2023年河北專升本農業水利工程/水利水電工程專業考試大綱

2023年河北專升本農業水利工程/水利水電工程專業考試大綱已發布！分為水力學、水工鋼筋混凝土結構學兩部分，考試采用閉卷、筆試形式，各部分滿分為150分，考試時間為75分鐘，試卷包括判斷題、畫圖題、簡答題和計算題等。考試主要內容、參考書目、樣題等具體信息如下，請考生參考。

第一部分：水力學

I.課程簡介

一、內容概述與要求

通過本課程的學習，使學生掌握水流運動的基本概念、基本理論和分析方法，理解不同水流的特點，學會本專業常見水力計算，為學習專業課程、從事專業技術工作打下一定的基礎。

本課程教學 大綱中所列基本內容的學習，應達到下列基本要求：

1、理解水力學的基本概念，如粘滯性、層流和紊流、急流和緩流、雷諾數和佛汝德數

等；

2、掌握總流運動分析方法和連續方程、能量方程、動量方程，能應用三大方程解決實際工程中的水力學問題；

3、熟練進行水流流態的判別，正確理解水頭損失產生的原因，掌握沿程水力摩阻系數的變化規律，熟練掌握沿程水頭損失和局部水頭損失的計算；

4、進行水流運動分析，掌握常見工程水力計算的方法，包括靜水壓力的計算和水力荷載的確定，有壓管道、明渠和其它過流建筑物斷面尺寸和過流能力的確定等。

二、考試形式與試卷結構

考試采用閉卷、筆試形式，全卷滿分為150分，考試時間為75分鐘。

試題類型包括判斷題、畫圖題、簡答題和計算題。畫圖題要求用鉛筆繪圖；計算題應寫出公式、文字說明及演算步驟，計算結果整理到最簡形式。

II.知識要點與考核要求

一、緒論

（一）了解水力學的任務、在專業中的作用和研究方法；

（二）理解液體的基本特征和主要物理力學性質；

（三）掌握牛頓內摩擦定律和粘滯性系數；

（四）掌握連續介質、理想液體和實際液體的概念；

（五）理解作用在流體上的兩種力：質量力和表面力。

二、水靜力學

（一）理解靜水壓強的概念并掌握其兩個特性；

（二）了解液體平衡微分方程及其積分形式，理解等壓面及其特性；

（三）掌握重力作用下靜水壓強基本方程及應用；

（四）理解靜水壓強基本方程的幾何意義與能量意義：位置水頭、壓強水頭和測壓管水頭；

（五）了解靜水壓強的表示方法與測量，理解絕對壓強、相對壓強和真空度的概念；

（六）重點掌握靜水壓強分布圖和平面上靜水總壓力的計算；

（七）重點掌握曲面上靜水總壓力的計算，壓力體的構成及作用力方向的判別。

三、液體運動的流束理論

（一）了解描述液體運動的兩種方法：拉格朗日法和歐拉法；

（二）理解液體運動的分類和基本概念：恒定與非恒定流，均勻與非均勻流，漸變流與急變流，流線與跡線，總流、 元流、過水斷面與斷面平均流速，一元流；

（三）掌握恒定不可壓縮液體總流連續性方程及其應用；

（四）重點掌握恒定總流能量方程的應用，注意其使用條件及注意事項；

（五）重點掌握恒定總流動量方程的應用，注意其使用注意事項及應用實例；

（六）了解量綱分析。

四、液體流動型態和水頭損失

（一）理解水頭損失的本質和分類；

（二）掌握均勻流沿程損失與水流阻力關系，重點計算沿程水頭損失的基本公式-達西公式；

（三）了解實際液體運動的兩種型態：層流與紊流，重點理解紊流的形成及掌握其判別數雷諾數的物理意義；

（四）了解圓管層流運動過水斷面上的流速分布和沿程水頭損失計算；

（五）重點理解紊流的特征和附加切應力的產生，了解紊流中粘性底層的概念；

（六）重點掌握尼古拉茲實驗和沿程阻力系數的變化規律及計算；

（七）掌握計算沿程水頭損失的經驗公式——謝齊公式、曼寧公式和粗糙系數；

