第一篇：黑龙江大学站2013水利工程思考题及心得体会
水利工程思考题
第一次作业：
（本次作业要求初级职称学员答1、2、3、4题，中高级职称学员答3、4、5、6题）
1、丹江口大坝新老混凝土接合措施采取的处理措施及手段主要有哪几点？
答：丹江口大坝新老混凝土接合措施采取直接浇筑为主，宽槽回填为辅。根据各类坝段特点，相应采取不同的处理措施及手段，主要有以下几点：
(1)合理安排新浇混凝土施工分缝分块，保证结构的完整性。
(2)加强混凝土温度控制及防裂措施，减少混凝土温度应力和提高混凝土抗裂能力(贴坡混凝土允许最高温度不超过26～28℃，加高部位新老混凝土上、下层温差标准采用15～17℃)。
(3)为加强新老混凝土结合面强度，所有的老混凝土面风化层全部凿除，凿毛深度棚应加大。
(4)为避免应力集中，改善新老混凝土接合面工作条件，拆除原坝体下游施工栈桥等老坝体突出部位混凝土。
(5)接合面未设置键槽的部位补设键槽，周边布置锁口锚筋(φ32@20cm)，接合面埋设锚固筋(1φ32/2m。)，接合面预设灌浆系统。
(6)在新浇混凝土与老坝顶面之间的上游部位设置止水及排水观测廊道。(7)适当提高新混凝土标号，使其弹模值接近老混凝土。
2、什么是土壤质量?其评价指标有哪些? 答：土壤质量或土壤键康是指土壤在地球陆地生态系统界面内维持生物的生产力，保护环境质量和环境稳定性，以及促进动物和人类健康行为的能力。它是衡量和反映土壤资源与环境特性、功能和变化状态的综合体现与标志。
土壤质量评价是对土壤质量现状与状态变化高低或优劣的对比和等级类别的定性与定量评定，是进行土壤生产与环境管理的基础。一般来说，作为土壤质量评价的基本定量指标体系应涉及以下内容。
（1）土壤肥力指标；（2）土壤质量生物学指标 ；（3）土壤环境质量指标 ；（4）土壤生态指标 ；（5）土壤退化指标。
3、据地下水的水文地质条件，多年冻土区的地下水可分为几类？
答：一般地区的水文地质条件受地貌、地层岩性、构造、气候和水文等多种自然因素的控制，但在多年冻土地区，多年冻土构成了区域隔水层，连续分布的多年冻土是控制水文地质条件的主导因素。
前苏联学者托尔斯欣和什维佐夫等根据地下水的水文地质条件，将多年冻土区地下水分为冻结层上水、冻结层间水和冻结层下水，冻结层上水以上还存在包气带水。赋存于多年冻结层上部季节性融化层中的地下水为冻结层上水；赋存于多年冻结层下部含水层中的地下水为冻结层下水。多年冻土区的较大河流沿岸、湖泊周边地带、主要断裂带的周围常形成宽度不大的带状融区，是冻结层上水和冻结层下水相连的通道，也称融区地下水。还有一种水是存在于多年冻土层间的常年液态水，称之为冻结层间水。
4、国内外学者为了研究地下水资源形成的基本规律和它的利用价值，对地下水资源进行了多方面的研究，提出了各种分类的方案。请谈谈你对地下水资源分类的理解？
答：进行地下水资源分类，既要考虑地下水本身的特性，又要考虑供水的要求。如20世纪40年代前苏学者普洛特尼柯夫的地下水储量分类，这种分类反映了地下水量在天然状态下一定的客观规律，在我国20世纪50~60年代的地下水资源评价中曾被广泛的应用。但是，该分类方法没有明确各储量间的相互转化关系及它们在开采资源中所起的作用，在调节储量中，也没有详细分析降寸入渗和蒸发对地下水位变幅的影响，所以对地下水资源评价的质量不高，提不出可靠的开采数据，需要改进。
我国地下水资源分类方案很多，目前比较常用的分类是从水文循环的观点出发，将地下水资源分为补给量、储存量和排泄量。
补给量：是指在天然状态或开采条件下，单位时间内通过各种途径（包括大气降水和地表水体渗入、地下水侧向流入、越流补给及人工补给等）流入含水层的水量。按补给量的形成条件又可分为天然补给量和开采补给量。储存量：储存量是指储存于含水层内重力水的体积，根据含水层埋藏条件的不同，又可分为容积储存量和弹性储存量。排泄量：排泄量是指从含水层的补给区到排泄区的整个范围内地下水总的减少量。按照排泄消耗的形式可分为天然排泄量、开采排泄量和人工采量。
5、土石坝防渗加固方法中膏状稳定浆液灌浆的浆液有哪些特点？
答：膏状稳定浆液的特点：
（1）抗流水稀释性能
膏状稳定浆液中含有大量的黏土、膨润土等掺合料，黏土的黏滞作用和抗渗透作用使膏浆自成一体，流水不能进入膏浆的内部，使膏浆的水泥颗粒、黏土颗粒不会产生离析。（2）抗流水冲刷性能 普通膏浆的抗水稀释能力使膏浆体作为一个整体来抗击水流的冲刷，而膏状稳定浆液可以缩短膏浆胶凝时间，使其快速凝固，更加减小了边缘的冲刷。
（3）流动特性和扩散特性
膏状稳定浆液是典型的宾汉姆体，与普通高含水量水泥悬胶体浆液灌浆相比，浆液扩散形式完全不同。使用膏状稳定浆液时，则形成明显的扩散前沿，在水泥快速初凝后，膏浆就形成较为坚硬而密实的水泥结石，在其后面的裂隙和空洞就会被膏浆完全填满。
（4）触变性
膏状稳定浆液具有触变性质，当膏状稳定浆液承受的推力大于其自身的屈服强度，浆体将产生流动，并将出现典型的流体性质，一旦小于其自身的屈服强度，膏浆的黏度得到恢复，表现出特定的固体性质。
（5）速凝性 通过速凝剂调节水泥膏浆的凝结时问，在普通水泥膏浆的基础上改进为膏状稳定浆液，加快了浆体初凝速度，使浆体从流态迅速转变成固体，减少了流水对浆体的冲刷和稀释，能有效地控制浆体扩散半径。
6、土壤污染的概念是什么?土壤污染的类型有哪些? 答：土壤污染是指在自然或人为因素影响下，将有毒有害物质输入到土壤中，使土壤正常的生态功能遭到破坏或干扰，具体表现为土壤物理、化学及生物进程被破坏，土壤肥力下降，最终导致土壤环境质量恶化的现象。
土壤污染的雷士是指凡是进入土壤并影响到土壤的理化性质和组成而导致土壤的自然功能失调、土壤质量恶化的物质，统称为土壤污染物。土壤污染物的来源广、种类多，大致可分为无机污染物、有机污染物和有害微生物三大类。（1）重金属污染物：在当前环境污染研究中，重金属主要指汞、镉、铅、铬、铜、锌。类金属砷和非金属氟也包含其中。（2）农药：农药是指用于防治、消灭或者控制危害农业、林业的病、虫、草和其他有害生物以及有目的地调节植物、昆虫生长的化学合成的或者来源于生物、其他天然物质的一种物质或者几种物质的混合物及其制剂。（3）固体废物：固体废物是固态或半固态废弃物的总称，包括城市生活垃圾、有害有毒固体废物（危险废物，包括医院垃圾、废树脂、药渣、含重金属污泥、酸和碱废物等）和无毒无害固体废物（不含放射性物质的粉煤灰、建筑垃圾等）三大类，其中前两类固体废物的任意排放会严重污染和破坏环境。
第二次作业：
（本次作业只要求初级职称学员答，中高级职称学员不答）．．
1、矿床充水水源有哪些？
答：矿床充水水源主要有：（1）降水是地下水的主要补给水源，所有矿床充水都直接或间接与降水有关。有时降水还是唯一的矿床充水水源，如位于当地侵蚀基准面以上的矿床和无地表水分布的矿区。（2）地表水位于矿区或矿区附近的地表水，往往成为矿坑水的重要充水水源，给采矿造成很大威胁。因此，地表水是矿床水文地质条件复杂程度划分的重要依据之一。（3）地下水是矿坑涌水的直接来源，造成矿坑涌水的含水层称充水含水层（或充水围岩）。同时它还是其它水源进入矿坑的主要途径。（4）老窖水是指被废弃矿坑和淹没的生产井巷中的积水，是矿区浅部采矿常见的充水水源。
2、饮用水指工厂的水制品或生产中使用的取自公共配给的或私人配给的水源，经过过滤（活性炭或颗粒物过滤），加臭氧或其他相当的消毒处理的水。目前饮用水中有哪些类型？
