水利水电工程师章节考点：水利水电工程勘测与设计

1.水准仪按精度分类：按精度划分为4个等级：普通水准仪(DS3、DS10)和精密水准仪(DS05、DS1)，(数字越小，精度越高，DS05,05表示为±0.5mm);工程测量中一般使用DS3型微倾式普通水准仪，D为“大地测量”,S“水准仪”，3表示每公里往返测量高差中数的偶然中误差为±3mm。按结构分为微倾水准仪、自动安平水准仪、激光水准仪和数字水准仪(又称电子水准仪)。

微倾水准仪的使用步骤：安置仪器和粗略整平(简称粗平)、调焦和照准、精确整平(简称精平)和读数。

2.经纬仪：按精度从高到低：DJ05、DJ1、DJ2、DJ6和DJ10等，D为“大地测量”，J“经纬仪”，数字表示该仪器精度，“05”表示一测回方向观测中误差不超过±0.5″。根据刻度盘和读数方式的不同，分为游标经纬仪、光学经纬仪和电子经纬仪。

经纬仪的使用包括对中、整平、照准和读数四个操作步骤。

角度测量，包括水平角测量和竖直角测量，水平角用于确定地面点的平面位置，竖直角用于确定地面点的高程。经纬仪也可用于低精度测量中的视距测量。

3.水准尺：二等水准测量使用因瓦水准尺。精密水准测量一般指国家一、二等水准测量;国家三、四等水准测量为普通水准测量。

三、四等水准测量采用的尺长为3m，黑面叫主尺，红面尺叫辅助尺。黑面分划的起始数字为“0”，红面起始数一般为4687或4787mm。水准尺侧面装一个圆水准器。

4.数字比例尺：1:10000以上为大比例尺;大于1:10000，小于等于1:100000为中比例尺;大于1:100000，小于等于1:1000000为小比例尺。

5.对于高程放样中误差要求不大于±10mm的部位，应采用水准测量法。

6.距离丈量用视距法测定，其视距长度不应大于50m。预裂爆破放样，不宜采用视距法。

7.用视差法测定，端点法线长度不应大于70m。

8.混凝土建筑物立模细部轮廓点的放样位置，以距设计线0.2～0.5m为宜。

9.一般情况下，滑坡、高边坡稳定监测采用交会法;水平位移监测采用视准线法(活动觇牌法和小角度法);垂直位移观测，宜采用水准观测法，也可采用满足精度要求的光电测距三角高程法;地基回弹宜采用水准仪与悬挂钢尺相配合的观测方法。

10.误差产生的原因有以下三个方面：人的原因;仪器的原因;外界环境的影响。可以分为系统误差、偶然误差和粗差三类。系统误差：按一定的规律变化;偶然误差：从表面上看没有任何规律性;粗差：由于观测者粗心或者受到干扰造成的，应该可以避免。

11.边坡的工程地质条件分析

常见的边坡变形破坏主要有：(四种类型)

松弛张裂：岩体被冲刷侵蚀掉或人工开挖，应力重新调整分布;

蠕变：主要在重力作用下向临空方向发生长期缓慢的塑性变形;

崩塌：突然发生倾倒崩落;

滑坡：主要在重力作用下沿贯通的剪切破坏面发生滑动破坏的现象。此外尚有塌滑、错落、倾倒等过渡类型。

另外泥石流也是一种边坡破坏的类型。

12.土质基坑工程地质问题分析

(1)土质基坑工程地质问题主要包括两个方面：边坡稳定和基坑降排水。

(2)在基坑施工中，为防止边坡失稳，保证施工安全，采取的措施有：设置合理坡度、设置边坡护面、基坑支护、降低地下水位等。

(3)基坑降排水的目的主要有：增加边坡的稳定性;对于细砂和粉砂土层的边坡，防止流砂和管涌的发生;对下卧承压含水层的黏性土基坑，防止基坑底部隆起;保持基坑土体干燥，方便施工。

(4)软土基坑开挖的降排水一般有两种途径：明排法和人工降水。其中，人工降水经常采用轻型井点或管井井点降水方式。

(5)明排法的适用条件：

不易产生流砂、流土、潜蚀、管涌、淘空、塌陷等现象的黏性土、砂土、碎石土的地层;

基坑地下水位超出基础底板或洞底标高不大于2.0m。

(6)轻型井点降水的适用条件：

黏土、粉质黏土、粉土的地层;

基坑边坡不稳，易产生流土、流砂、管涌等现象;

地下水位埋藏小于6.0m，宜用单级真空点井;当大于6.0m时，场地条件有限宜用喷射点井、接力点井;场地条件允许宜用多级点井。

(7)管井降水适用条件：

第四系含水层厚度大于5.0m;

含水层渗透系数K宜大于1.0m/d。

13.水库特征水位及特征库容

(1)设计洪水位。水库遇大坝的设计洪水时，在坝前达到的最高水位。它是水库在正常运用设计情况下允许达到的最高洪水位，也是挡水建筑物稳定计算的主要依据。

(2)防洪高水位。水库遇下游保护对象的设计洪水时，在坝前达到的最高水位。

(3)调洪库容。校核洪水位至防洪限制水位之间的水库容积。用于保证下游防洪安全(指其中的防洪库容部分)及对校核洪水调洪削峰，保证大坝安全。

(4)兴利库容(有效库容、调节库容)。正常蓄水位至死水位之间的水库容积。用以调节径流，按兴利要求提供水库的供水量或水电站的流量。(2012、2017年考点)

13.工程合理使用年限

水利水电工程合理使用年限，应根据工程类别和等别按表1F411022-1确定。对综合利用的水利水电工程，当按各综合利用项目确定的合理使用年限不同时，其合理使用年限应按其中最高的年限确定。(就高不就低)