（八）了解局部水頭損失的特點，重點掌握局部水頭損失的計算。

五、有壓管道流動

（一）了解有壓管道流動的特點及分類；

（二）掌握簡單管道水力計算和管流水頭線的繪制；

（三）重點掌握簡單管道水力計算的特例——虹吸管及水泵裝置的水力計算；

（四）了解復雜管道水力設計計算（串聯管道，并聯管道，分叉管道和沿程均泄管道）。

六、明渠水流

（一）了解明渠水流的特點和分類，明渠斷面的水力要素；

（二）理解明渠均勻流的特性及產生條件，重點掌握明渠均勻流基本公式；

（三）掌握明渠恒定均勻流的水力最佳斷面的計算、了解其允許流速和糙率的確定；

（四）了解明渠非均勻漸變流的流動特點，理解明渠水流三種流態及多種判別方法，并掌握其判別數佛汝德數的物理意義；

（五）重點掌握斷面比能，臨界水深、臨界底坡的概念；

（六）理解明渠恒定非均勻流漸變流的水面線變化規律，掌握12種類型的水面線，定性分析并繪制棱柱體變坡渠道上的水面線，對其水面線進行分段求和法計算。

七、水躍

（一）了解水躍的形成及其相關名詞：躍前斷面、躍長、躍高等；

（二）理解水躍的現象及其組成，掌握水躍的類型；

（三）了解水躍方程及其共軛水深。

八、過流建筑物

（一）了解堰、閘出流的特點及其區別，理解堰流和孔流的轉化條件；

（二）掌握堰流的類型，了解其基本公式；

（三）了解薄壁堰、實用堰和寬頂堰的水力計算，曲線型實用堰剖面形狀的確定；

（四）了解閘孔出流基本公式和水力計算；

（五）了解水工建筑物下游水流銜接與消能的方式。

III.模擬試卷及參考答案

河北省普通高等學校專升本考試水力學模擬試卷

（考試時間：75分鐘）

（總分：150分）

說明：請在答題紙的相應位置上作答，在其它位置上作答的無效。

一、判斷題（本大題共10小題，每小題2分，共20分。正確的劃“√”，錯誤的劃“×”，請將答案填涂在答題紙的相應位置上。）

1.與牛頓內摩擦定律直接有關系的因素是切應力和剪切變形。（）

2.流場中流線的疏密程度反映該處的速度大小。（）

3.平衡液體中等水平面是等壓面。（）

4.對于均勻流，不同過水斷面上各點的測壓管水頭為一常數。（）

5.紊流光滑區的沿程水頭損失系數λ僅與雷諾數有關，而與相對粗糙度無關。（）

6.緩變流一定是緩流，急變流一定是急流。（）

7.液體的粘性是引起液流水頭損失的根源。（）

8.對于孔口為淹沒出流，若兩孔口的形狀、尺寸相同，在水下位置不同，則流量相等。（）

9.明渠水流從急流向緩流過渡時發生水跌，從緩流向急流過渡時發生水躍。（）

10.閘底坎為平頂堰時，相對開度小于0.65為堰流。（）

二、畫圖題（本大題共4小題，第1、2小題各8分，第3、4小題各12分，共40分。請在答題紙的相應位置上作答。）

1.繪出下圖標有文字的受壓面上的靜水壓強分布圖。（8分）

2.畫出AB曲面上的壓力體圖。（8分）

3.繪出此給水管道的總水頭線和測壓管水頭線。（12分）

4.定性繪出棱柱體渠道的水面曲線，并標出名稱（已知上下游均可發生均勻流，各段充分長）。（12分）

三、簡答題（本大題共3小題，第1、2小題各10分，第3小題15分，共35分。請在答題紙的相應位置上作答。）

1.能量方程各項的幾何意義和能量意義是什么？（10分）

2.雷諾數Re具有什么物理意義？為什么可以起到判別流態（層流、紊流）的作用？（10分）

3.如圖所示，兩簡單管道：a圖自由出流，b圖淹沒出流，若兩管道的作用水頭H和z，管長l，管徑d及沿程阻力系數λ均相同，試問：兩管中通過的流量是否相同？為什么？（15分）