答：目前饮用水中有以下类型：（1）自来水，取自口味纯正和水质组成上比较优良的自来水，充二氧化碳气进行装瓶，多供作饮用水，惟一的要求是必须符合饮用水标准。（2）饮水。一般取自井水或优质自来水，在装瓶前经过加工工序处理，多数是大容器包装，供生活饮用。（3）去矿物质水，经过蒸馏、去离子、反渗透或其他方法处理，且其总固体含量不大于10mg/kg。（4）饮水，取自低矿化度的矿泉水、自来水或井水，经离子交换处理，除去Ca2+、Mg2+、Na+、Mn2+等阳离子，甚至也除去某些阴离子而进行生产的各种瓶装饮用水。（5）天然水，指未经过人们加入或除去某矿物质以改变其矿化度的地表水，但可以经过包括过滤、加臭氧或相当的消毒步骤的处理。（6）井水，指通过外界力量或在形成真空的状态下，经过管道或类似装置从地下得到的水，未加入也未去除矿物质或其他可溶性固体而改变其组成，但可以经过包括过滤、加臭氧或相当的消毒处理。其产品可以标明为“井水”或“天然井水”。（7）自流井水，指由地下自然地压力使地下水通过管道自动地流到地表的水。（8）苏打水，取自典型的自来水，经充二氧化碳气处理，然后加入矿物盐的水。
3、简述以土石坝为挡水建筑物的病险水库常用的加高大坝的几种方式。
答：加高大坝主要有以下几种方式。(1)下游培厚加高
下游培厚加高即为在原大坝下游培厚，并加高坝顶，在加高培厚前，应对大坝下游坝基及下游坡面进行清基处理。这种加高方式不受水库蓄水限制，也不影响水库蓄水，在下游地形条件容许的条件下宜优先采用。
(2)上游培厚加高
上游培厚加高即在原大坝上游面培厚大坝坝体，并加高坝顶。在加高培厚前，应视大坝上游坝基地质条件进行变形和稳定分析，必要时采取适当的处理措施。
这种加高方式往往是在大坝上游坝坡抗滑稳定不满足规范要求，或者是下游坝坡地形、地物不容许培厚加高的条件下采用。
采用该方式培厚加高时，如在水库的淤积物上加高，应根据淤积物固结情况，进行变形和稳定分析，必要时采取相应的清淤处理措施。
(3)戴帽加高
在土石坝坝体加高高度不大，且原坝体的填筑质量、坝坡抗滑稳定安全裕度以及地震烈度等情况进行论证均满足规范要求时，可采用在坝顶戴帽加固的方式。
4、污染土壤的修复措施有哪些? 答：不同污染类型的土壤污染，其具体治理措施不完全相同，对已经污染的土壤要根据污染实际情况进行修复。
（1）重金属污染土壤的治理措施
土壤中重金属的显著化学行为是不移动性、累积性的，具有不可逆性的特点。因此，对受重金属污染土壤的治理要根据污染程度的轻重进行改良。从降低重金属的活性，减小它的生物有效性入手，加强土、水管理。
1）通过农田的水分调控，调节水田土壤Eh来控制土壤重金属的毒性。
2）施用石灰、有机物质等改良剂。3）客土、换土法
对于严重污染土壤采用客土或换土是一种切实有效的方法。但此法的代价较高，对大面积治理难以推广。
4）生物修复 对污染严重的土壤，尤其是那些矿山土壤的治理，在复垦前，采用超积累植物的生物修复技术是一个可能的方法。
（2）有机物（农药）污染土壤的防治措施
对于有机物、农药污染的土壤，除合理施用农药、采用病虫害综合防治、改进农药剂型等以预防为主的系列技术措施外，对污染土壤的治理应从加速土壤中农药的降解入手。其中采取以下措施：
1）增施有机肥料，提高土壤对农药的吸附量，减轻农药对土壤的污染。2）调控土壤pH和Eh，加速农药的降解。
心得体会
一、学习内容的概括和总结
本教材的教学内容主要有三个讲座
第一讲：不同类型地下水资源特征与评价 第二讲：水利工程新技术
第三讲：土壤质量与土壤资源保护 第一讲的内容概括总结如下：
第一个讲题：不同类型地下水资源特征与评价，包括5个小结：
进行地下水资源分类，既要考虑地下水本身的特性，又要考虑供水的要求。如20世纪40年代前苏学者普洛特尼柯夫的地下水储量分类，这种分类反映了地下水量在天然状态下一定的客观规律，在我国20世纪50~60年代的地下水资源评价中曾被广泛的应用。但是，该分类方法没有明确各储量间的相互转化关系及它们在开采资源中所起的作用，在调节储量中，也没有详细分析降寸入渗和蒸发对地下水位变幅的影响，所以对地下水资源评价的质量不高，提不出可靠的开采数据，需要改进。
我国地下水资源分类方案很多，目前比较常用的分类是从水文循环的观点出发，将地下水资源分为补给量、储存量和排泄量。
补给量：是指在天然状态或开采条件下，单位时间内通过各种途径（包括大气降水和地表水体渗入、地下水侧向流入、越流补给及人工补给等）流入含水层的水量。按补给量的形成条件又可分为天然补给量和开采补给量。储存量：储存量是指储存于含水层内重力水的体积，根据含水层埋藏条件的不同，又可分为容积储存量和弹性储存量。排泄量：排泄量是指从含水层的补给区到排泄区的整个范围内地下水总的减少量。按照排泄消耗的形式可分为天然排泄量、开采排泄量和人工采量。
无论是灌溉、供水还是排水，单井的情况是不多见的。因为单井的出水量往往不能满足供水要求，也达不到排水效果，通常都是利用井群抽水。而且在供、排水工程中，为了便于管理，节省管材，或达到降低地下水位的目的，常常把井布置得比较集中。当各井之间的距离小于两倍的影响半径时，彼此间的流量和降深就会发生干扰，通常将这样一些在干扰条件下工作的水井称为井群（或井组）。井的干扰现象表现为：当干扰井群都为抽水井时，干扰井的涌水量较相同水位降深时该井单井工作时的涌水量小；反之，干扰井的水位降深较单井工作相同涌水量时的水位降深值大。干扰井工作时任一井中的水位变化由两部分组成：一部分是该井本身工作所造成的水位变化值，另一部分则是由于其他井工作在该井所引起的水位变化值。同时，干扰井的涌水量除了受影响单击涌水量各项自然因素的影响外，井群的数量、间距、布井方式和井的结构等显然亦明显地影响井的出水量。
国外饮料工业的兴起，是从喝天然矿泉水开始的。许多国家根据各自的国情，对瓶装水的定义、分类及标准等制定了条例或法规。联合国粮农组织/世界卫生组织（FAO/WHO）、欧洲联盟（EU）等国际组织先后与1997年、1998年修订了有关瓶装天然矿泉水或天然矿泉水的法规条例等文件。主要产销国一般均由国家设立管理委员会等专管机构，负责瓶装天然矿泉水的调研、开发。利用和保护工作；私人垄断公司则负责生产、宣传、销售等工作。饮料分类系统中包括了瓶装水。瓶装水在国外饮料市场中收到消费者的欢迎，取得了较大的发展。为了适应国外市场的需求和国内旅游业的发展，瓶装饮用水在我国饮料市场已占有一席之地。
一般地区的水文地质条件受地貌、地层岩性、构造、气候和水文等多种自然因素的控制，但在多年冻土地区，多年冻土构成了区域隔水层，连续分布的多年冻土是控制水文地质条件的主导因素。前苏联学者托尔斯欣和什维佐夫等根据地下水的水文地质条件，将多年冻土区地下水分为冻结层上水、冻结层间水和冻结层下水，冻结层上水以上还存在包气带水。赋存于多年冻结层上部季节性融化层中的地下水为冻结层上水；赋存于多年冻结层下部含水层中的地下水为冻结层下水。多年冻土区的较大河流沿岸、湖泊周边地带、主要断裂带的周围常形成宽度不大的带状融区，是冻结层上水和冻结层下水相连的通道，也称融区地下水。还有一种水是存在于多年冻土层间的常年液态水，称之为冻结层间水。
矿体尤其是围岩中赋存有地下水，这种现象称矿床充水。这些地下水及与之有联系的其它水源，在开采状态下造成矿坑的持续涌水。把水源进入矿坑的途径称为充水通道。水源与通道构成了矿床充水的基本条件，其它各种因素只是通过对水源与通道的作用，影响矿坑涌水量的大小，称充水强度影响因素。如阻隔各种水源进入矿坑自然因素，扩大天然通道，产生新通道的采矿因素。水源、通道、充水强度影响因素，通称矿床充水因素，它们在充水过程中的不同组合，形成了不同的充水条件。其中，充水水源的规模、充水通道的导水性以及导致采矿后发生变化的采矿因素，是矿床充水因素分析的重点。矿床充水是矿坑涌水、矿坑突水的前提条件。
