2023年湖北自考02464水工建筑物考试大纲

  湖北省高等教育自学考试课程考试大纲

  一、课程性质与目标

  （一）课程的性质与特点

  1、性质：本课程是研究水利与水电工程建筑规模、建筑物组成和布置、结构尺寸与构造设计及其地基基础处理的课程。本课程是水利水电工程专业的主干专业课之一，是一门综合性很强、涉及知识面相当广、与一系列基础课有关的课程。

  2、地位：《水工建筑物》是水利水电工程专业的主干专业课程之一。与以前学过的多门专业基础课程和同时学习的《水电站》及《水利水电工程施工》等专业课程都有密切联系。另外，水工建筑物型式多种多样，在学习过程中，通过对几种典型建筑物的分析，了解其一般规律，掌握水工建筑物的设计原则和方法。

  3、目的任务：使学生初步掌握各种水工建筑物的设计理论和方法、运行管理及进行科学研究的基本知识，了解各种水工建筑物在水利枢纽中的相互关系及布置原则。通过课堂听课、课程作业、课程设计、工程实地参观、实验和工地实习等环节，使学生受到运用有关知识解决实际工程问题的基本训练，为今后从事大中型水利水电工程的设计、施工、管理和科学研究打下基础。

  （二）课程目标与基本要求

  学生学完本课程以后，应达到下列基本要求：

  (1)对混凝土重力坝、拱坝、土石坝、水闸河岸泄水建筑物及水工隧洞的工作原理及工作条件，有较深的理解、对其它水工建筑物的型式和工作原理等也有一般的了解。

  (2)懂得从安全、经济、运用的原则出发，根据任务和具体条件选择水工建筑物的型式和基本尺寸。

  (3)能运用所学基本理论，选择合理的设计条件，进行各种水工建筑物的一般水力计算、渗流分析、稳定验算和强度校验，并拟定其主要细部构造和地基处理方法。

  (4)了解我国大中型水利水电枢纽及水工建筑物当前实施的设计阶段，设计程序的内容，以及所需的原始资料。

  (5)了解水利枢纽及水工建筑物在布置上的要求，以及地形、地质、水文、建材、施工、运用和环境保护等条件对水利枢纽布置的影响。初步掌握进行水利枢纽布置的方法和步骤。

  (6)对水工建筑物的运行、管理和安全检测有所了解。

  (7)能绘制一般水工建筑物的设计图纸,对水工建筑物的模型实验有初步的了解。

  （三）与本专业其他课程的关系

  1、相关知识：学习本课程涉及到计算机语言、工程制图等基础知识和基础力学、水工钢筋混凝土、水工钢结构等专业基础知识与水电站、水利水电工程施工和监理等专业知识。

  2、先修课程：《工程制图》、《VB在水电工程中的应用》、《水工结构CAD》、《土力学》、《水力学》、《材料力学》、《水工钢筋混凝土》、《水电站建筑物》与《结构可靠度分析》、《结构优化设计》。

