水利工程概論復習題及答案

第第頁共6頁荷載的分類：⑴按作用方式可分為：①直接荷載②間接荷載；⑵按作用在建筑物上隨時間變異情況可分為：①永久荷載②可變荷載③偶然荷載重力壩的消能方式、原理及特點： A體形式有底流消能、挑流消能、面流消能和戽流消能。壩體消能的形式有寬尾墩、階梯效能工、聯(lián)合效能工Ba底流消能的原理：①通過水躍將急流轉(zhuǎn)變?yōu)榫徚鞫?；②主要靠水躍產(chǎn)生的表面旋滾與底流間的強烈紊動、剪切和摻混消能。b挑流消能的原理：利用泄流建筑物出口處設(shè)置的挑流鼻坎，將急流挑向空中，再落入離建筑物較遠的下游河道。主要靠急流沿固體邊界摩擦而耗能，射流在空中與空氣摩擦、摻氣和擴散等耗能，射流落入尾水中淹沒紊動擴散耗能。c面流消能的原理：利用鼻坎將急流挑至水面，在主流下面形成旋滾而消能。 d消力戽消能的原理：急流進入潛在水下的戽內(nèi)發(fā)生旋滾，經(jīng)大量消能后由鼻坎挑向下游水面。Ca底流消能的特點：①通過水躍將急流轉(zhuǎn)變?yōu)榫徚鞫埽虎谥饕克S產(chǎn)生的表面旋滾與底流間的強烈紊動、剪切和摻混消能；③流態(tài)穩(wěn)定，消能效果好；④對地質(zhì)和尾水條件要求低，適應(yīng)性強；⑤產(chǎn)生的霧化小；⑥方量大，投資高。b.挑流消能工構(gòu)造簡單，造價低；但是，當下游水深不夠時可能會影響大壩安全，挑流時壩區(qū)存在霧化問題。挑流消能適用于上下游落差較大，巖基較好的河床情況c.面流消能適用于下游水深較大，流量變化范圍小，水位變幅不大，或有排漂時的情況d.戽流消能工程量比底流消能小，沖刷坑比挑流淺，基本沒有霧化問題，其缺點與面流相似重力壩地基處理的措施：A開挖和清理B、基礎(chǔ)灌漿：①基礎(chǔ)灌漿的類型：帷幕灌漿和固結(jié)灌漿②帷幕灌漿的目的：是降低壩底滲透壓力，防止壩基內(nèi)產(chǎn)生機械管涌或化學管涌，減少壩基滲漏量。③固結(jié)灌漿的目的：是調(diào)高基巖的整體性和強度，降低壩基的透水性C、 壩基排水D、斷層破碎帶和軟弱夾層的處理拱壩的工作原理：拱壩利用拱的作用，將水平壓力轉(zhuǎn)化為沿著拱軸方向上的推力什么是頂拱和拱冠梁： ⑴拱壩最上面的一層拱圈稱為頂拱⑵拱壩與河床最深處的鉛直剖面稱為拱冠梁8拱圈中心角對拱壩穩(wěn)定和應(yīng)力影響： 在拱壩的平面布置中，圓形拱圈的中心角 20A對拱壩的穩(wěn)定和應(yīng)力影響很大。較大的拱圈中心角 2於能夠更好地發(fā)揮拱的作用。但是，為了讓拱端的推力指向兩岸基巖深處， 2於應(yīng)該取較小值。在拱壩的設(shè)計布置，拱端切線與平行~110°壩體溫度升高時，對應(yīng)力有利，于河流的山體等高線交角應(yīng)不小于 30°一般取2~110°壩體溫度升高時，對應(yīng)力有利，9.拱壩壩體溫度高于或低于封拱溫度時對壩肩和應(yīng)力的影響：對壩肩無利。壩體溫度降低時，對應(yīng)力無利，對壩肩有利。