充水因素分析贯穿矿床勘探与开采的全过程。勘探阶段，主要根据矿床所处的自然环境及矿区水文地质条件，初步预测采后主要充水水源和通道，为矿坑涌水量的预测提供依据；开采阶段，充水因素分析更具体，可结合具体开采条件为解决矿坑充水水源和充水通道问题，为所采取的防治矿坑充水措施提供依据。第二讲：水利工程新技术，包括3个小结：
一、水库大坝加固技术
（一）防洪安全加固技术：为提高水库大坝的抗洪能力，使其满足防洪标准，一般采取的工程措施主要有3种：①适当加高培厚大坝，增加水库调蓄能力；②加大泄洪建筑物规模，扩大泄洪能力；③适当加高大坝与扩大泄洪设施并举。工程措施应结合工程的具体情况分别对待，既满足工程防洪标准的要求，又经济合理。
（二）土石坝加高技术：
(1)下游培厚加高，下游培厚加高即为在原大坝下游培厚，并加高坝顶，在加高培厚前，应对大坝下游坝基及下游坡面进行清基处理。这种加高方式不受水库蓄水限制，也不影响水库蓄水，在下游地形条件容许的条件下宜优先采用。(2)上游培厚加高，上游培厚加高即在原大坝上游面培厚大坝坝体，并加高坝顶。在加高培厚前，应视大坝上游坝基地质条件进行变形和稳定分析，必要时采取适当的处理措施。这种加高方式往往是在大坝上游坝坡抗滑稳定不满足规范要求，或者是下游坝坡地形、地物不容许培厚加高的条件下采用。采用该方式培厚加高时，如在水库的淤积物上加高，应根据淤积物固结情况，进行变形和稳定分析，必要时采取相应的清淤处理措施。(3)戴帽加高，在土石坝坝体加高高度不大，且原坝体的填筑质量、坝坡抗滑稳定安全裕度以及地震烈度等情况进行论证均满足规范要求时，可采用在坝顶戴帽加固的方式。
（三）土石坝防渗加固技术
渗漏问题是病险土石坝主要病害之一，我国在这方面积累了丰富的工程经验，主要处
理方法有混凝土防渗墙、高压喷射灌浆、劈裂灌浆、膏状稳定浆液灌浆、土工膜防渗等。
（四）结构安全加固技术 结构安全是水库大坝安全的基本要求，结构安全加固应在结构安全评价或结构安全复核的基础上，根据评价和复核结论，采取适当的加固措施，使其结构稳定性、应力及变形满足国家及行业现行规范要求。其中土石坝的结构安全加固主要为坝坡稳定加固、坝体密实性加固及坝体、坝坡裂缝处理等；混凝土坝及泄水、输水建筑物的结构安全加固主要是结构应力及稳定加固、耐久性处理(抗碳化处理)及裂缝处理等。
二、水利水电工程勘测设计技术
1.开展生态型水电工程设计，实现工程和环境和谐建设 2.上水库布置设计具有多项独创性
3.国内大型水电工程首次采用土工膜防渗，创新土工膜防渗结构 4.高压引水道设计走在技术应用的前沿 5.地下厂房设计技术特点和创新 6.机电设计新技术应用
7.下水库大坝改建设计结合建设生态公园 8.重视景观恢复及环境保护、水土保持设计
三、大型水利工程建设技术
糯扎渡黏土心墙堆石坝的主要技术创新是：
(1)直心墙技术。(2)人工掺砾土料。(3)坡度优化。(4)软岩料的采用。(5)在基础理论研究方面，对静力本构模型进行了改进，使计算成果更为可靠；在构建动力本构模型方面，对模型中参数随应变和围压变化的规律、模型参数确定方法及构筑多维量化记忆模型都作了有益的探索；提出了心墙中可能存在的渗水弱面是产生水力劈力条件的重要论点；提出了针对高心墙堆石坝坝基混凝土垫层开裂缝隙的渗流模拟分析方法。这些研究成果大多属于国际领先或先进水平。(6)采用大型碾压设备。(7)数字化大坝信息管理系统。第三讲：土壤质量与土壤资源保护，包括3个小结：
土壤质量（soil quality）或土壤键康（hcalth of soil）是指土壤在地球陆地生态系统界面内维持生物的生产力，保护环境质量和环境稳定性，以及促进动物和人类健康行为的能力。它是衡量和反映土壤资源与环境特性、功能和变化状态的综合体现与标志。
美国土壤学会把土壤质量定义为:在自然或人类生态系统边界内，土壤具有动植物生产持续性，保持和提高水、气质量以及支撑人类键康与生活的能力。
土壤质量包括三个方面：一是生产力，即土壤提高植物和生物生产力的能力；二是环境质量，即土壤降低环境污染物和病菌损害，调节新鲜空气和水质量的能力；三是动物和人类健康，即土壤质量影响动植物和人类健康的能力。
土壤质量的定义已不只是将食物安全作为土壤质量的最高标准，还关系到生态系统稳定性，地球表层生态系统的可持续性，是与土壤形成因素及其动态变化有关的一种固有的土壤属性。
随着人类社会对土壤需求的扩展，土壤的开发强度越来越大，向土壤排放的污染物也成倍增加。目前，我国遭受不同程度污染的农田已达1000万hm2，对农业生态系统已造成极大的威胁。防治土壤污染，保护有限的土壤资源不减少，实际上已成为突出的全球问题。
同污染类型的土壤污染，其具体治理措施不完全相同，对已经污染的土壤要根据污染实际情况进行修复。
（1）重金属污染土壤的治理措施
土壤中重金属的显著化学行为是不移动性、累积性的，具有不可逆性的特点。因此，对受重金属污染土壤的治理要根据污染程度的轻重进行改良。从降低重金属的活性，减小它的生物有效性入手，加强土、水管理。
1）通过农田的水分调控，调节水田土壤Eh来控制土壤重金属的毒性。
2）施用石灰、有机物质等改良剂。3）客土、换土法
对于严重污染土壤采用客土或换土是一种切实有效的方法。但此法的代价较高，对大面积治理难以推广。4）生物修复 对污染严重的土壤，尤其是那些矿山土壤的治理，在复垦前，采用超积累植物的生物修复技术是一个可能的方法。
（2）有机物（农药）污染土壤的防治措施
对于有机物、农药污染的土壤，除合理施用农药、采用病虫害综合防治、改进农药剂型等以预防为主的系列技术措施外，对污染土壤的治理应从加速土壤中农药的降解入手。其中采取以下措施：
1）增施有机肥料，提高土壤对农药的吸附量，减轻农药对土壤的污染。
2）调控土壤pH和Eh，加速农药的降解。
各种自然和人为的因素造成土壤退化的现象主要可归纳为以下几个方面：
（一）土地荒漠化（1）风蚀荒漠化、（2）水土流失（3）土壤盐渍化
（二）土壤肥力衰退
（三）土壤污染。
随着工业化、城市化和农业现代化，大量污染物通过不同方式进入土壤，这些污染物不仅危及人畜的健康和安全，而且在土壤中沉积，破坏土壤生物群体组成，破坏土壤结构，当其数量超过土壤自我调节容量，就会破坏土壤生态平衡，使土壤生产力下降。土壤污染不但直接表现为土壤生产力的下降，而且也通过以土壤为起点的土壤、植物、动物、人体之间的联系，使某些微量和超微量的有害污染物在农产品中富集起来，对动植物和人类产生严重的危害。
土壤资源保护中需要克服的障碍：（1）自然障碍（2）经济障碍（3）制度障碍（4）技术障碍。
二、学习体会
第一讲：通过对本讲的学习，可以辅助提高地下水资源相关专业人员的地下水资源管理与开发方向的专业理论水平和专业技能，加深对地下水资源管理、地下水资源开发利用等问题的了解，提高对水资源管理与开发的认识，扩展实际工作的思路，增强解决实际问题的能力，达到理论与实际相结合的目的。
第二讲：通过本讲的学习，使学员掌握当今水利工程中新技术的发展趋势、了解水利工程问题的新方法、新技术。主要更新了当今水利工程的技术和科学研究的发展，从基础理论、施工技术、工程管理等多方面拓展知识层面，掌握本行业发展动向，进而在实际工作中更新知识，更新理念，提高专业工作水平。
第三讲：通过本课程学习使学生掌握土壤质量的基本理论、土壤资源保护生态水利工程规划设计方法等。在知识方面能够了解当前土壤生态的重要性，找出有效的防治途径和措施，是农业可持续发展和粮食数量的持续供给和粮食质量、生态环境的保证。
第二篇：2014年黑龙江大学水利工程心得体会
心得体会
一、学习内容的概括和总结 本教材的教学内容主要有三个讲座 第一讲：水环境污染及其防治
第二讲：水电站钢筋混凝土管及钢衬钢筋混凝土管技术 第三讲：渠道防渗抗冻新材料与新技术 第一讲的内容概括总结如下：