圖a圖b

四、計算題（本大題共3小題，第1、2小題各15分，第3小題25分，共55分。請在答題紙的相應位置上作答。）

1.某一矩形渠道長而順直，n按0.02考慮，渠道按水力最佳斷面設計，正常水深為2m，底坡為1/10000，求渠道通過的流量？（15分）

2.在渠道側壁上，開有圓形放水孔，放水孔直徑d為0.5m，孔頂至水面的深度h為2m，試求放水孔閘門上的水壓力及作用點的位置。（15分）

3.某一平板閘門，門寬b=2m，閘前水深H=4m，閘孔后收縮斷面水深hc=0.5m，當通過流量Q=8m3/s，求作用于平板閘門上的動水總壓力（不計摩擦力）。（25分）

水力學參考答案

一、判斷題（20分，正確的打√，錯誤的打×，每題2分）

二、畫圖（40分）

1、繪出AB受壓面上的靜水壓強分布圖。（8分）

2、畫出AB曲面上的壓力體圖。（8分）

3、繪出此給水管道的總水頭線和測壓管水頭線。（12分）

4、定性繪出棱柱體渠道的水面曲線，標出名稱（已知上下游均可發生均勻流，各段充分長）。

（12分）

三、簡答題（35分）

1、能量方程式：

2、⑴雷諾數Re具有的物理意義：表征慣性力與粘滯力的比值；（2分）

⑵層流與紊流的主要區別是液體質點是否進行混摻，而渦體的形成是摻混作用產生的根源，但是渦體的形成不一定就能形成紊流。（3分）一方面因為渦體由于慣性具有保持其本身運動的傾向，另一方面因為液體具有粘滯性，粘滯作用又要約束渦體的運動，所以渦體能否脫離原流層而摻入鄰層，就看慣性作用與粘滯作用兩者的對比關系。只有當慣性作用與粘滯作用相比大到一定程度時，才可能形成紊流。（5分）

3、⑴兩管中通過的流量相同。（3分）

⑵根據公式分析：

自由出流：（3分）

淹沒出流：（3分）

流量Q計算公式相似，雖然流量系數的計算公式形式不同，但是數值相等。（2分）

這是因為淹沒出流時其計算式中分母雖然較自由出流時少了一項α（取α=1），但是它的局部損失系數ζ卻比自由出流時多了一個出口處的局部損失系數ζ=1，故其他條件相

同時兩者的數值相等，代入流量計算式得到相同的計算結果。（4分）

四、計算題（55分）

1、b=2h=2×2=4m（3分）；R=h/2=1m（3分）A=bh=4×2=8m2（2分）

=50/s（3分）

=8×50×=4m3/s（4分）

2、=9.8×（2+0.25）×3.14×（0.25）2=4.33（KN）（10分）

（5分）

3、F=PA=0.5×9.8×42×2=156.8（KN）（4分）

F=PA=0.5×9.8×0.52×2=2.45（KN）（4分）

由可得v1=8÷（4×2）=1m/s，v2=8÷（0.5×2）=8m/s（4分）

列水流方向的動量方程,（4分）設閘門對水流的作用力為FR,方向水平向左，（2分）令（1分），可得

156.8-2.45-1×8×（8-1）=98.35（KN）（4分）

故所求力與等大反向。（2分）

第二部分：水工鋼筋混凝土結構學

I.課程簡介

一、內容概述與要求

《水工鋼筋混凝土結構學》課程是工學學科水利類水利水電工程專業、農業水利工程的專業基礎課程。

通過本課程的學習，使學生掌握鋼筋混凝土構件的計算理論、設計方法及構造要求，正確理解及使用規范，培養學生從事水工鋼筋混凝土結構設計的技術技能，了解本學科的發展方向，并為學習后續課程及進行畢業設計打下必要的基礎。

本課程教學 大綱中所列基本內容的學習，應達到下列基本要求：1．掌握鋼筋混凝土材料的力學性能。

2.掌握結構設計的基本原則及其在水工鋼筋混凝土結構設計中的應用。

3.掌握鋼筋混凝土基本構件的計算理論、設計方法及構造要求，熟練地掌握承載力計算、變形和抗裂度及裂縫寬度驗算等計算步驟，能正確地選擇和配置鋼筋及繪制設計圖。二、考試形式與試卷結構

