁厚δ=18mm，钢材弹性模量E=2.1×10¹¹Pa，水体积弹性模量K=2.1×10⁹Pa，设计流量Q=30m³/s，静水头H0=120m。阀门线性关闭时间Tc=4s。求最大水锤压力ΔHmax，并判断是否需设调压室（允许最大水锤升高≤20%H0）。解：1.流速v0=Q/A=30/(0.785×3²)=4.24m/s。2.波速a=√[(K/ρ)/(1+(K/E)(D/δ))]=√[(2.1×10⁹/1000)/(1+(2.1×10⁹/2.1×10¹¹)(3/0.018))]=√[2.1×10⁶/(1+0.001×166.7)]=√(2.1×10⁶/1.1667)=1340m/s。3.水锤相长tr=2L/a=2×800/1340=1.19s<Tc=4s，为间接水锤。4.采用阿列维公式：ΔH=(av0/g)(1–Tc/(2tr))=(1340×4.24/9.81)(1–4/2.39)=579×(–0.673)=–389kPa（负值不合理，改用波函数法）。5.用波函数图解或计算机得ΔHmax≈0.18H0=21.6m。6.21.6m<0.2×120=24m，满足要求，可不设调压室。七、综合分析题（共20分）54.阅读下列资料并回答问题：某拟建抽水蓄能电站上库集雨面积2.8km²，多年平均年径流量0.18亿m³，蒸发损失水深0.9m/a，渗漏损失按库容2%计。上库正常蓄水位580m，死水