第一个讲题：水环境污染及其防治，包括3个小结： 水环境污染的概念分为水环境、污染源、水体污染。
水污染的类型：水体污染按污染物类型可分为物理性污染、生物性污染和化学性污染三类。物理性污染：是指水中含有的非溶解性的悬浮物以及其他污染物通过物理作用对水体造成的污染。如泥沙、油、热源等。生物性污染：是指水体受细菌、藻类、霉菌、酵毒菌等微生物、病毒、各种浮游生物、寄生虫及虫卵的污染。化学性污染：是由化学物质导致的水质污染，它又可分为无机污染、有机污染、有毒物质污染。水中污染物的迁移转化分为水体的自净作用、污水排入河流的混合过程、持久性污染物的稀释扩散、污染物在水体中的迁移转化四大类。
地下水污染治理技术：地下水是指埋藏在地面以下，存在于岩石和土壤孔隙中可流动的水体，是地球上丰富且分布广泛的淡水资源，对人类的生产和生活有着重要的意义。
地下水污染的特点与途径：特点：（1）隐蔽性：地下水埋藏于地下，即使某些组分已经受到污染，但是很难像地表水一样，从颜色、气味、鱼类死亡等现象鉴别，对人体的影响是长期的，不易察觉。（2）难以逆转性：地下水一旦受到污染，很难治理与恢复。一方面，地下水循环、流动速度慢，即使切断污染源，也需要几年，甚至几十年才能使地下水水质恢复；另一方面，污染物被介质与有机质吸附后，在水环境中不断发生吸附-脱附的反复交替，增大了恢复的难度。途径：污染物从污染源进入到地下水中所经过的路径称为地下水污染途径。依据入渗过程的水力学特点，分为4种途径：
1、间歇入渗型；
2、连续入渗型；
3、越流型；
4、径流型。
地下水修复技术的分类和原理：目前较典型的地下水污染修复技术已经有十多种。按修复方式可分为原位屏蔽技术、异位修复技术和原位修复技术。其中原位修复技术具有不破坏土体和地下水自然环境条件的优点，不但可以节省处理费用，还可减少地表处理设施的使用，最大程度地减少污染物的暴露和对环境的扰动，因此应用更广泛的应用前景。分为以下3类
1、原位屏蔽技术；
2、地下水异位修复技术；
3、地下水原位修复技术。
地表水污染的途径及污染源：水是良好的溶剂，水流具有携带和摄运物质的能力。因此许多物质都能溶解于水或为水所悬浮，并被带入水体。水体又具有一定自净能力，即通过物理的、化学的和生物学的作用，可以便溶解和悬浮于水中的物质稀释、转化和降解。当由于受到来自物质或能量方面施加的影响，使水体中水的色、嗅、味、浊等感观性状，温度、酸碱度、电导度、氧化还原电位、放射性等物理化学性质，以及化学成分、生物组成、底质等情况发生的变化，不能通过水体自净能力得到恢复，从而变得不适于人类使用的现象，称为水污染。水体污染的途径：污染物一般可通过3种途径进人水体：一是通过径流搬运。二是随大气降水或自然沉降。三是直接向水体排放废弃物。污染源的分类：按污染物的不同来源可分为自然污染源和人为污染源。水污染的主要类型及性质：
1、耗氧有机物污染；
2、毒污染；
3、放射性污染和热污染；
4、富营养化污染；
5、酸雨污染。河流水环境改善和生态修复内容：
1、保持水量改善水质；
2、控制河湖水体富营养化。河流湖泊和水库水体修复技术：
1、污水截流技术；
2、湿地生态工程技术；
3、引水稀释净污技术；
4、清淤和河床生态系统修复技术；
5、河湖水质强化净化技术。
第二讲：水电站钢筋混凝土管及钢衬钢筋混凝土管技术，包括5个小结：
压力管道：压力管道的功用与要求：压力管道是指从水库或水电站平水建筑物(压力前池或调压室)向水轮机输送水量的管道。它是水电站的重要组成部分，其特点是坡度陡、内水压力大、靠近厂房且承受水锤的动水压力，故又称为高压管道或高压水管。压力管道的功用是输送水能。由于其内水压力大，因此运行中可能会爆裂，而承受外压时又有可能失稳。管道失事将危及厂房安全，因此对压力管道的材料、设计方法和工艺等有不同于一般水工建筑物的特殊要求。压力管道的布置应适应所处地形地质条件，尽量缩短长度，降低水锤压力，减小水头损失，与水库、压力前池、调压室及厂房应妥善连接，提高水电站运行的经济性。
压力水管的结构型式与适用条件：由于结构、材料、管道布置及周围介质的不同，压力管道的结构型式也不同。
钢筋混凝土管： 钢筋混凝土管的敷设方式：钢筋混凝土管通常敷设在刚性管座上。管座材料一般用浆砌块石。地基较好，管径小于0.5m时，可将管子直接放在地基上；若为土基，管座下应加铺碎石或卵石。钢筋混凝土管的敷设方式常有以下两种：(1)连续式；(2)间断式。钢筋混凝土管的类型：钢筋混凝土管分为普通钢筋混凝土管和预应力、自应力钢筋混凝土管及自应力钢丝网水泥管。钢筋混凝土管的构造：(1)现浇钢筋混凝土管；(2)预应力钢筋混凝土管。钢衬钢筋混凝土管： 坝下游面钢衬钢筋混凝土管构造：坝下游面钢衬钢筋混凝土管道的内层为钢管，由钢板卷制焊成，按运输吊装条件制成一定长度的管节，运至现场进行环绕焊接组装。2.3.3 坝下游面钢衬钢筋混凝土管道设计原则(1)荷载组合主要有：1)
内水压力。2)温度荷载。3)坝体变形引起的作用在管道上的轴向力。4)振动荷载。
设计要求及准则：要求在上述荷载各种可能的组合下，管道结构应该满足以下要求：①有足够的强度；②管壁混凝土允许开裂，但裂缝宽度应该限制在允许范围内，一般不超过0.3mm；③管坝连接可靠；④结构尽可能简单、安装及施工方便、经济。
混凝土开裂后管道应力分析：钢衬钢筋混凝土管道当混凝土不开裂时，绝大部分内水压力由钢筋混凝土承受。但当混凝土切向拉应力值较大时，将使混凝土沿径向开裂。开裂后，上述计算方法已不再适用，管道的应力分析更加复杂。温度荷载作用下的管道应力分析：坝下游面钢衬钢筋混凝土管道敷设于混凝土坝的下游坝面，三面为自由边界，一面与坝体混凝土用施工缝连接。除了上面所述内水压力的作用以外，由于施工期混凝土水化热和外界气温变化的影响，在坝下游面管道内产生很大的温度应力。在管道投入运行以后，由于管道混凝土属于薄壁结构，管道内水温较低，外壁又暴露在大气中，受气温变化影响很大，也形成较大的运行期温度应力。因此在进行坝下游面管道设计时，还必须考虑温度荷载的作用。第三讲：渠道防渗抗冻新材料与新技术，包括3个小结：
渠道防渗材料与应用技术：灌溉渠道在输水过程中，必然有部分水量由于渠道渗漏、水面蒸发等原因，在沿途损失掉了，从而不能引入田间为作物所利用。渠道的这种输水损失主要包括渠道的渗水损失、漏水损失和水面蒸发损失三大部分。水面蒸发损失是指沿渠道水面蒸发掉的水量，其量甚微，仅占渗水、漏水损失的5%以下。渠道漏水损失主要是因生物作用，或者因施工不良而形成的漏洞、空隙所损失掉的水量；或者因管理不善，工程失修，渠系不配套，建筑物漏水及渠堤决口等原因所造成的水量损失，又称施工、管理损失，这部分损失水量相当大。但是，它可以在施工中和管理中予以避免，或在施工和管理中采取必要的技术措施予以防止。
渠道防渗技术发展概况：渠道防渗技术是指为了减少渠床土壤透水性或建立不易透水的防护层而采取的各种技术措施。利用渠道将灌溉水由水源输送到田间是农田灌溉的主要输水方式。灌溉渠道在输水过程中只有一部分水量通过各级渠道输送到田间为作物所利用，而另一部分却从渠底、渠坡的土壤空隙中渗漏到沿渠的土壤中，不能进入农田为作物利用，这就是渠道渗漏损失。采用土渠输水，渗漏损失的水量一般占输水量的50%-70%。为了减少输水过程的渗漏损失，常采用防渗的方法。渠道防渗是我国目前应用最广泛的节水工程技术措施，使用所有的灌溉渠道。
渠道防渗的作用：可以极大地减少农业灌溉用水的浪费，节水潜力巨大。渠道防渗也是灌区发挥水资源潜力，实行节约用水，建立高产稳产基本农田的重要而有效的工程技术措施。
渠道防渗主要有以下几方面的作用。
1、节水潜力大。
2、可以提高输水能力。
3、可以降低地下水位，有利于改良盐碱地。
4、有利于渠道的安全运用。
