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注册土木工程师（水利水电）执业资格考试工程规划专业复习《专业知识》：第四章、第十一章《专业案例》：工程规划篇第二章～第十章二0一三年七月考试简要说明考题内容以《考试大纲》为指导，以《专业案例》为基础，兼顾《专业知识》、相关技术标准（自学）；重点考查专业知识、及对其的应用能力。考试简要说明1.专业考试为两天（9月17、18日）。2.第一天考专业知识，上、下午各70题，全为选择题（40道单选、30道多选），多选题中，少选、多选、有错选，都不得分。上午试卷规划、水工、地质、移民、水保五专业共用，下午五专业单独成卷。3.专业知识考题分布：①规划（含水文）、水工(含施工）、水保（含环评）——各占约20%；②法规、地质、移民、项目管理——各占约10%。考试简要说明4.第二天考专业案例：上、下午各做22+3道题即可（考卷上有30道题，前22题基本为本专业内容，如工程规划，为必答题；后8题为含其他专业的综合题，为选答题），每题两分，60分及以上为通过。同一题干下可能有几道题，但各题之间关系不紧密。5.专业案例题型包括：①判断题：全为单选；需说明理由。②计算题：形式仍为选择题，需写明简要计算过程（包括公式和必要的计算过程）。考试简要说明1.开卷考试，可以带任何书、计算工具。2.专业知识考试结果由计算机判题赋分；专业案例考试结果先由计算机判题赋分；对专业知识通过、专业案例考试及格的考生，由人工复核专业案例考试的考卷。以专业案例为主线进行复习。2章防洪、治涝工程4章水资源配置5章灌溉工程水利计算（含灌溉工程布置）10章经济评价规划专业主要内容3章河道整治6章城镇供水及调水工程（含跨流域引水工程布置）7章水电站开发方式及规模8章水电站动能设计9章水库工程水利计算第二章防洪、治涝工程防洪工程水利计算治涝工程水利计算洪水及防洪：洪水是指河道、湖泊等水环境流量和水位急剧增加的现象。防洪是指通过工程和非工程措施减少洪灾几率的行为。洪水具有随机性，防洪具有时段连续性，两者合理结合，才能降低洪灾几率。近代的防洪实践表明，单纯依靠工程控制洪水是不现实的，需要统筹考虑拦挡与疏导的辩证关系。现在强调利用洪水资源，对洪灾实施风险管理。防洪系统=防洪工程系统+非工程措施堤防、水库、蓄滞洪区、河道整治、水土保持+非工程措施2.1防洪工程水利计算1、防洪标准：•确定方法：一般按国标《防洪标准》确定。•堤防：根据被保护对象的重要性确定，防洪标准与最重要保护对象的防洪标准一致。重要堤防以洪水重现期或一次实际发生的洪水作为防洪标准•分洪工程：一般无单独防洪标准，其防洪标准常与堤防、水库等相应。•防洪水库：有自身防洪安全、保护对象的防洪要求两个防洪标准。•防洪工程系统：根据整体防洪规划确定防洪标准。2.1防洪工程水利计算重点：控制点（站）的水位和流量2、堤防工程：已有堤防（现状）的安全泄量（允许泄量）：历史上安全通过的最大流量（选择时考虑洪水过程、顶托条件、河势变化等）；相应水位为设计洪水位（改正到目前河湖状态及不分洪、不溃口情况下）。新建、加高堤防的安全泄量：防洪标准对应的洪峰流量；设计洪水位：由安全泄量推求水面线而定（洪水资料同样要修正）。水面线计算：分段恒定流；边界条件（控制点设计洪水位和流量）；糙率计算（由调查的洪水水面线反推）并分析；支流堤防时，考虑干支流洪水组合（P54取外包）。分洪区堤防：设计洪水位，为按相应防洪标准分洪后，分洪口处的最高水位。2.1防洪工程水利计算3、分洪工程：•分洪量的计算：分洪区位于保护区上游：为超过安全泄量的超额洪量。分洪区位于保护区下游：加大水面比降所需的分洪量。•分洪闸：设计洪水位（自身安全,一般用分洪时刻的水面线确定）；分洪闸规模——考虑分洪后闸前水位降落的影响，考虑蓄洪区回水顶托对闸后水位的影响。•设计分洪流量：按照设计洪水和分洪工程运用方式进行演算确定，也可采用超额洪水过程中的峰值（流量）。