1级、2级永久性水工建筑物中闸门的合理使用年限应为50年，其他级别的永久性水工建筑物中闸门的合理使用年限应为30年。

注：水库壅水建筑物不包括定向爆破坝、橡胶坝。

14.水工建筑物的基本设计方法

(1)理论分析。

(2)试验研究。

(3)原型观测。

(4)工程类比。

15.建筑材料按其物理化学性质可分为：

无机材料(①气硬性胶凝材料：只能在空气中硬化，有石灰、石膏与水玻璃等。②水硬性胶凝材料：不仅能在空气中而且能更好地在水中硬化，有水泥等。)

有机材料(包括沥青材料、植物材料和合成高分子材料等三类)

复合材料(合成树脂及塑料、合成橡胶、合成纤维、土工合成材料等。土工合成材料：包括土工织物、土工膜、土工复合材料、土工特殊材料四大类。)三大类。

土工合成材料在水利水电工程中的应用包括：

(1)防渗。土工膜或复合土工膜，土坝等工程的防渗。

(2)反滤、排水。

(3)防护工程。

(4)加筋土工程。提高土地稳定性，如土工格栅、织物、格室等。

16.建筑石材

(1)火成岩:花岗岩;闪长岩;辉长岩;辉绿岩;玄武岩。

(口诀：玄辉辉闪花)

(2)水成岩:石灰岩;砂岩。

(口诀：水砂石)

(3)变质岩：片麻岩;大理岩。

(口诀：变大石片)

17.凝土的强度

混凝土的强度有抗压、抗拉、抗弯及抗剪强度等，以抗压强度最大，结构中主要是利用混凝土的抗压强度。

标准养护条件(温度20℃±2℃，相对湿度95%以上)下，养护到28d龄期，按照标准的测定方法测定的混凝土立方体试件抗压强度(以MPa计)。

影响混凝土强度的因素有：施工方法、施工质量、水泥强度、水灰比、骨料种类及级配、养护条件及龄期等。

混凝土的抗拉强度，一般约为相应抗压强度的10%左右。

18.混凝土配合比的设计，实质上就是确定四种材料用量之间的三个对比关系：水灰比、砂率、浆骨比。

19.细骨料：粒径在0.16~5mm之间的骨料。按形成条件分为天然砂、人工砂;按细度模数FM分为粗砂(3.7～3.1)、中砂(3.0～2.3)、细砂(2.2～1.6)、特细砂(1.5～0.7)。粗骨料：粒径大于5mm的骨料。普通混凝土常用卵石和碎石作粗骨料。分为特大石(150～80mm或120～80mm)、大石(80～40mm)、中石(40～20mm)、小石(20～5mm)四级。

20.建筑钢材：工程所用的钢筋有热轧钢筋、冷轧带肋钢筋、冷拉热轧钢筋(简称冷拉钢筋)及预应力混凝土用热处理钢筋四种。

反映钢筋塑性性能的基本指标是伸长率和冷弯性能。

有物理屈服点的钢筋：屈服强度是钢筋强度的设计依据。

无物理屈服点的钢筋：极限强度作为主要强度指标。

屈服强度、极限强度、伸长率和冷弯性能是有物理屈服点钢筋进行质量检验的四项主要指标，而对无物理屈服点的钢筋则只测定后三项。

21.水工建筑物的荷载：按作用随时间的变异性，可分为永久作用荷载、可变作用荷载和偶然作用荷载。

可变作用荷载包括：静水压力、扬压力、动水压力、水锤压力、浪压力、外水压力、风荷载、雪荷载、冰压力、冻胀力、温度荷载、土壤孔隙水压力、灌浆压力等;

偶然作用荷载包括：地震作用、校核洪水位时的静水压力。

永久作用荷载包括：结构自重和永久设备自重、土压力、淤沙压力、地应力、围岩压力、预应力。

22.土石坝的渗流分析包括：

①确定浸润线的位置;

②确定渗流的主要参数—渗流流速与坡降;

③确定渗流量。

进行渗流分析的方法较简单的有水力学法和流网法。

23.闸基的渗流分析

计算水闸闸基地下轮廓线各点的渗透压力、渗透坡降、渗透流速及渗流量。较为常用的方法有直线比例法、流网法和改进阻力系数法。

24.渗透变形又称为渗透破坏，是指在渗透水流的作用下，土体遭受变形或破坏的现象。一般可分为管涌、流土、接触冲刷、接触流失四种基本形式。

管涌和流土主要发生在单一结构的土体(地基)中，接触冲刷和接触流失主要发生在多层结构的土体(地基)中。

25.反滤层和过渡层

反滤层的作用是滤土排水，防止在水工建筑物渗流出口处发生渗透变形。反滤层要求：随水流的方向颗粒由小到大排列。

26.消能方式。

底流消能：是靠水跃产生的表面旋滚与底部主流间的强烈紊动、剪切和掺混作用。既适用于坚硬岩基，也适用于较软弱或节理裂隙较为发育的岩基。

挑流消能：利用溢流坝下游设置挑流坎，把高速水流挑射到下游空中，然后扩散的掺气水流跌落到坝下游河道内。适用于坚硬岩基上的高、中坝。

面流消能：主流与河床之间形成巨大的底部旋滚。适用于中、低水头工程尾水较深，流量变化范围较小，水位变幅较小，或有排冰、漂木要求的情况。一般不需要作护坦。

消力戽消能：是利用泄水建筑物的出流部分造成具有一定反弧半径和较大挑角所形成的戽斗。适用于尾水较深，流量变化范围较小，水位变幅较小，或有排冰、漂木要求的情况。一般不需要作护坦。

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