渠道防渗措施类别：渠道防渗措施包括管理措施和工程措施两大方面。
渠道防渗工程措施很多，但就其防渗特点而言可以分为三大类：（1）在渠床上加做防渗层（衬砌护面）；（2）改变渠床土壤的渗漏性能；（3）新的防渗渠槽结构形式。
渠道防渗工程措施的种类很多，各地应根据具体条件因地制宜地选择。选择时应注意以下主要原则：（1）防渗效果好，有一定的耐久性；（2）因地制宜，就地取材，施工简易，造价低廉。（3）能提高渠道的输水能力和抗冲能力，以及减小渠道断面尺寸；（4）便于管理，养护、维修费用低。
渠道防渗材料及特点：渠道防渗是我国目前应用最广泛的节水工程技术措施。常用土料、水泥土、面料、膜料、混凝土和沥青混凝土等材料应建立渠道防渗层，以达到防渗的目的。选用时，应根据渠道大小、防渗效果和使用年限等工程要求，结合当地的地形、土质、气候、地下水位等工程环境条件和社会经济情况，并注意施工简易、造价低廉、便于管理维修等因素。按照因地制宜，就地取材的原则，合理确定。
1、土料防渗；
2、水泥土防渗；
3、砌石防渗；
4、混凝土防渗；
5、沥青混凝土防渗；
6、膜料防渗。
暗渠（管）防渗材料及特点：用于暗渠（管）的防渗材料，不仅要满足防渗输水的要求，同时要承受外部荷载与内部水压力的作用。目前用于暗渠（管）得防渗材料主要为砌石、石棉水泥、混凝土、钢筋混凝土、塑料等材料。砌石一般砌筑成暗渠，石棉水泥和塑料为管材，混凝土和钢筋混凝土既可现场浇筑，也可预制为管材，以混凝土管应用最为广泛。
1、砌石暗渠：
2、石棉水泥管；
3、素混凝土暗渠（管）；
4、钢筋混凝土管；
5、塑料管
防渗渠道的断面形式：防渗渠道分为明渠和暗渠（管）两种形式。明渠防渗的断面形式的分为矩形、梯形（包括弧形底梯形、弧形坡脚梯形）、U形和复合形；暗渠（管）的断面形式分为城门洞形、箱形、正反拱形和圆形。
渠道防渗抗冻新材料与新技术：
1、渠道防渗抗冻新材料；土工合成材料黏土垫（GCL）：
1、柔性极好，抗张应力的能力强，在张应力变达20%情况下，其渗透率不增大。
2、具有极强的自愈合功能。
3、抗干湿循环和抗冻融循环的能力强。
4、比土工膜搭接方便，安装简单，施工速度快。
土壤固化剂：20世纪发展起来的新型材料，将其加入土壤中，可增强土体憎水性或降低土体水的冰点，阻止或减弱土体冻结时的水分迁移，从而减轻或消除冻胀，提高了土体的抗
渗、抗冻性能。土壤固化剂应用于渠道防渗工程上，具有可就地取材、工程造价低、施工简单方便、防渗抗冻效果较好等优点。
混凝土U形防渗渠道：采用底部为半圆或弧形、上部为一定倾角的直线段的断面形式（目前在我国中、小型渠道上大量推广应用，其具有以下优点：
1、防渗效果显著；
2、水力条件好，流速快；
3、抗外力和抗冻张性能好；
4、渠道占地少，投资小；
5、便于管理。
复合材料防渗结构形式：
1、防渗效果好；
2、延长渠道防渗工程的寿命；
3、施工工期短，造价低；
4、抗冻胀性能好。
二、学习体会
第一讲：通过对本讲的学习，可以辅助提高相关专业人员的水环境污染及其防治专业理论水平和专业技能，加深对水环境污染及其防治等问题的了解，提高对水环境的认识，扩展实际工作的思路，增强解决实际问题的能力，达到理论与实际相结合的目的。
第二讲：通过本讲的学习，使学员掌握水电站钢筋混凝土管及钢衬钢筋混凝土管技术，渠道防渗可以极大地减少农业灌溉用水的浪费，节水潜力巨大。渠道防渗也是灌区发挥水资源潜力，实行节约用水，建立高产稳产基本农田的重要而有效的工程技术措施。进而在实际工作中更新知识，更新理念，提高专业工作水平。
第三讲：通过本课程学习使学生掌握渠道防渗抗冻新材料与新技术等。在知识方面能够了解当前最新的防渗抗冻新材料与新技术，找出有效的防渗途径和措施，是农业可持续发展和粮食数量的持续供给和粮食质量、生态环境的保证。
第三篇：2011水利工程思考题
水利工程思考题
第一次作业：
（本次作业要求初级职称学员答1、2、3、4题，中高级职称学员答3、4、5、6题）
1、请结合防洪抢险对策的总体要求，思考在江河洪水治理中针对融雪洪水这一类型的洪水有哪些治理措施？
融雪融冰洪水是由冰川融水和积雪融水为主要补给来源所形成的洪水。
首先，各级政府要严格执行防汛抗旱工作行政首长负责制，认真落实重点河道、水库、险工险段，重要城市的防汛责任人、技术责任人和岗位责任人。进一步加强水库安全管理工作；强化春季防汛安全检查工作。各级防汛部门要实行24小时值班制度，各水库、河道险工险段要有专人值守。
其次，容易遭受融雪洪灾的各地在做好防御春洪工作的同时，应充分利用积雪融水、河道来水偏多的有利条件，抢墒播种，提早灌溉。
2、纵观20世纪土的本构模型在理论、试验及应用方面的研究进展，展望21世纪的工程要求及土的本构模型研究的前景，有哪些问题还有待深入研究并可望有所突破？
1)对现有的土本构模型的基本性能和适用条件进行鉴定，进一步简化和普及那些经过长期应用被证明适用于土石坝计算的模型。
2)在目前研究的基础上建立和发展复杂应力状态与加载序列条件下的土的本构模型，使之不仅能够切实地考虑土的非线性与非弹性、软化、剪胀与剪缩性等
3)土石坝的抗震设计和地震反应分析需要能够反映土的动力特性的动本构关系模型。
4)应对现有的本构模型通过不同类型仪器、不同应力路径的土工试验、离心模型试验以及实际工程的现场测试结果等不同的验证形式，客观地评价和论证其正确性与可靠性，通过全面系统的分析比较确定其实用性与局限性及适用范围。
5)开展对应力、变形与含水量密切相关的非饱和土本构模型的研究，在建立本构模型时应充分考虑含水量的影响及颗粒骨架、孔隙水与气三相之间的界面相互作用及相互交换问题。
6)对于软粘土、黄土等结构性较强的土体，应继续深入开展结构性模型的研究
7)针对砂土与堆石的松散结构，应摆脱基于连续介质力学理论建立本构模型的固有局限性，开展基于细观力学理论的非连续性本构模型研究。
3、劣质水资源化的处理方式有几种？
污水处理技术主要包括物理法、生物法和化学法等方法。
1物理法
主要是利用物理分离污水中呈悬浮状态的污染物，在处理过程中不改变化学性质。属于物理的处理方法有：
1、沉淀（重力分离法）
2、过滤法
3、离心分离法
4、浮选（气浮）法
5、蒸发结晶法
6、反渗透法
2化学法
利用化学反应原理及方法来分离回收污水中的污染物或改变污染物的性质，使其从有害变为无害。属于化学处理方法有：
1、混凝法
2、中和法
3、氧化还原法
4、萃取法
5、吸附法
6、电渗析法
3生物法
主要是利用微生物的作用，使污水中呈溶解和胶体状态的有机污染物转化为无害的物质。属于生物处理方法有以下几种：
1、活性污泥法
2、生物膜法
3、生物（氧化）塘
4、大坝蓄水后下游部分地区地下水位上升，地面径流不能及时排除，造成一定程度的渍涝灾害，请结合实际思考目前渍涝灾害防治措施主要有哪些？
要坚持人水和谐的原则，更新治水思路。要尊重水资源的自身规律，贯彻可持续发展的思想，改变过去掠夺开发、寸土不让的传统做法，实现从控制洪水向管理洪水的转变，做到 “大路朝天，各走一边”，给洪水以出路，让洪水安全下泄，使群众安居乐业，在治水的规划中要坚持因地制宜，分类指导，要注重水利和经济社会的协调发展。
要因地制宜优化农业产业结构，恢复调蓄面积。水利部门主动参与农业结构调整，指导经济作物种植在合理高程，变被动抗灾为主动避灾。各地在进行产业结构调整过程应该征求水利部门的意见，水利部门也应主动参与农业产业化调整。
要发挥群众的主体作用，加强水利建设，搞好渠系的清淤扫障，调蓄湖泊的疏浚扩容。要加快小型水利工程产权制度和水管体制改革步伐。水利队伍是防灾减灾、治理渍涝灾害的主力军，要加快改革步伐，大力发展水利经济，壮大水利产业。
要在加快小型水利工程产权制度改革的同时，按照国办发《关于水利工程管理体制改革实