  3、后续课程：《水工建筑物课程设计》、《水利水电工程施工》、《水电站建筑物》、《毕业设计》。

  二、考核内容与考核目标

  第1章 绪论

  一、学习目的与要求

  1.了解水利水电工程的作用及我国水利建设的主要成就。

  2.了解水利枢纽的概念。

  3.理解水工建筑物的分类与特点。

  二、考核知识点与考核目标

  1.识记水利水电工程建设的目的，掌握水利水电工程的作用及特点。

  2.识记水利枢纽、水工建筑物的概念及分类。

  第2章 水工建筑物设计综述

  一、学习目的与要求

  1.了解水工建筑物设计的任务和特点。

  2.了解水工建筑物设计的步骤。

  3.理解极限状态的概念和水工建筑物极限状态设计法的思想。

  4.理解水工建筑物的分类与特点，水利枢纽分等和水工建筑物分级标准以及分等分级的意义。

  二、考核知识点与考核目标

  1.识记极限状态的概念。

  2.理解水利枢纽分等，水工建筑物的分级。

  第3章 岩基上的重力坝

  一、学习目的与要求

  1.重力坝的工作原理及分类。

  2.重力坝的荷载、荷载组合，适用条件及安全系数的选择。

  3.稳定分析方法及计算公式，提高稳定的工程措施。

  4.应力分析方法，重点掌握材料力学法。

  5.重力坝剖面尺寸拟定原则，拟定方法及控制条件。

  6.溢流重力坝的剖面设计，下游消能，下泄水流的衔接。

  7.重力坝的构造原理及要求，细部构造的各种型式。

  8.重力坝的地基处理(岩基处理方法)。

  9.宽缝重力坝、空腹重力坝、浆砌石重力坝、支墩坝的特点。

  二、考核知识点与考核目标

  1.识记重力坝的工作原理。

  2.掌握荷载的计算及其组合。

  3.应用我国常用的稳定计算方法及适用条件;理解提高稳定的工程措施。

  4.应用材料力学法计算坝体边缘应力及相应的应力控制标准。

  5.理解溢流重力坝工作特点及泄水方法，溢流孔口尺寸的选择。掌握消能的型式及原理、适用条件。

  6.理解重力坝横缝、纵缝的作用，砼标号分区的依据等。

  7.理解地基的处理措施。

  8.了解其他形式的重力坝。

  第4章 拱坝

  一、学习目的与要求

  1.拱坝的工作特点，对地形、地质条件的要求。

  2.拱坝布置，结合河谷地形、地质条件进行合理布置。

  3.拱坝的荷载特点，重点掌握温度荷载的概念及计算。

  4.拱坝应力分析方法。

  5.拱坝坝肩岩体稳定分析方法。

  6.拱坝的泄水方式，泄水特点。

  二、考核知识点与考核目标

  1.理解拱坝的工作特点中的结构特点、受力特点、荷载特点。

  2.应用拱坝应力分析方法，以纯拱法的计算原理为重点，了解拱梁分载法计算拱坝应力原理和步骤。

  3.理解拱坝的泄水方式，泄水特点。

  4.理解拱坝对地形地质条件的要求、拱坝的类型、拱坝的布置以及拱坝的地基处理。

  第5章 土石坝

  一、学习目的与要求

  1.土石坝的工作条件，土石坝的优缺点及土石坝的类型。

  2.土石坝的组成及剖面尺寸拟定。

  3.土坝的渗流分析目的、方法，重点掌握水力学法。

  4.土坝稳定分析，各种工况下的荷载对坝坡稳定的影响及计算方法。

  5.土石坝筑坝材料及土料设计，土石坝的构造。

  6.土石坝的地基处理。

  7.堆石坝的结构型式及工作特点。

  二、考核知识点与考核目标

  1.识记土石坝的工作特点，土石坝的组成及分类。

  2.应用土坝渗流分析的水力学方法。

  3.理解土石坝稳定分析的圆弧滑动法和折线滑动法。

  4.理解土石坝的填筑标准。

  5.理解坝体细部构造设计。

  6.理解土坝砂砾石地基处理的工程措施。

  第6章 水闸

  一、学习目的与要求

  1.水闸的类型，水闸的组成部分及其作用。

  2.水闸的工作特点。

  3.水闸的消能防冲设计及防护。

  4.闸基防渗排水设计，闸基的渗流计算。

  5.闸室的稳定计算。

