水工建筑物复习考试资料

1.什么是水利水电工程枢纽？

为了满足防洪需求，获得发电、灌溉、供水、航行等方面的综合效益，需要在河流的适宜段修建不同类型的建筑物，用来控制和支配水流。这些建筑物通称为水工建筑物，而不同功能的水工建筑物组成的综合体称为水利水电工程枢纽。 水工建筑物按其作用可分为几类？

水工建筑物种类繁多，但按其作用可以分为挡水建筑物，泄水建筑物，输水建筑物，取（进）水建筑物，整治建筑物，专门为灌溉、发电、过坝需要而兴建的建筑物等六类。 但是，应当指出的是，有些水工建筑物的功能并非单一，难以严格区分其类型。如各种溢流坝既是挡水建筑物，又是泄水建筑物；水闸既能挡水，又可泄水，有时还作为灌溉渠首或供水工程的取水建筑物，等等。 什么是挡水建筑物？

用于拦截江河水流，形成水库或空高上游水位的建筑物。如各种坝和水闸以及为抗御洪水或挡潮沿江河岸修建的堤防、海塘等。 水库有哪些特征水位及相应库容？

库容大小决定着水库调节径流的能力和它所能提供的效益。因此，确定水库特征水位及其相应库容是水利水电工程规划、设计的主要任务之一。

（1）死水位和死库容 水库正常运用情况下允许水库消落到最低的水位称为死水位，该水位以下的库容即死库容。除特殊情况外，死库容不参与径流调节，即不能动用这部分水库的水量。

（2）正常蓄水位和兴利库容 水库正常运用情况下，为满足设计的兴利要求，在设计枯水年（或枯水段）开始供水时应蓄到的水位，称为正常蓄水位，又称设计兴利水位。该水位与死水位间的库容即兴利库容。正常蓄水位到死水位间的水库深度称为消落深度或工作深度。

（3）防洪限制水位 水库在汛期允许兴利蓄水的上限水位称为防洪限制水位。可根据洪水特性和防洪要求，对汛期不同时期分段拟定。

（4）防洪高水位和防洪库容 当退下游防护对象的设计洪水位时，水库为控制下泄流量而拦蓄洪水，这时在坝前达到的最高水位称为防洪高水位。该水位与防洪限制水位间的库容

称为防洪库容。当防洪限制水位低于正常蓄水位时，防洪库容与兴利库容的部分库容是重叠的，可减小专用防洪库容，重叠部分称共用库容或重叠库容，在汛期是防洪库容的一部分，而在汛后则为兴利库容的一部分。

（5）设计洪水位和拦洪库容 水库遇设计洪水，在坝前达到的最高水位称为设计洪水位。该水位与防洪限制水位间的库容称为拦洪库容。

（6）校核洪水位和调洪库容 水库遇校核洪水，在坝前达到的最高水位称为校校洪水位。该水位与防洪限制水位间的库容称为调洪库容。

（7）总库容和有效库容 校核供水位以下的全部库容称总库容。校核洪水位与死水位之间的库容称有效库容。 拦水坝按形式可分为几种？

主要有土石坝、重力坝、拱坝、支墩坝和橡胶坝等。其中土石坝又可分为心墙坝、斜墙坝、堆石坝、均质坝等。

6.土石坝的工作特点是什么？

土石坝是土坝与堆石坝的总称。土石坝历史悠久，在国内外广泛采用。其优点是： ①就地取材；

②结构简单，便于维修和加高、扩建； ③对地质条件要求较低，能适应地基变形；

④施工技术较简单，工序少，便于组织机械化快速施工； ⑤有较丰富的修建经验。 其主要缺点在于：

①坝身不能溢流，需另设溢洪道； ②施工导流不如混凝土坝方便；

③粘性土料的填筑受气候条件的影响大等。

7.土石坝在设计、施工和运行中必须满足哪些要求？

土石坝坝体主要由散粒材料构成。为使其安全有效地发挥作用，在设计、施工和运行中必须满足以下各项要求：

（1）不允许水流漫顶由于规划设计时对洪水估计偏低，致使溢洪道行洪断面偏小；或因坝顶高程不足，或水库控制运用不当等原因，都可导致坝顶漫水直至溃坝的严重事故。 （2）不发生危害性渗透变形水库蓄水后不仅在坝身和坝基内产生渗流，而且库水还会绕过坝端经两岸渗向下游，形成绕坝渗流。渗透水流不但损失水量，更重要的是在渗流逸出处可能将土料中的细颗粒带走或局部主体被冲动，导致坝身、坝基产生危害性的渗透变形，甚至引起溃坝。