施意见》划分单位性质，确定经费来源，加快水利工程管理体制的改革，在理顺制度障碍的基础上，加快水利经济的发展，稳定水利队伍，加强工程管理，加快治涝建设步伐。
5、面板堆石坝的渗流控制措施可以归纳为哪几点？
面板堆石坝的渗流控制措施可以归纳为以下几点：
a．各防渗系统之问，例如地基防渗帷幕与坝体混凝土面板之间，用趾板联结，形成完整的防渗体系。
b．由上游面板到下游，在坝体中由细到粗设置垫层料、过渡料、主堆石料、次堆石料，面板上游底部还应设置防渗铺盖。
c．在用砂砾料和风化料作坝体材料时，在坝轴线或略偏于上游处，主坝堆石料与风化料或软岩石的次堆石区之间设烟囱式排水。控制可能的渗流。人们分析沟后水库的溃坝原因之一是坝体排水不畅。
d．在堆石体与地基或岸坡接触处，当有风化层、泥化岩层、断层裂隙的泥质充填处时，如果有发生渗流冲刷可能，要设置反滤保护。
e．在混凝土接缝中，特别是易于受拉的周边缝中，设置能适应大变形同时能保持防渗性能的止水材料。
6、请根据不同措施利用雨水的方式和特点，总结目前雨水利用技术的模式？
根据不同措施利用雨水的方式和特点，可将目前雨水利用技术概括为雨水就地利用、雨水叠加利用和雨水异地利用三种模式。
1、雨水就地利用模式通过地表微地形的改变，增加地表土壤入渗能力，通过土壤水库的储蓄调节功能，达到雨水资源的高效利用。
2、雨水叠加利用模式除了通过对部分微地形的改变及对改变微地形区域内所接纳的雨水进行利用之外，同时，接收区域上部来水，使之流人该区域之内，并加以利用的一种综合技术。
3、雨水异地利用模式通过某种手段，改变地表原有人渗能力，即减少地表人渗量，从而增加地表径流量，并将其汇集存储在某一指定区域或容器供其他区域加以利用的一种技术。
第二次作业：
（初级职称学员答）
1、请对比分析防洪抢险对策和抗旱减灾对策有哪些异同？结合实际，思考这些对策的成效如何？你有什么更好的建议？
1--我国防汛抗洪的方针是“安全第一，常备不懈，以防为主，全力抢险”。基本任务是积极采取有力的防御措施，力求减轻洪水灾害的影响和损失，保障人民生命财产安全和经济建设的顺利发展。
发生旱灾害，各级人民政府及其部门、气象部门内、街道办事处、居民委员会、村民委员会乃至普通民众都有义不容辞的责任来抗旱救灾。
2--我国防汛抗洪的方针是“安全第一，常备不懈，以防为主，全力抢险”。基本任务是积极采取有力的防御措施，力求减轻洪水灾害的影响和损失，保障人民生命财产安全和经济建设的顺利发展。
全面抗旱是指根据经济社会发展要求扩大抗旱工作的领域和内容，从主要为农业和农村经济服务转变到为包括生态在内的整个经济社会发展服务，从注重农业效益转变为注重社会、经济和生态效益的统一，从被动抗旱转变为主动防旱，最大限度地减轻干旱对整个经济社会以及生态环境造成的损失和影响。其内涵实质是拓宽工作领域，增加抗旱手段，既关注农村，也关注城市、关注生态；变被动为主动，既抗旱于及时，更防旱于未然。
他们的共同点是应当常备不懈，全力抢险，防灾于未然。不同点是防洪抢险是生命财产安全第一，抗旱减灾是首先保证居民生活、生产用水安全。
2、面板堆石坝的渗流控制措施可以归纳为以下哪几点？
面板堆石坝的渗流控制措施可以归纳为以下几点：
a．各防渗系统之问，例如地基防渗帷幕与坝体混凝土面板之间，用趾板联结，形成完整的防渗体系。
b．由上游面板到下游，在坝体中由细到粗设置垫层料、过渡料、主堆石料、次堆石料，面板上游底部还应设置防渗铺盖。
c．在用砂砾料和风化料作坝体材料时，在坝轴线或略偏于上游处，主坝堆石料与风化料或软岩石的次堆石区之间设烟囱式排水。控制可能的渗流。人们分析沟后水库的溃坝原因之一是坝体排水不畅。
d．在堆石体与地基或岸坡接触处，当有风化层、泥化岩层、断层裂隙的泥质充填处时，如
果有发生渗流冲刷可能，要设置反滤保护。
e．在混凝土接缝中，特别是易于受拉的周边缝中，设置能适应大变形同时能保持防渗性能的止水材料。
3、目前现行的岩体力学指标估算方法主要有哪几种？
目前现行的岩体力学指标估算方法主要有如下几种：
1）工程地质类比法；
2）Hoek—Brown判据；
3）正分析与反分析；
4）试验强度折减法；
5）非均质岩体综合抗剪强度。
岩体中软弱结构面力学参数可以按成因分为原生型、次生充填型和构造综合型，以构造综合型居多。以颗粒组成为主要因素将软弱结构面分为全泥、泥夹岩屑、岩屑夹泥和岩屑岩块四种；对于无充填的刚性结构面可分为未胶结和胶结两种。
4、请总结雨水利用的发展趋势？
----从国际上看，对雨水利用已从单纯解决家庭供水，发展到注意其在提高农业生产和保护生态环境上的应用。2001年国际雨水集流系统协会理事会已决定把协会的宗旨扩大到农业生产和环境保护，并对会标也相应作了改变。在这方面我国已走在世界前列。当前我国对雨水集蓄节水灌溉的研究主要集中在：一是在雨水集蓄工程系统中，研制开发经济高效的集流面材料，研究各类蓄水工程的适用条件和优化模式；二是研究雨水集蓄节水灌溉的方式、优化灌溉制度及与传统和现代旱作农业结合使雨水利用效益最大化；三是研究雨水集蓄家庭水安全性问题。这些问题在上述研究项目中均进行了大量工作，但距离完全解决还需要作很多工作。
------在近期内应着重的强化研究以下内容：①雨水高效汇集技术；②雨水存贮设施优化设计与雨水净化技术；③有限雨水资源的高效节水灌溉技术；④雨水集蓄利用工程规划设计智能决策系统；⑤雨水高效集蓄利用技术集成模式。目前，雨水资源的开发利用还处于一个相对较低的水平，雨水集蓄利用技术对流域或区域生态环境的影响还不显著。但随着区
域综合开发治理以及生态环境建设的进程，区域雨水资源的开发利用程度将会不断增加，雨水集蓄利用开发对区域环境的影响，包括对区域水土环境、植被、水土流失、农田生产力等方面的影响将会逐渐显现。研究雨水资源的开发是否会对区域水环境的演变带来不良影响，或者研究它与区域水环境演变之间到底存在一种什么样的关系，就可以为确定区域雨水资源开发的适宜程度，制定合理的区域雨水集蓄利用规划，提供科学的指导，避免雨水资源的过度开发，以及减少不必要的工程投资与浪费。
针对上述问题，应着重研究3个问题：①雨水资源开发对区域水环境的影响；②雨水资源开发对区域生态环境的影响；③区域雨水资源开发宏观战略研究。
第四篇：水利工程思考题2014
水利工程思考题
3、规范和设计手册中坝内埋管设计方法的要点有哪些？规范和手册中坝内埋管设计方法的要点如下：
第一，按钢管单独承受全部设计内水压力作为校核条件，据此确定管壁厚度，钢管的允许应力取为(0.9~1.0)σs。
第二，假定配筋方案，将钢管与坝体混凝土简化为轴对称多层圆环，按钢管与坝体混凝土联合承载的原理，分析在内水压力作用下，坝体混凝土的应力状态，判断坝体混凝土是否开裂、裂多深、是否裂穿等，从而确定钢管传至坝体混凝土的内水压力，并计算钢管和钢筋的环向拉应力，这些拉应力值应小于材料各自的允许值。第三，按线弹性假定，将钢管周围坝体混凝土作为平面应变问题，计算在内水压力(取上述第二步计算得到的钢管传至混凝土的内水压力)和坝体荷载作用下孔口附近的应力分布，按SDJ20一78《水工钢筋混凝土结构设计规范》(试行)的规定，按拉应力图形计算钢筋用量。如果此钢筋用量不超过并接近第二步中假定的钢筋量，则认为满足要求，否则重新计算至符合要求为止。
第四，温度应力一般不作计算，而只是对混凝土允许拉应力取较大的安全系数，或在配筋计算中将钢筋设计强度降低20一40MPa，也有的是增加一定的钢筋用量，以作为抵抗温度应力的配筋。同时要求在钢管周围混凝土浇筑时采取严格的温控措施，以降低温度应力。
此外，还应进行坝内埋管抗外压失稳的计算和设计。
4、简述钢衬钢筋混凝土岔管构造?