考試采用閉卷、筆試形式，全卷滿分為150分，考試時間為75分鐘。

試題類型包括填空題、單項選擇題、簡答題、計算題。填空題只要求直接填寫結果，不必寫出計算過程；計算題應寫出公式、文字說明及演算步驟。

II.知識要點與考核要求

一、緒論

（一）理解

鋼筋混凝土的特點 鋼筋混凝土結構分類

二、鋼筋混凝土結構的材料

（一）理解

鋼筋的品種和力學性能，對其應力應變關系概念清楚

混凝土力學性能，了解混凝土試驗方法和強度、變形的關系

三、鋼筋混凝結構設計計算原理

（一）理解

極限狀態的定義，結構極限狀態分類及含義可靠指標和結構安全級別

荷載的標準值及荷載組合值

（二）掌握

承載能力極限狀態、正常使用極限狀態設計的表達式

四、鋼筋混凝土受彎構件正載面承載力計算

（一）了解

受彎構件的截面形式和構造的規定

（二）理解

梁的應力—應變三個階段和截面破壞的三種類型適筋和超筋破壞的界限條件

（三）掌握

單筋矩形截面構件正截面承載力計算方法雙筋矩形截面構件正截面承載力計算方法T形截面構件正截面受彎承載力計算方法

五、鋼筋混凝土受彎構件斜截面承截力計算

（一）理解

無腹筋梁斜截面上的應力狀態及破壞形態有腹筋梁中腹筋的作用

（二）掌握

斜截面受剪承載力和配筋計算方法步驟保證斜截面受彎承載力的方法

六、鋼筋混凝土受壓構件承載力計算

（一）理解

大小偏心受壓構件的判別公式

（二）掌握

軸心受壓構件正截面承載力計算大小偏心受壓構件正截面承力計算

七、鋼筋混凝土受拉構件承載力計算

（一）掌握

大小偏心受拉的界限 小偏心受拉構件的計算大偏心受拉構件的計算

八、鋼筋混凝土構件正常使用極限狀態驗算

（一）掌握

正常使用極限狀態驗算內容

九、鋼筋混凝土肋形結構及剛架結構

（一）理解

整體式肋形結構支承關系與單向板肋形結構與雙向板肋形結構的判別

（二）掌握

肋形結構的設計步驟

多跨連續梁最不利布置方式塑性鉸與理想鉸的區別

雙向板肋形結構按彈性方法計算內力的計算簡圖

III.模擬試卷及參考答案

河北省普通高等學校專升本考試水工鋼筋混凝土結構學模擬試卷

（考試時間：75分鐘）

（總分：150分）

說明：請在答題紙的相應位置上作答，在其它位置上作答的無效。

一、填空題（本大題共9個空，每空5分，共45分。請將答案填寫在答題紙的相應位置上。）

1、根據功能要求，通常把鋼筋混凝土結構的極限狀態分為極限狀態和

極限狀態兩類。

2、大、小偏心的區別用偏心距來區分，如ηe0，就用小偏心受壓公式計算如ηe0，則用大偏心受壓公式計算.