（3）坝身和坝基应稳定可靠由于设计不当或施工质量不良，在外力作用下，可能造成坝坡或连同坝基的坍滑破坏。国内外土石坝破坏事故中约有1／4是由滑坡造成的。 （4）避免产生有害的裂缝由于受坝址地形、筑坝材料性质。坝基不均匀沉陷、施工质量以及地震荷载等因素的影响，坝身可能产生不均匀沉陷，一旦形成大的裂缝，就会危及坝身安全。

（5）能抵抗其他自然现象的破坏作用库区风浪在水位变化范围内可能淘刷上游坝被；雨水沿坡面流动可能冲毁坝坡；冰冻可能破坏坝坡；坝身粘性土料，冬季由干冻胀可能产生裂缝，夏季由于日晒又会龟裂，等等。 11.挑流消能的原理是什么？

利用下泄水流所挟带的巨大动能，因势利导将水流挑射远离建筑物的下游。在挑射过程中，水流受到空气的阻力而扩散，掺入大量空气，降落到下游水面后，又受到下游水体的阻力，形成激烈的漩滚而消能。 12.面流消能的原理是什么？

当下游水深较大而且比较稳定时，可采取一定的工程措施，将急流导向下游水面，主流与河床之间由巨大的底部漩滚隔开，可避免高速生流对河床的冲刷。 13.挑流鼻坎型式有几种？各有何优缺点？

挑流鼻坎型式有连续式和差动式两种。连续式鼻坎设施简单，不易气蚀，在相同水力条件下，挑距比差动式稍远，但水舌较集中，空中扩散较差，对河床冲刷较深。 14.挑流、底流、面流消能的优缺点是什么？

工程实际中，消能方式的选择是一个十分复杂的问题，必须结合具体工程，兼顾水力、地形、地质及应用条件进行综合分析选定。上述三种消能型式的优缺点

（1）底流消能的优点：水跃稳定，安全可靠，消能效果好，下游水面波动小。缺点：消力地的工程量大，增加工程造价。

（2）挑流消能的优点：节约护坦工程，可降低造价，消能效果好。缺点：空中雾气大，尾水波动大，要求下游河床抗冲能力强。

（3）面流消能的优点：主流在表面，底部流速小，不易冲刷河床，有利于漂木、漂冰和宣泄其他漂浮物。缺点：水流衔接形式复杂多变，不易控制。下游水面波动很大，两岸易遭冲刷，有碍航运及水轮机工作。 15.底流消能的型式有几种？ 底流消能的型式主要有以下三种： （1）降低护坦高所形成的消力地消能。

（2）在护坦末端修建消力坎所形成的消力池消能。

（3）以上两种型式加上趾墩、消力墩、尾槛等辅助消能工程所形成的综合式消力池消能。

16.为什么要在挑流鼻坎内设置通气孔？

在挑流鼻坎内设置通气孔主要是为了避免挑流时高水流带走水舌下面的空气而形成真空，影响挑射距离。

17.挑流鼻坎为什么容易被破坏？

泄水建筑在泄洪时，挑流鼻坎表面要承受高速水流的冲刷，磨损很大。而许多工程因施工等原因，挑流鼻坎表面不平整，混凝土强度及耐磨达不到设计要求，经常造成鼻坎表面混凝土脱落，钢筋裸露，影响工程正常运行。 18.陡槽段混凝土衬砌为什么分缝？

为了适应混凝土因温度变化所引起的膨胀和收缩以及由于地基的不均匀沉陷所产生的变形，混凝土衬砌需设置纵横缝。

19.接缝有哪几种型式？并用何种材料止水？

接缝一般有平接缝、键槽缝、搭接缝及齿槽缝等四种型式。缝内要设置止水，止水可用金属片或沥青砂浆。止水的施工质量必须严格保证，以防急流钻入衬砌下面产生很大的动水压力而掀起衬砌板。