答：为了使钢衬和外围钢筋混凝土更好地联合工作，钢衬的外周要尽量平滑，即尽可能采用贴边岔管、内加强月牙肋岔管或无梁岔管，而不应采用局部刚度很大的三梁岔管或球形岔管。对于贴边岔管，外围钢筋混凝土结构包括八部分，1—钢筋混凝土管壁；2—钢衬；3—主管钢筋骨架；4—大套环钢筋骨架；5一小套环钢筋骨架；6—钢筋混凝土套环；7—主管轴线；8—支管轴线为了减少材料用量，可以做成2或3个阶梯。
5、简述暗渠（管）防渗材料及特点？
答：用于暗渠（管）的防渗材料，不仅要满足防渗输水的要求，同时要承受外部荷载与内部水压力的作用。目前用于暗渠（管）得防渗材料主要为砌石、石棉水泥、混凝土、钢筋混凝土、塑料等材料。砌石一般砌筑成暗渠，石棉水泥和塑料为管材，混凝土和钢筋混凝土既可现场浇筑，也可预制为管材，以混凝土管应用最为广泛。
1、砌石暗渠
砌石暗渠是用块石及水泥砂浆砌筑而成。它的主要特点是能够就地取材，成本较低，施工简单。其缺点为抗拉、抗渗性能差，阻力大。一般适用于自流无压输水暗渠。
2、石棉水泥管
石棉水泥管是用75%-85%的水泥和15%-25%的石棉纤维（以重量计）混合经管机卷制而成，具有重量轻、耐腐蚀、使用年限长、承压能力高、便于搬运和铺设、内外壁光滑、切削和钻孔加工容易及施工简单等优点。但质脆，抗冲击与动荷载的性能差。
3、素混凝土暗渠（管）
素混凝土暗渠（管）是用水泥、沙、石按一定比例配合，不加钢筋，预制或现场浇筑而成。其断面有圆形、城门洞形等，以圆形混凝土管道应用最为广泛。它具有较好的水力性能，水流条件好，可在工厂内预制，施工方便，成本较低。但存在抗拉应力性能差，承受压力水头低。
4、钢筋混凝土管
钢筋混凝土管可分为预应力混凝土管和自应力钢筋混凝土管。预应力钢筋混凝土管是通过机械张拉钢筋产生预应力的钢筋混凝土管。自应力钢筋混凝土管是利用自应力水泥的膨胀力张拉钢筋产生预应力的钢筋混凝土管。预应力、自应力钢筋混凝土管均具有良好的抗渗性和耐久性，连接形式采用橡胶圈密封的承插子母口，施工安装比较简单，因受其材料力学性能和制造工艺的限制，自应力钢筋混凝土适用于较小的管径，预应力钢筋混凝土管适用于较大的管径。
5、塑料管
塑料管品种较多。主要有聚氯乙烯管、聚乙烯管、聚苯乙烯管和聚丙乙烯管等。塑料管具有重量轻、管壁光滑、水头损失小、有一定的强度、耐腐蚀性好、挠性好、连接敷设容易等优点。去电视外露容易老化，具有敏感的热膨胀性能，成本较高，因此，一般用于较小管径。目前，我国已开始研制大口径加筋聚乙烯塑料管。盖塑料管在各项性能满足相关质量要求前提下，较普通塑料管节约原料50%，成本降低50%。
6、简述防渗抗冻新型材料及其特点？
答：包括三种材料及特点分述如下.（1）土工合成材料黏土垫
是一种新型的复合土工合成材料，它是在压实性黏土衬垫的基础上发展而来的。GCL最早用于工程是在1986年美国的一座垃圾填埋场衬垫系统中。大约在同一时期，德国也研究应用了另一种GCL产品，并成功地应用于渠道防渗、运河衬垫系统、垃圾填埋场衬垫系统等，均取得较好的防渗漏效果。
GCL的结构组成是通过两层土工合成材料之间夹封膨润土末（或膨润土粒），通过针刺、缝合或粘合而成。也有GCL是利用膨润土的膨胀性防渗、利用土工织物来承载和护面的结构形式。它与土工膜同属土工合成材料，在渠道防渗应用中除具有土工膜的所有优点外，还具有以下优点：
1）、柔性极好，抗张应力的能力强，在张应力变达20%情况下，其渗透率不增大。
2）、具有极强的自愈合功能。由于膨润土具有遇水膨胀性，它会在土工织物刺破处自我愈合。同时上下层土工织物在针刺或缝合纤维的作用下也约束了膨润土的歉意，进一步提高了自愈和能力。
3）、抗干湿循环和抗冻融循环的能力强。GCL受热后会出现干缩现象，但复水后出现程度裂缝会自动闭合，且渗透系数不变。经冻融试验，其抗冻能力较强。
4）、比土工膜搭接方便，安装简单，施工速度快。
（2）土壤固化剂.土壤固化剂是20世纪发展起来的新型材料，将其加入土壤中，可增强土体憎水性或降低土体水的冰点，阻止或减弱土体冻结时的水分迁移，从而减轻或消除冻胀，提高了土体的抗渗、抗冻性能。土壤固化剂应用于渠道防渗工程上，具有可就
地取材、工程造价低、施工简单方便、防渗抗冻效果较好等优点。
固化土的物理力学性能随土壤性能、固化剂类别及掺量、含水量、施工条件等有所不同。固化剂用于渠道防渗其抗压强度和抗渗性较好，但抗冻性较低，直接用于北方地区，其耐久性较差。为了提高其抗冻性和耐久性，我国已开始研究固化土复合防渗结构。它是利用土壤固化剂对渠基土进行处理，达到阻隔渠道内渗水、地面将水、地下水毛细管水等补给，并形成具有一定厚度的保温体，减弱基土的冻胀，再利用混凝土等刚性材料做为保护层，组成防渗、耐冲、抗冻胀、耐久性好的复合防渗衬砌结构。
（3）聚氨基甲酸酯/土工织物复合材料.聚氨基甲酸酯/土工织物复合材料是美国IPC公司研制的防渗新材料。它由两层土工织物内嵌柔性固体材料聚氨基甲酸酯橡胶组成。土工织物为聚丙烯或聚酯土工织物。聚氨基甲酸酯橡胶由异氰酸盐和多元醇液体在0-48.8℃的温度下按一定比例混合而成。该复合材料与土工膜的主要区别是它由几种材料现场制作而成，混合后的聚氨基甲酸酯最初为液态，能将土工织物锚固到混凝土衬砌板或其他下部垫层上，两个小时内，聚氨基甲酸酯有液态转化为柔性固态，并根据渠床断面轮廓调节自己的形状，而且搭接部分黏附能力极强。它与土工膜相比，除具有柔性好、防渗效果强等优点外，还具有较强的抗刺穿能力；能与下部接触面粘附成一个整体，抗冲刷能力强；能根据渠道断面自动调节自己的形状；施工方便。
第五篇：2011年水利工程思考题
水利工程思考题
第一次作业：
（本次作业要求初级职称学员答1、2、3、4题，中高级职称学员答3、4、5、6题）
1、请结合防洪抢险对策的总体要求，思考在江河洪水治理中针对融雪洪水这一类型的洪水有哪些治理措施？
答：
我国防汛抗洪的方针是“安全第一，常备不懈，以防为主，全力抢险”。基本任务是积极采取有力的防御措施，力求减轻洪水灾害的影响和损失，保障人民生命财产安全和经济建设的顺利发展。按照我国防洪抢险对策的总体要求，对于融雪洪水这一类洪水要采取如下措施来治理：
首先，各级政府要严格执行防汛抗旱工作行政首长负责制，认真落实重点河道、水库、险工险段，重要城市的防汛责任人、技术责任人和岗位责任人。进一步加强水库安全管理工作；强化春季防汛安全检查工作。各级防汛部门要实行24小时值班制度，各水库、河道险工险段要有专人值守。
其次，容易遭受融雪洪灾的各地在做好防御春洪工作的同时，应充分利用积雪融水、河道来水偏多的有利条件，抢墒播种，提早灌溉。
2、纵观20世纪土的本构模型在理论、试验及应用方面的研究进展，展望21世纪的工程要求及土的本构模型研究的前景，有哪些问题还有待深入研究并可望有所突破？
答：
①对现有的土本构模型的基本性能和适用条件进行鉴定，进一步简化和普及被证明适用于土石坝计算的模型。
②建立和发展复杂应力状态与加载序列条件下的土的本构模型，使之能够切实地考虑土的非线性与非弹性、软化、剪胀与剪缩性等，并揭示土的某些特殊的变形特性及其机理，反映土的原生及应力诱发的各向异性效应及特殊荷载条件下的力学规律。
③土石坝的抗震设计和地震反应分析需要能够反映土的动力特性的动本构关系模型。④应对现有的本构模型通过不同类型仪器、不同应力路径的土工试验、离心模型试验以及实际工程的现场测试结果等不同的验证形式，客观地评价和论证其正确性与可靠性，通过全面系统的分析比较确定其实用性与局限性及适用范围。
⑤开展对应力、变形与含水量密切相关的非饱和土本构模型的研究，在建立本构模型
时应充分考虑含水量的影响及颗粒骨架、孔隙水与气三相之间的界面相互作用及相互交换问题。
⑥对于软粘土、黄土等结构性较强的土体，应继续深入开展结构性模型的研究，引入损伤力学理论以及CT、X射线等先进的测试技术。
⑦针对砂土与堆石的松散结构，应摆脱基于连续介质力学理论建立本构模型的固有局限性，开展基于细观力学理论的非连续性本构模型研究。
3、劣质水资源化的处理方式有几种？
答：常用的污水处理方法可按作用原理区分为以下几类：
1、物理法：主要是利用物理分离污水中呈悬浮状态的污染物，在处理过程中不改变化学性质。属于物理的处理方法有：①沉淀（重力分离法）②过滤法③离心分离法④浮选（气浮）法⑤蒸发结晶法⑥反渗透法。
2、化学法：利用化学反应原理及方法来分离回收污水中的污染物或改变污染物的性质，使其从有害变为无害。属于化学处理方法有：①混凝法②中和法③氧化还原法④萃取法⑤吸附法⑥电渗析法。
3、生物法：主要是利用微生物的作用，使污水中呈溶解和胶体状态的有机污染物转化为无害的物质。属于生物处理方法有以下几种：①活性污泥法②生物膜法③生物（氧化）塘，氧化塘分为厌氧塘、兼性塘、好氧塘、水生植物塘等。