  6.闸室的结构计算。

  7.水闸与两岸的连接建筑物。

  二、考核知识点与考核目标

  1.理解水闸的工作特点，各组成部分的作用。

  2.理解水闸的消能型式，及消力池的布置。

  3.理解防渗长度，地下轮廓线概念，会用直线比例法，阻力系数法计算闸基渗透压力。

  4.理解沿闸底的抗滑稳定计算方法。

  第7章 岸边溢洪道

  一、学习目的与要求

  1.岸边溢洪道的作用、类型和运用条件。

  2.正槽溢洪道组成、优缺点及适用条件。

  3.侧槽溢洪道。

  4.非常泄洪设施。

  二、考核知识点与考核目标

  1.识记溢洪道的功用、类型。

  2.理解正槽溢洪道组成、溢流堰的布置、泄槽的水流特点及结构型式。

  3.了解侧槽溢洪道和非常泄洪设施。

  第8章 水工隧洞

  一、学习目的与要求

  1.水工隧洞的类型和工作特点。

  2.泄水隧洞的组成及其作用，闸门在泄水隧洞中的布置。

  3.泄水隧洞的线路选择，纵剖面布置及平面布置。

  4.有压隧洞及无压隧洞的体形设计及水力计算。

  5.进口建筑物型式，洞身断面型式及尺寸选择。

  6.作用在衬砌上的荷载及其组合。

  7.圆形有压隧洞的衬砌型式及衬砌内力计算方法。

  8.无压隧洞衬砌型式。

  9.泄水隧洞的构造。

  二、考核知识点与考核目标

  1.识记有压和无压泄水隧洞的布置特点。

  2.理解衬砌断面型式的选择和构造。

  3.理解山岩压力和弹性抗力的概念。

  4.理解有压隧洞的衬砌型式及内力计算方法。

  第9章 闸门

  一、学习目的与要求

  1.闸门的类型和设计要求。

  2.平面闸门与弧形闸门的型式、结构和布置。

  3.深孔闸门的结构型式和布置特点。

  二、考核知识点与考核目标

  1.识记闸门的常见类型。

  2.应用闸门的设计要求。

  3.理解平面闸门与弧形闸门的型式、结构和布置。

  4.了解深孔闸门的结构型式和布置特点。

  第10章 过坝建筑物、渠首及渠系建筑物和河道整治建筑物

  一、学习目的与要求

  1.过坝建筑物的功用和分类。

  2.通航建筑物的类型及适用条件。

  3.船闸的工作原理、类型及组成。

  4.渠系建筑的功用和类型。

  二、考核知识点与考核目标

  1.识记过坝建筑物的类型及适用条件。

  2.理解船闸的工作原理。

  3.识记过坝建筑物及渠系建筑物的类型及作用。

  第11章 水利工程设计

  一、学习目的与要求

  1.了解水工建筑物设计阶段的划分。

  2.了解水工建筑物设计所需的基本资料。

  3.了解水利工程对环境的影响。

  4.了解水利枢纽设计的主要内容。

  二、考核知识点与考核目标

  1.理解水工建筑物设计阶段的划分。

  2.理解水利枢纽设计的主要内容。

  第12章 水工建筑物管理

  一、学习目的与要求

  1.管理工作的目的、任务和内容。

  2.水工建筑物的检查与观测。

  3.混凝土坝及土坝的观测内容和观测仪器。

  4.水工建筑物的养护与修理。

  二、考核知识点与考核目标

  1.理解水工建筑物的管理重要性。

  2.了解水工建筑物的观测仪器类型及工作原理。

  三、有关说明与实施要求

  （一）考核的能力层次表述

  本大纲在考核目标中，按照“识记”、“理解”、“应用”、三个能力层次规定其应达到的能力层次要求。各能力层次为递进等级关系，后者必须建立在前者的基础上，其含义是：

  识记：能知道有关的名词、概念、知识的含义，并能正确认识和表述，是低层次的要求。

  理解：在识记的基础上，能全面把握基本概念、基本原理、基本方法，能掌握有关概念、原理、方法的区别与联系，是较高层次的要求。

  应用：在理解的基础上，能运用基本概念、基本原理、基本方法联系学过的多个知识点分析和解决有关的理论问题和实际问题，是最高层次的要求。

  （二）教材