流土的概念： A流土的概念： A、流土：在B、管涌：在滲流作用下，土滲流作用下，某一范圍內(nèi)的部分土體被掀起的現(xiàn)象，稱為流土體中細小顆粒通過粗大顆粒的孔隙發(fā)生移動，最終被帶出土體的現(xiàn)象，稱為管涌土石壩的工作特點和設(shè)計要求： A工作特點：⑴就地取材⑵能夠適應(yīng)各種地質(zhì)地形條件⑶土石壩構(gòu)造簡單，施工方便，即可用于大型機械化施工，又能適用于小型工程的土法上馬施工⑷工作可靠，壽命較長 B、設(shè)計要求：⑴要選擇合理的上下游壩坡，使剖面經(jīng)濟合理，又能保證安全⑵不允許水流漫頂⑶控制壩體或壩基的滲流⑷避免發(fā)生有害裂縫⑸能抵御自然現(xiàn)象的破壞

土石壩防滲排水的基本原則： A防滲設(shè)施：⑴心墻⑵斜墻 B排水設(shè)施：⑴貼坡排水⑵堆石棱體排水⑶褥墊式排水⑷綜合式排水土石壩地基處理的措施;㈠清理㈡砂卵石地基處理：①黏性土截水墻②混凝土防滲墻③灌漿帷幕④鋪蓋 ㈢細砂及軟土地基處理 ㈣與地基、岸坡的連接不同壩型的超載能力：重力壩大于拱壩，拱壩大于土石壩15.重力壩與拱壩分縫的異同點：壩體分成若干個獨立的壩段，橫縫有永久性和臨時性兩種。定溫度后再進行接縫灌漿，A：重力壩的分縫：有橫縫和縱縫。橫縫垂直壩軸線，將其作用是減小溫度應(yīng)力，適應(yīng)地基不均勻變形和滿足施工要求。縱縫平行壩軸線，將一個壩段分成幾個壩塊，待其溫度接近穩(wěn)縱縫是為了適應(yīng)混凝土的澆筑能力和減小施工期的溫度應(yīng)力。縱15.重力壩與拱壩分縫的異同點：壩體分成若干個獨立的壩段，橫縫有永久性和臨時性兩種。定溫度后再進行接縫灌漿，B：拱壩分縫：是整體結(jié)構(gòu)，一般不作永久性的結(jié)構(gòu)分縫，但施工需要分段澆筑，各段間設(shè)收縮縫，待壩體溫度冷卻至穩(wěn)定溫度時灌漿封填，使壩成為整體。 （1）橫縫：橫縫一般沿徑向或近于徑向布置，具體布置方式有三種；①在各分層高程處，橫縫指向水平拱厚中心線的曲率中心，對于變厚度拱壩，也可用上游壩面弧線代替拱厚中心線。定中心拱壩的橫縫為豎向平面，雙曲拱壩的橫縫為分層連續(xù)的扭曲面；②橫縫以某一高程的徑向為準，其他高程均與其一致，此時全部橫縫均為豎向平面；③橫縫在不同高程分別采用上述兩種方式，縫面將為分層連續(xù)的扭曲面和豎向平面。 橫縫間距一般為15~20m橫縫內(nèi)應(yīng)設(shè)鍵槽，其結(jié)構(gòu)形式和要求與重力壩的類似。（2）縱縫：a拱壩斷面一般較薄，可不設(shè)縱縫。當壩體厚度大于40?50m時，則需設(shè)置縱縫。縱縫的布置和構(gòu)造要求與重力壩類似。16.國內(nèi)典型大型水電站的壩型：16.國內(nèi)典型大型水電站的壩型：三峽是重力壩，錦屏是拱壩，小浪底是土石壩AA、原則：上防下排，即在閘基靠近上游側(cè)，以防滲為主,消耗水頭或延長滲徑，降低滲透坡降，減少滲透流量，盡快排除滲水，迅速排除穿過防滲設(shè)施的滲水，進一步水閘閘基防滲原則和相關(guān)措施采取垂直或水平降滲措施阻截滲水、在防滲體的下游位置，以排水為主，降低滲壓B、相關(guān)措施：（1）水平防滲：鋪蓋（2）垂直防滲：鋼板樁、鋼筋混凝土板樁、木板樁、帷幕、混凝土防滲墻（3）排水措施（4）兩岸防滲水閘的消能方式和設(shè)施（1）消能方式：水頭低、下游水位變幅大、地基條件差—底流消能（2）消能設(shè)施：a.