2.1防洪工程水利计算分洪工程的设计水位、流量分析计算中，应按以下进行：1.分洪闸的设计分洪流量应按照分洪后的相应水位进行；2．设计分洪闸所采用的流量系数要根据流态及上下游水位衔接情况选择并留有一定余地；3.分洪道口的设计水位应根据河道的设计水面线，按分洪后的情况确定。注意：分洪闸的设计洪水位按照分洪条件下外江分洪后的相应水位进行拟定是不对的；因为设计洪水位为工程安全的设计条件，应考虑可能发生的高水位，故应取尚未分洪时的水位作为设计洪水位。。2.1防洪工程水利计算4、防洪水库：（1）大坝安全调洪计算•静库容调洪：联解水量平衡（2-1-3）和泄流曲线（2-1-4）两方程。①调洪方式：“敞泄方式”，假定q2、v2两未知数中一个，试算求解。②起始（调）水位：当承担下游防洪任务时，采用防洪限制水位；当不承担下游防洪任务时，采用正常蓄水位。动库容调洪：水平库容以上回水形成的楔形库容参与调洪。分水文学法和水力学法，简化求解圣维南方程组（瞬时水面线法、非恒定流解法）。各种方法的适用条件参见P59。2.1防洪工程水利计算4防洪水库（2）水库防洪调度方式①.固定泄量方式以水库入库流量或库水位为叛别条件，按不大于下游河道安全泄量的同一个流量控制下泄（防洪标准、时段）。当下游有不同防洪标准的防护对象时，采用分级控制固定泄量法。②.补偿（凑泄）方式根据坝址至防洪控制站区间洪水大小控制水库下泄量，使合成流量不超过防洪控制点的安全泄量。补偿方式分预报补偿方式和经验性补偿方式，后者常采用防洪控制点已出现的水情（水位、流量、涨率等）拟定水库下泄流量。③各种方式适用条件参见P60。2.1防洪工程水利计算4防洪水库（3）水库调洪计算中的重要注意事项：•入库洪水剔除了槽蓄的削峰作用，因此，一般比坝址洪水更恶劣；对于建库前河道槽蓄量大时宜采用入库洪水。•不能恶化下游防洪——最大下泄流量不能大于本次洪水的坝址洪峰流量;•承担下游防洪任务的水库，水库调洪方式应兼顾大坝度汛安全和下游防洪要求，统一判别条件，调度方式应具有可操作性。2.1防洪工程水利计算4防洪水库（4）分期洪水防洪调度：•一年内不同时期洪水成因和统计参数不一样。以不同的洪水特性为依据，进行洪水分期。•基本规律：分期洪水不大于同标准全年采样的洪水；以全年最大洪水作为分期中的最大洪水，并用此洪水确定水库本身和下游防洪的安全。•下泄流量也可分期。•各期洪水所需的防洪库容不同——选用分期不同的防洪限制水位，达到增加兴利效益的目的。2.1防洪工程水利计算4防洪水库（5）防洪库容与防洪限制水位确定主要是相应防洪标准的防洪库容确定，两者关联并相互制约。防洪库容需考虑整体防洪安排及与兴利库容结合的可能性、合理性。防洪和兴利库容结合：完全结合、部分结合及适用条件（P63、P64）。根据防洪库容大小确定防洪限制水位和防洪高水位，且确定防洪限制水位的限制时段。2.1防洪工程水利计算5河道洪流演进方法计算时段需接近或等于洪水流经划分河段的时间。分水力学法和水文学法水文学法常用的有槽蓄曲线法和马斯京干法。槽蓄曲线法，采用水量平衡方程（2-1-3）和出流断面出流量与河道槽蓄量关系曲线q=f（w）联解，方法同水库静调洪方法（试算迭代求解），要考虑入流、下游顶托、分流等因素的影响。马斯京干法：根据出、入流实测洪水资料推求C0、C1、C2三参数，建立洪流演进方法，参见P70（马斯京干表达式及参数计算）2.1防洪工程水利计算2.2治涝工程水利计算1、治涝工程系统示意图地表涝水地表渍水田间排水输水沟道蓄涝区二级排水站骨干排水沟道客水、高水截流沟撇洪道蓄涝区敞排顶托排水闸挡潮闸排水站回水堤下延排水出口承泄区蓄涝区可以明显减小工程规模，缓解承泄区的洪水压力。高水高排可以明显减小运行费、工程规模。下延排水出口有利自排，适用河床比降大的河流。治涝标准：相应于农作物允许受淹时的暴雨重现期，一般5～10年一遇。