  1、指定教材：《水工建筑物》(第5版)，中国水利水电出版社，林继镛主编，2009年版。

  2、参考教材：

  (1)《水工建筑物》  清华大学  张光斗主编

  (2)《水工建筑物》(专题I、II)  武汉水利电力大学水工教研室编

  (3)《水工设计手册》1～8卷     水利电力出版社

  (4)《水工》(上、下卷)         水利电力出版社

  （三）自学方法指导

  1、在开始阅读指定教材某一章之前，先翻阅大纲中有关这一章的考核知识点及对知识点的能力层次要求和考核目标，以便在阅读教材时做到心中有数，有的放矢。

  2、阅读教材时，要逐段细读，逐句推敲，集中精力，吃透每一个知识点，对基本概念必须深刻理解，对基本理论必须彻底弄清，对基本方法必须牢固掌握。

  3、在自学过程中，既要思考问题，也要做好阅读笔记，把教材中的基本概念、原理、方法等加以整理，这可从中加深对问题的认知、理解和记忆，以利于突出重点，并涵盖整个内容，可以不断提高自学能力。

  4、完成书后作业和适当的辅导练习时理解、消化和巩固所学知识，培养分析问题、解决问题及提高能力的重要环节，在做练习之前，应认真阅读教材，按考核目标所要求的不同层次，掌握教材内容，在练习过程中对所学知识进行合理的回顾与发挥，注重理论联系实际和具体问题具体分析，解题时应注意培养逻辑性，针对问题围绕相关知识点进行层次(步骤)分明的论述或推导，明确各层次(步骤)间的逻辑关系。

  （四）对社会助学的要求

  1、应熟知考试大纲对课程提出的总要求和各章的知识点。

  2、应掌握各知识点要求达到的能力层次，并深刻理解对各知识点的考核目标。

  3、辅导时，应以考试大纲为依据，指定的教材为基础，不要随意增删内容，以免与大纲脱节。

  4、辅导时，应对学习方法进行指导，宜提倡“认真阅读教材，刻苦钻研教材，主动争取帮助，依靠自己学通”的方法。

  5、辅导时，要注意突出重点，对考生提出的问题，不要有问即答，要积极启发引导。

  6、注意对应考者能力的培养，特别是自学能力的培养，要引导考生逐步学会独立学习，在自学过程中善于提出问题，分析问题，作出判断，解决问题。

  7、要使考生了解试题的难易与能力层次高低两者不完全是一回事，在各个能力层次中会存在着不同难度的试题。

  8、助学学时：本课程共6学分，总课时108学时，其中助学课时分配如下：

  （五）关于命题考试的若干规定

  1、本大纲各章所提到的内容和考核目标都是考试内容。试题覆盖到章，适当突出重点。

  2、试卷中对不同能力层次的试题比例大致是：“识记”为50%、“理解”为30%、“应用”为20%。

  3、试题难易程度应合理：易、较易、较难、难比例为2：3：3：2.

  4、每份试卷中，各类考核点所占比例约为：重点占65%，次重点占25%，一般占10%。

  5、试题类型一般分为：单项选择题、多项选择题、填空题、名词解释题、简答题和计算题等。

  6、考试采用闭卷考试，考试时间150分钟，采用百分制评分，60份合格。

  （六）题型示例（样题）

  一、单项选择题

  1. 重力坝维持稳定的抗滑力主要来自

  A. 水压力          B.自重        C.扬压力          D.浪压力

  二、多项选择题

  2. 土石坝的渗流计算方法有

  A.水力学方法  B.流网法   C.有限元法   D.材料力学法    E.弹性力学法

  三、填空题

  3、水利枢纽是由几种不同类型的                  集合在一起而构成的一个完整的                ，用来控制和支配水流。

  四、名词解释

  4、双曲拱坝

  五、简答题

  5、泄水建筑物常见的消能方式有哪些?各适用何种情况?

  六、计算题

  6、试用水力学方法推导在不透水地基上，无排水设备的均质土石坝的浸润线方程，并根据以下数据算出单宽渗流量q。

  已知：H=50m，H=20m，L=210m，K=1×10m/s。