護坦；b.輔助消能工；c.海漫；d.防沖槽和防淘墻水工隧洞分類及閘門布置A水工隧洞按其功用可分為以下幾類： a.泄水隧洞，主要用于下泄泄水b.引水和輸水隧洞，用于電站、灌溉、工業(yè)及生活用水的引取和輸送c.排沙隧洞，又叫沖沙隧洞。排沙隧洞排除淤積在水庫中的泥沙，延長水庫的壽命，避免泥沙淤積渠道或磨損水輪機。排沙洞的進口高程比渠道或電站進口高程低。排沙洞在洪水期利用多余的水泄水沖沙 d.導流隧洞，施工導流期間臨時過水，也可與永久泄洪隧洞相結(jié)合 e.放空隧洞，用于放空水庫。放空隧洞的進口高程低于死水位，并且要有一定的填埋深度 f.發(fā)電尾水隧洞，多用于地下廠房水電站g.通航隧洞，因造價太高，除規(guī)模較小者外，國內(nèi)外很少采用 B、按隧洞內(nèi)的水流流態(tài)，C、泄水隧洞按其全洞流態(tài)及閘門布置位置分為：a.表b.深孔無壓洞，工作閘門與檢修閘門均在進口c.深孔有水工隧洞分為有壓隧洞和無壓隧洞孔無壓洞，工作閘門布置在進口段壓洞，工作閘門一般位于隧洞出口處任何位置d.水工隧洞分為有壓隧洞和無壓隧洞孔無壓洞，工作閘門布置在進口段壓洞，工作閘門一般位于隧洞出口處任何位置水工隧洞布置隧洞布置主要包括洞型選擇和洞線選擇兩個方面，有壓洞和無壓洞洞型選擇和洞線選擇應(yīng)從以下幾個方面考慮 a.工程布置b.水流條件c.結(jié)構(gòu)條件d.閘門設(shè)置及運行e.工程量及施工難易第五章1.調(diào)壓室的作用：設(shè)置調(diào)壓室后可以反射水擊波，縮短壓力水管長度，改善機組在負荷變化時的運行條件2.水擊現(xiàn)象：在有壓輸水系統(tǒng)中，當電力負荷瞬間變化時，壓力隧洞中出現(xiàn)壓力迅速波動，并沿管道傳遞，這種現(xiàn)象稱為水擊現(xiàn)象3調(diào)壓室的類型及工作特點：a.圓筒式:圓筒式調(diào)壓室自上而下具有相同的斷面，結(jié)構(gòu)形式簡單，反射水擊波好。但是需要較大的容積才能得到較好的效果，工程量大，正常運用時底部水頭損失大。簡單圓筒式調(diào)壓室適用于中小型工程 b.阻抗式：阻抗式調(diào)壓室正常工作時水頭損失小。反射水擊波的效果較差。c.雙室式：雙室式調(diào)壓室適用于水頭較高、工作深度較大的水電站d.溢流式：調(diào)壓室頂部有溢流堰，利用水流通過溢流堰外溢，限制水位上升。由于溢水過程中，調(diào)壓室水位保持不變，可削減水擊波壓力 e.差動式：差動式調(diào)壓室的斷面小，水位穩(wěn)定快；但是結(jié)構(gòu)復雜。一般用于較高水頭的水電站第六章1.主廠房的分層：發(fā)電機層、水輪機層和尾水管層廠房建筑物構(gòu)成：a.主廠房；b.裝配場；c.副廠房；d.主變壓器場；e.高壓開關(guān)站不同類型水輪機水頭范圍比較：（1）反擊式水輪機a.混流式水輪機，使用水頭為29-500mb.軸流式水輪機，工作范圍為2-70m,是低中水頭、大流量的機型c.貫流式水輪機，用于低水頭水電站，水頭一般小于20md.