20.溢洪道有闸控制和无闸控制，各有什么优缺点？

对于蓄水工程来说，溢洪道可设闸门，也可以不设闸门。一般情况下，小型工程溢洪道常不设置闸门，大、中型工程溢洪道设置闸门的较多。溢流堰上不设闸门时，堰顶高程就是水库的正常蓄水位。设置闸门时，溢流堰顶高程低于水库的正常蓄水位。闸门控制可根据当地气象预报而定，而在汛期提前开闸放水，则有利于降低洪水位，减小库区的临时淹没和大坝及其他非溢流建筑物的高度，并可削减下泄的洪峰流量。但设置闸门却要增加闸门及启闭设备的投资。由于溢流堰的堰顶高程降低，则就要增加其开挖量，并且汛期还必须加强管理。

1、判断题：

（1）水利工程，是指对自然界的地表水和地下水进行控制和调配，以达到除害兴利目的而建的工程。（√） （2）重力坝的基本剖面是三角形是因为考虑施工方便。（ ×） （3）拱坝的超载能力高是由于坝体厚度较薄、材料均匀性好。（ ×） （4）土石坝的不均匀沉陷主要由地基的不均匀性造成。（√ ） （5）侧槽溢洪道的过堰水流与泄槽轴线方向一致。（ ×）

（6）泄水隧洞的线路选择是确定一条隧洞长度最小的路线。（× ） （7）枢纽布置就是将枢纽建筑物紧凑地布置在一起。（ ×） （8）船闸一般布置在靠近河道深泓线一侧。( √)

(9) 海漫的作用是进一步消减水流剩余能量，保护护坦安全，并调整流速分布，保护河床、防止冲刷。（√） （10）升船机的作用是利用机械力量将船只送过坝（闸），其耗水量大、运送速度慢、运输能力高。(× ) 2、单项选择题：

（1）土坝坝体由于不均匀沉降而产生（ b）a、纵缝； b、横缝； c、水平缝；d、竖向裂缝。 （2）因为作用于重力坝上游面的水压力呈( )分布，所以其基本剖面是三角形。（ a） a、三角形； b、矩形 c、梯形； d、弧形。 （3）双曲拱坝是指坝体在（ c）方向上呈拱形。

a、水平； b、铅直； c、水平和铅直； d、a与b和c均不对。 （4）有压隧洞的过流能力与（ a）无关。

a、隧洞底坡； b、上下游水头差；c、隧洞断面积； d、洞壁的光滑程度。

（5）枯水期下闸挡水，洪水期开闸泄水，这个闸可能是（a ）。a.节制闸 b.进水闸 c.分洪闸 d.挡潮闸

（6）渡槽槽身内水流可（ d）按计算。a、紊流； b、急流； c、非均匀流； d、均匀流。 （8）无坝取水口一般设置在河道的（ c）。a、凸岸； b、岸边直线段； c、凹岸； d、均可。 （9）侧槽溢洪道的底坡一般设计成(b )。a、陡坡； b、缓坡； c、平坡； d、均可。 (10) 碾压混凝土重力坝是用(水泥)含量比较低的超干硬性混凝土，经碾压而成的混凝土坝。

a、混凝土； b、水； c、水泥； d、砂粒料。 3、多项选择题

(1) 重力坝抗滑稳定分析的目的是核算坝体沿( )抗滑稳定的安全性能。a、c a、坝基面 b、坝体内的层面c、地基深层软弱结构面 d、坝体下游面坡

(2) 工程中常用的拱坝应力分析方法有(a、b、c )。a、拱梁法 b、拱冠梁法c、纯拱法 d、材料力学法 (3) 土石坝中常见的坝体排水型式有(a、d、e、f ) 。

a、棱体排水 b、水泵排水c、排水孔 d、综合式排水e、褥垫排水 f、贴坡排水 (4) 水闸中海漫的构造要求为(c、d )。a.光滑性 b.不透水性c.透水性 d.柔性