•灌溉与排水工程设计规范(GB50288—99)“10年一遇3日暴雨5日排至作物耐淹深度”“10年一遇24小时暴雨1日排完”•室外排水设计规范(GB50014-2006)》某一重现期的暴雨不形成渍水•以一次实际发生的涝灾为治涝标准2.2治涝工程水利计算2、治涝标准涝灾：由本地短历时暴雨过程，造成地面径流不能及时排除所引起的涝水灾害。2.2治涝工程水利计算3.治涝规划及主要工程方案选择蓄涝区规划：蓄涝区为临时调蓄洪水区。通过对涝区的调蓄可以减轻灾害，削减排水流量，减小机排规模。蓄涝区正常蓄水位、死水位、容积与自排、外排能力和蓄涝区周边条件有关。了解蓄涝区的运用方式。承泄区规划：容纳涝水的地区。一般选择天然湖泊、河流等为承泄区。治涝规划方案拟定：治涝规划中应根据实际情况，确定自排区、抽排区及混合排水区，规划方案通过经济比较选择。2.2治涝工程水利计算4.排水河道设计排涝流量和水位计算设计排涝流量：可采用产流、汇流方法和经验公式推算，产、汇流方法见水文部分。有排涝模数法和平均排除法，公式参见2-2-1～2-2-7（了解）。设计水位：满足宣泄设计排涝流量的要求，分自排和机排，根据地区情况选用。日常水位要适当考虑综合利用的要求。5.排水闸设计水位及设计流量：排水闸隔断内外水，需要正、反挡水。排水闸过流能力、水位：•自排闸上（内）水位：排水沟末端水位，或蓄涝区的设计水位。•自排闸下（外）水位：汛期强排时的外江水位，冬春季一般取2年一遇外江水位。•设计流量见P80。6.排水泵站设计流量和水位重点为泵站扬程计算。•设计外水位：排涝期同频率平均水位，或排涝天数最高平均水位的多年平均值，是计算设计扬程的依据。•最高外水位：历年排涝期承泄区最高水位平均值，是最大扬程的计算依据。•设计内水位：起排水位（死水位与正常蓄水位平均值）,或90%耕地涝水能排除相应水位，是选择泵站设计扬程和泵型的依据。•设计最低内水位：按排渍要求确定，是确定泵站机组安装高程的依据。2.2治涝工程水利计算第三章河道整治工程河床演变的基本原理规律及分析方法河道整治设计流量水力学及河流模型河道整治工程1、河床演变基本原理天然河床是不断在变化之中，原因为输沙不平衡。山区河流：比降大、流速大、含沙量不饱和；平面变形小，以冲深下切为主；分V形谷和U形谷；易形成溪口滩、泥石流、堰塞湖。3.1河床演变的基本原理、规律及分析方法平原河流：一般有洪、中、枯三级水位和相应河槽，有漫滩；分顺直型、弯曲型、分汊型、游荡型。河床演变基本原理：输沙不平衡是根本原因（冲刷、淤积）；自动调整——由输沙平衡破坏引起冲淤变形，直至输沙平衡恢复；河床变形集中在汛期。2、河床演变基本规律顺直河段：是最简单、最基本的河型边滩头部流速大于尾部（原因）；头部冲刷尾部淤积（表现）；边滩、深槽、浅滩整体向下游移动（结果）。3.1河床演变的基本原理、规律及分析方法蜿蜒型河段——弯道环流（表层流速大于底层流速）、主流线（河道横断面上纵向水流平均流速最大的垂线处的连线）输沙的横向上不平衡，导致凹岸冲刷、凸岸淤积。分汉河段——分流区两侧含沙量大于中间，汇流区相反；支汊的分沙比小于分流比，高水分流比大于低水分流比；江心洲的平面、纵向移动是演变关键。2、河床演变基本规律游荡型河段——曲折系数（弯曲河道中心线长度与其直线长度的比）；河床逐年抬高；汛期主槽冲刷、滩地淤积，非汛期主槽淤积、滩地崩塌；主槽摆动且摆幅大。3.1河床演变的基本原理、规律及分析方法浅滩——淤积体，其水深比邻近水域的水深小。涨水期深槽冲刷，浅滩淤积；退水期深槽淤积，浅滩冲刷3、河床演变分析依据历史观测资料：分析河道平面变化、纵向变化；分析典型断面的冲淤变化；理论计算（输沙平衡原理）：计算出口水流挟沙力、用饱和或非饱和输沙模式计算出口含沙量。3.1河床演变的基本原理、规律及分析方法0'0yBLtGtGi1、设计流量和设计水位：分洪、中、枯三种情况。2、整治横断面洪水河槽设计断面：为了行洪（作用）。中水河槽设计断面：控制河势（作用）；用造床流量和相应水位设计。枯水河槽设计断面：为航运（作用）；按航运保证率确定整治流量；或按设计枯水位及相应流量进行整治。3.2河道整治设计流量3、整治线（治导