斜流式水輪機，適用于水頭范圍較寬，可達 150m,工作效率高（2）沖擊式水輪機a.水斗式水輪機，一般用于300m以上的工作水頭，最大水頭已達1770mb.雙擊式水輪機，多用于農(nóng)村小水電站，其水頭一般在6-60m抽水蓄能電站工作原理：抽水蓄能電站將其他電站發(fā)出的電能轉(zhuǎn)換成水能儲存在水庫中,等到電力系統(tǒng)負荷高峰時,電站利用上下水庫落差發(fā)電第七章船閘由閘首、閘室和引航道三大部分組成。此外，還有輸水系統(tǒng)、導航建筑物、靠船建筑物船只過閘過程（以上游通行的船只只通過單級船閘為例） a.船只從下游河道駛?cè)胂乱降?，等待過閘b.開啟下閘首的輸水系統(tǒng)閥門，閘室內(nèi)的水流向下游河道c.閘室內(nèi)水位逐漸下降，直至與下游水位齊平d.開啟下游船閘閘門，船只駛?cè)氪l閘室e.關(guān)閉下游閘門f.開啟上閘首的輸水系統(tǒng)閥門，上游水庫的水流向閘室g.船只隨閘室的水位逐漸上升，直至與上游水位齊平h.開啟上游閘門，船只駛出船閘閘室過壩建筑物的種類 （1）通航建筑物a.船閘；b.升船機（2）過魚建筑物a.魚道；b.魚閘；c.水力升魚道（3）過木建筑物a.過水機；b.筏道；c.漂木道船閘的分類（1）按船閘的級數(shù)分a.單級船閘;b.多級船閘（2）按船閘的線數(shù)分a.單線船閘;b.多線船閘（3）按閘室形式分a.普通船閘;b.廣廂船閘;c.具有中間閘首的船閘;d.井式船閘船閘和升船機的對比：a船閘一次通航能力大，可達萬噸級以上。但一級船閘的允許上下游水位差較小，一般不超過30m所以，在落差較大的河道上，需要采取多級船閘逐級抬升才能完成船只通航任務(wù)。升船機利用機械動力將船只吊起過壩。升船機一次抬升高度大，但通航能力小，目前最大船舶僅3000t級。b船閘具有運輸量大、安全可靠、運行費用低、建筑物運行經(jīng)驗比較豐富等優(yōu)點;缺點是耗水量大，過船速度慢。升船機耗水量極小，運送船只速度快，范圍大，但機械設(shè)備復雜，技術(shù)要求高，運送能力低第八章“三算”：設(shè)計概算、施工圖預(yù)算、竣工決算全段圍堰法A全段圍堰法在主體工程的上下游各修建一道攔河橫向圍堰， 一次性截斷河流，使河水從其他臨時性或永久性泄水建筑物通過。 B多用于河床狹窄，基坑工作面不大，水深流急、覆蓋層較厚難于修建縱向圍堰，難于實現(xiàn)分期導流的工程。分段圍堰法A也稱分期圍堰法，即用圍堰將全河床的水工建筑物分為若干段，分期分段完成整個工程施工。第一期一般圍住河床的左（或右）岸或兩岸，使河水從束窄的河床通過。后期再完全截斷河流，使河水從已經(jīng)建成的建筑物通過 B、泄水道類型：a.束窄河床導流;b.底孔導流；c.缺口導流；d.梳齒導流；e.廠房導流水利水電工程的建設(shè)程序幾個階段：目建議書、可行性研究、初步設(shè)計、施工準備（包括投標設(shè)計）、建設(shè)實施、生產(chǎn)準備、竣工驗收、后評價工程概預(yù)算就是在工程建設(shè)中不同階段的投資控制，分為投資估算、設(shè)計概算、施工圖預(yù)算、施工預(yù)算、竣工