3、鋼筋混凝土結構設計首先應進行極限狀態計算，以保證結構構件的安全可

靠，然后還應根據構件的使用要求進行極限狀態驗算，以保證結構構件能正常使用。正常使用極限狀態驗算包括（不允許裂縫出現）或驗算和驗算。

二、單項選擇題（本大題共5小題，每小題6分，共30分。在每小題給出的備選

項中選出一個正確的答案，并將所選項前的字母填寫在答題紙的相應位置上。）

1、水工鋼筋混凝土結構中常用受力鋼筋是（）

A.HRB400和HRB335鋼筋B.HPB235和RRB400鋼筋

C.HRB335和HPB235鋼筋D.HRB400和RRB400鋼筋

2、硬鋼的協定流限是指（）

A.鋼筋應變為0.2%時的應力

B.由此應力卸載到鋼筋應力為零時的殘余應變為0.2%

C.鋼筋彈性應變為0.2%時的應力

3、混凝土的強度等級是根據混凝土的（）確定的。

A.立方體抗壓強度設計值B.立方體抗壓強度標準值

C.立方體抗壓強度平均值D.具有90%保證率的立方體抗壓強度

4、梁的混凝土保護層厚度是指（）

A.從受力鋼筋截面形心算起到截面受拉邊緣的距離

B.從受力鋼筋外邊緣算起到截面受拉邊緣的距離

C.從受力鋼筋內邊緣算起到截面受拉邊緣的距離

D.從箍筋外邊緣算起到截面受拉邊緣的距離

5、受彎構件正截面承載力計算中，當ξ>α1ξb時，發生的破壞將是（）

A.適筋破壞B.少筋破壞C.超筋破壞

三、問答題（本大題共2小題，每小題20分，共40分。請在答題紙的相應位置上作答。）

1、為什么梁內配置腹筋可大大加強斜截面受剪承載力？

2、單向板肋形樓蓋結構設計的一般步驟是什么？

四、計算題（本大題共1小題，共35分。請在答題紙的相應位置上作答。）

一預制矩形鋼筋混凝土梁的截面尺寸b×h=250mm×500mm， 選用混凝土等級C20(fc=9.60N/mm2)和HRB335鋼筋(fy=300N/mm2)，（環境條件為一類，a=a′=35mm, 0.85ξb=0.468,K=1.2,ρmin=0.15%）

（1）當該梁跨中截面最大彎矩設計值M=140kN·m，試計算跨中截面所需的鋼筋截面面積。

（2）當該梁跨中截面最大彎矩設計值M=200kN·m，試計算跨中截面所需的受拉和受壓鋼筋截面面積As, As′。

水工鋼筋混凝土結構學參考答案

一、填空題

1、承載能力正常使用

2、≤0.3h。>0.3h。

3、承載能力正常使用抗裂裂縫寬度變形

二、選擇題

ABBBC

三、問答題

1、腹筋對提高梁的受剪承載力的作用主要是以下幾個方面

1)腹筋直接承擔了斜截面上的一部分剪力

2)腹筋能阻止斜裂縫開展過寬，延緩斜裂縫向上伸展，保留了更大的混凝土余留截面，從而提高了混凝土的受剪承載力VC

3)腹筋的存在延緩了斜裂縫的開展，提高了骨料咬合力

4)箍筋控制了沿縱筋的劈裂裂縫的發展，使銷栓力有所提高

2、結構的梁格布置；板和梁的計算簡圖確定、板和梁的內力計算；截面設計；配筋圖繪制。

四、計算題

解：1）當M=140kN·m時

αs=

KM

fbh2

=1.2×140

10×250×4652

=0.31

c

ξ=1−

0

1−2αs

=1−

1&minus;2&times;0.31=0.385<0.85&xi;b=0.468

As=

fcbh0&xi;=9.6&times;0.385&times;250&times;465=1443.8mm2

fy300

可選3&Phi;25(As=1473mm)

2

驗算：&rho;=

Asbh0

=1473

250&times;465

=1.3%>&rho;min

=0.15%

2)當M=200KNm時，因彎矩較大，估計受拉鋼筋要排成兩排，取a=c+d+e2=35+20+30/2=70mm

h0=h&minus;a=500&minus;70=430mm

&alpha;=KM

=1.2&times;200&times;106=

>&xi;=

sfbh2

10&times;250&times;4302

0.519

0.85B

0.468

c0

所以采用雙筋，令&xi;=&xi;b

/KM&minus;f&alpha;bh21.2&times;200&minus;10&times;0.396&times;250&times;43022

As=csb0=

=465.1mm

f'(h&minus;a/)

310&times;(430&minus;35)

y0

f&xi;bh+f'A'

10&times;0.544&times;250&times;430+310&times;465.1

As=

y

ys=

310

=2351.6mm2

受拉鋼筋選用5&Phi;25(As

=2454mm2)受壓鋼筋選用3&Phi;14(A

=462mm2)