(5) 隧洞出口的消能方式有(b、d )。a、面流消能 b、底流消能c、洞内消能 d、挑流消能 (6) 渡槽一般由(b、c、d、e)等几部分组成。

a、消能设施 b、槽身c、支承结构 d、基础e、进出口建筑物 4、填空题：

(1) 组成水库枢纽的“三大件”包括____ 、____ 和 ____等类型建筑物。挡水，泄水，引水(或输水) (2) 重力坝按其结构型式分类，可分为____ 、___ 和____ 三种。实体重力坝，宽缝重力坝，空腹重力坝。 (3) 土坝的上游坝坡一般________ 于下游坝坡，这是因为________ 游坝坡受水的影响，其抗剪指标________ 于________ 游坝坡。小，上，小，下

(4) 土坝的垂直防渗措施一般有________ 、________ 、________ 、________ 、________ 等五种基本型式。粘性土截水槽，混凝土截水墙，混凝土防渗墙，水泥粘土灌浆帷幕，高压喷射灌浆

(5) 一般情况下，气温低于封拱温度时，对拱坝坝体应力_____ 利，但对坝肩稳定_____利。不，有 (6) 概率极限状态设计时，对重力坝应分别按 极限状态和 极限状态进行强度验算。承载能力，正常使用 (7) 隧洞衬砌所受的弹性抗力与其刚度有关，衬砌刚度越_____ ，弹性抗力就越_____ 。大，大 (8) 利用挑流消能时挑坎出口的________ 越________ ，挑距越________ ，而挑射水流对下游的冲刷深度主要取决于______ 。水流流速，大，远，流速

(9) 水闸是一种低水头建筑物，既________ 又________ 。挡水，泄水

(10) 船闸一般由________ ， ________和 ________几部分组成。闸室，上、下游闸首，上下游引航道 5、问答题：

（1）为什么要对坝体混凝土进行分区？

答案：混凝土重力坝坝体各部位的工作条件及受力条件不同，对上述混凝土材料性能指标的要求也不同。为了满足坝体各部位的不同要求，节省水泥用量及工程费用，把安全与经济统一起来，通常将坝体混凝土按不同工作条件进行分区，选用不同的强度等级和性能指标。 （2）什么叫土石坝的渗透变形？防止渗透变形的工程措施有哪些？

答案：土石坝坝身及地基中的渗流，由于物理或化学的作用，导致土体颗粒流失，土壤发生局部破坏，称为渗透变形。土体发生渗透变形的原因，除与土料性质有关外，主要是由于渗透坡降过大造成的。因此，设计中应尽量降低渗透坡降，还要增加渗流出口处土体抵抗渗透变形的能力。常用的工程措施包括：(a) 采取水平或垂直防渗措施，以便尽可能地延长渗径，达到降低渗透坡降的目的；(b)采取排水减压措施，以降低坝体浸润线和下游渗流出口处的渗透压力。对可能发生管涌的部位，需设置反滤层，拦截可能被渗流带走的细颗粒；对下游可能产生流土的部位，可以设置盖重以增加土体抵抗渗透变形的能力。 (3) 选择枢纽方案时，一般需进行哪些项目的比较？

答案：水利枢纽布置的任务是合理地确定枢纽中各组成建筑物之间的相互位置，亦即确定各建筑物之间在平面上和高程上的布置。由于影响枢纽布置的因素很多，因此在进行枢纽布置时应深入研究当地条件，全面考虑设计、施工、运用、管理及技术经济等问题。一般应进行多方案的比较，在保证运用方便和安全可靠的前提下，力求做到节省工程量、便于施工、缩短工期，优选技术经济效益最佳的方案。 （4）水工隧洞的工作闸门和检修闸门各有何工作特点？如何布置？

答案：水工隧洞一般需要设置两道闸门，一道是工作闸门，其作用是控制水流流量、封闭孔口，要求在动

水中启闭；另一道是检修闸门，当检修工作闸门或检修隧洞时，用以挡水，在隧洞进口都要设置检修闸门。当隧洞出口低于下游水位时，出口处也需要设置检修门。

无压隧洞一般将闸门设置在隧洞进口处，有压隧洞大多将闸门设置在出口处。另外，有些工程的泄洪洞将工作闸门布置在洞内。检修闸门一般布置在隧洞进口处，位于工作闸门的上游侧。

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