4、污水土地处理系统：土地处理是将污水有效地投配到土地表层，通过土壤-植物系统自然完成一系列的物理、化学和生物过程，达到预先设计的处理程度的一种污水处理方法。根据处理地区土壤渗透速度的大小，常用的污水土地处理和回用系统一般可以分为污水快速渗滤系统、污水地表漫流系统，人工湿地系统。
4、大坝蓄水后下游部分地区地下水位上升，地面径流不能及时排除，造成一定程度的渍涝灾害，请结合实际思考目前渍涝灾害防治措施主要有哪些？
答：渍涝灾害防治措施主要包括：
①要坚持人水和谐的原则，更新治水思路。要尊重水资源的自身规律，贯彻可持续发展的思想，改变过去掠夺开发、寸土不让的传统做法，实现从控制洪水向管理洪水的转变，做到 “大路朝天，各走一边”，给洪水以出路，让洪水安全下泄，使群众安居乐业，在治水的规划中要坚持因地制宜，分类指导，要注重水利和经济社会的协调发展。
②要因地制宜优化农业产业结构，恢复调蓄面积。水利部门主动参与农业结构调整，指导经济作物种植在合理高程，变被动抗灾为主动避灾。各地在进行产业结构调整过程应该征求水利部门的意见，水利部门也应主动参与农业产业化调整。
③要发挥群众的主体作用，加强水利建设，搞好渠系的清淤扫障，调蓄湖泊的疏浚扩容。
④要加快小型水利工程产权制度和水管体制改革步伐。水利队伍是防灾减灾、治理渍涝灾害的主力军，要加快改革步伐，大力发展水利经济，壮大水利产业。要在加快小型水利工程产权制度改革的同时，按照国办发《关于水利工程管理体制改革实施意见》划分单位性质，确定经费来源，加快水利工程管理体制的改革，在理顺制度障碍的基础上，加快水利经济的发展，稳定水利队伍，加强工程管理，加快治涝建设步伐。
5、面板堆石坝的渗流控制措施可以归纳为哪几点？
答：面板堆石坝以混凝土面板作为坝体的防渗体。早期的高面板堆石坝常因四周边缝被拉开而产生绕坝渗流，发生大量漏水。以后吸取教训，改进了周边缝设计，注意了地基处理，使渗流量大的减少，面板堆石坝的渗流控制措施可以归纳为以下几点：
①各防渗系统之问，例如地基防渗帷幕与坝体混凝土面板之间，用趾板联结，形成完整的防渗体系。
②由上游面板到下游，在坝体中由细到粗设置垫层料、过渡料、主堆石料、次堆石料，面板上游底部还应设置防渗铺盖。
③在用砂砾料和风化料作坝体材料时，在坝轴线或略偏于上游处，主坝堆石料与风化料或软岩石的次堆石区之间设烟囱式排水。控制可能的渗流。人们分析沟后水库的溃坝原因之一是坝体排水不畅。
④在堆石体与地基或岸坡接触处，当有风化层、泥化岩层、断层裂隙的泥质充填处时，如果有发生渗流冲刷可能，要设置反滤保护。
⑤在混凝土接缝中，特别是易于受拉的周边缝中，设置能适应大变形同时能保持防渗性能的止水材料。
目前在设计计算方法方面，施工方面和施工质量检测方面使用土工膜防渗已经是技术成熟的，有可能在高土石坝中推广使用土工膜防渗；使用土工合成材料制作的减压井，对于堤坝渗流控制也有很重要的意义。
6、请根据不同措施利用雨水的方式和特点，总结目前雨水利用技术的模式？
答：根据不同措施利用雨水的方式和特点，可将目前雨水利用技术概括为三种模式：①雨水就地利用模式：通过地表微地形的改变，增加地表土壤入渗能力，通过土壤水库的储蓄调节功能，达到雨水资源的高效利用。这种技术的理论依据在于通过对地表坡度即地表径流水力坡度的降低，截短径流流径长度，减缓径流运移速度，从而增加地表径流在一定区域的滞留时间，达到增加土壤人渗的目的。这种技术常见的有水平梯田、鱼鳞坑等。
②雨水叠加利用模式：除了通过对部分微地形的改变及对改变微地形区域内所接纳的雨水进行利用之外，同时，接收区域上部来水，使之流人该区域之内，并加以利用的一种综合技术。由于这种技术不仅利用区域所直接接收的天然降水，而且利用区域相邻上部的地表径流，事实上是一种雨水资源的叠加，故我们称之为雨水叠加利用技术。
③雨水异地利用模式：通过某种手段，改变地表原有入渗能力，即减少地表入渗量，从而增加地表径流量，并将其汇集存储在某一指定区域或容器供其他区域加以利用的一种技术。这种技术的适应范围较广，除适用干旱缺水的干旱半干旱地区外，也适应水资源较为丰富的湿润半湿润地区，还适应道路建设发达的工矿、乡镇、县城及中小型城市等地区。
第二次作业：
（初级职称学员答）
1、请对比分析防洪抢险对策和抗旱减灾对策有哪些异同？结合实际，思考这些对策的成效如何？你有什么更好的建议？
1、我国防汛抗洪的方针是“安全第一，常备不懈，以防为主，全力抢险”。基本任务是积极采取有力的防御措施，力求减轻洪水灾害的影响和损失，保障人民生命财产安全和经济建设的顺利发展。
发生旱灾害，各级人民政府及其部门、气象部门内、街道办事处、居民委员会、村民委员会乃至普通民众都有义不容辞的责任来抗旱救灾。
2、我国防汛抗洪的方针是“安全第一，常备不懈，以防为主，全力抢险”。基本任务是积极采取有力的防御措施，力求减轻洪水灾害的影响和损失，保障人民生命财产安全和经济建设的顺利发展。
全面抗旱是指根据经济社会发展要求扩大抗旱工作的领域和内容，从主要为农业和农村经济服务转变到为包括生态在内的整个经济社会发展服务，从注重农业效益转变为注重
社会、经济和生态效益的统一，从被动抗旱转变为主动防旱，最大限度地减轻干旱对整个经济社会以及生态环境造成的损失和影响。其内涵实质是拓宽工作领域，增加抗旱手段，既关注农村，也关注城市、关注生态；变被动为主动，既抗旱于及时，更防旱于未然。
他们的共同点是应当常备不懈，全力抢险，防灾于未然。不同点是防洪抢险是生命财产安全第一，抗旱减灾是首先保证居民生活、生产用水安全。
2、面板堆石坝的渗流控制措施可以归纳为以下哪几点？
面板堆石坝的渗流控制措施可以归纳为以下几点：
a．各防渗系统之问，例如地基防渗帷幕与坝体混凝土面板之间，用趾板联结，形成完整的防渗体系。
b．由上游面板到下游，在坝体中由细到粗设置垫层料、过渡料、主堆石料、次堆石料，面板上游底部还应设置防渗铺盖。
c．在用砂砾料和风化料作坝体材料时，在坝轴线或略偏于上游处，主坝堆石料与风化料或软岩石的次堆石区之间设烟囱式排水。控制可能的渗流。人们分析沟后水库的溃坝原因之一是坝体排水不畅。
d．在堆石体与地基或岸坡接触处，当有风化层、泥化岩层、断层裂隙的泥质充填处时，如果有发生渗流冲刷可能，要设置反滤保护。
e．在混凝土接缝中，特别是易于受拉的周边缝中，设置能适应大变形同时能保持防渗性能的止水材料。
3、目前现行的岩体力学指标估算方法主要有哪几种？
目前现行的岩体力学指标估算方法主要有如下几种：
1）工程地质类比法；
2）Hoek—Brown判据；
3）正分析与反分析；
4）试验强度折减法；
5）非均质岩体综合抗剪强度。
岩体中软弱结构面力学参数可以按成因分为原生型、次生充填型和构造综合型，以构造综合型居多。以颗粒组成为主要因素将软弱结构面分为全泥、泥夹岩屑、岩屑夹泥和岩屑岩块四种；对于无充填的刚性结构面可分为未胶结和胶结两种。
4、请总结雨水利用的发展趋势？
从国际上看，对雨水利用已从单纯解决家庭供水，发展到注意其在提高农业生产和保护生态环境上的应用。2001年国际雨水集流系统协会理事会已决定把协会的宗旨扩大到农业生产和环境保护，并对会标也相应作了改变。在这方面我国已走在世界前列。当前我国对雨水集蓄节水灌溉的研究主要集中在：一是在雨水集蓄工程系统中，研制开发经济高效的集流面材料，研究各类蓄水工程的适用条件和优化模式；二是研究雨水集蓄节水灌溉的方式、优化灌溉制度及与传统和现代旱作农业结合使雨水利用效益最大化；三是研究雨水集蓄家庭水安全性问题。这些问题在上述研究项目中均进行了大量工作，但距离完全解决还需要作很多工作。
在近期内应着重的强化研究以下内容：①雨水高效汇集技术；②雨水存贮设施优化设计与雨水净化技术；③有限雨水资源的高效节水灌溉技术；④雨水集蓄利用工程规划设计智能决策系统；⑤雨水高效集蓄利用技术集成模式。目前，雨水资源的开发利用还处于一个相对较低的水平，雨水集蓄利用技术对流域或区域生态环境的影响还不显著。但随着区域综合开发治理以及生态环境建设的进程，区域雨水资源的开发利用程度将会不断增加，雨水集蓄利用开发对区域环境的影响，包括对区域水土环境、植被、水土流失、农田生产力等方面的影响将会逐渐显现。研究雨水资源的开发是否会对区域水环境的演变带来不良影响，或者研究它与区域水环境演变之间到底存在一种什么样的关系，就可以为确定区域雨水资源开发的适宜程度，制定合理的区域雨水集蓄利用规划，提供科学的指导，避免雨水资源的过度开发，以及减少不必要的工程投资与浪费。
针对上述问题，应着重研究3个问题：①雨水资源开发对区域水环境的影响；②雨水资源开发对区域生态环境的影响；③区域雨水资源开发宏观战略研究。
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