2021年给排水工程师考试大纲

一、公共基础

(一)数学

1.1空间解析几何

向量的线性运算;向量的数量积、向量积及混合积;两向量垂直、平行的条件;直线方程;平面方程;平面与平面、直线与直线、平面与直线之间的位置关系;点到平面、直线的距离;球面、母线平行于坐标轴的柱面、旋转轴为坐标轴的旋转曲面的方程;常用的二次曲面方程;空间曲线在坐标面上的投影曲线方程。

1.2微分学

函数的有界性、单调性、周期性和奇偶性;数列极限与函数极限的定义及其性质;无穷小和无穷大的概念及其关系;无穷小的性质及无穷小的比较;极限的四则运算;函数连续的概念;函数间断点及其类型;导数与微分的概念;导数的几何意义和物理意义;平面曲线的切线和法线;导数和微分的四则运算;高阶导数;微分中值定理;洛必达法则;函数的切线及法平面和法平面及切法线;函数单调性的判别;函数的极值;函数曲线的凹凸性、拐点;偏导数与全微分的概念;二阶偏导数;多元函数的极值和条件极值;多元函数的最大、最小值及其简单应用。

1.3积分学

原函数与不定积分的概念;不定积分的基本性质;基本积分公式;定积分的基本概念和性质(包括定积分中值定理);积分上限的函数及其导数;牛顿-莱布尼兹公式;不定积分和定积分;换元积分法与分部积分法;有理函数、三角函数的有理式和简单无理函数的积分;广义积分;二重积分与三重积分的概念、性质、计算和应用;两类曲线积分的概念、性质和计算;求平面图形的面积、平面曲线的弧长和旋转体的体积。

1.4无穷级数

数项级数的敛散性概念;收敛级数的和级数的基本性质;级数收敛的必要条件;几何级数与p级数及其收敛性;正项级数敛散性的判别法;任意项级数的绝对收敛与条件收敛;幂级数及其收敛半径、收敛区间和收敛域;幂级数的和函数;函数的泰勒级数展开;函数的傅里叶系数与傅里叶级数。

1.5常微分方程

常微分方程的基本概念;变量可分离的微分方程;齐次微分方程;一阶线性微分方程;全微分方程;可降阶的高阶微分方程;线性微分方程解的性质及解的结构定理;二阶常系数齐次线性微分方程。

1.6线性代数

行列式的性质及计算;行列式按行展开定理的应用;矩阵的运算;逆矩阵的概念、性质及求法;矩阵的初等变换和初等矩阵;矩阵的秩;等价矩阵的概念和性质;向量的线性表示;向量组的线性相关和线性无关;线性方程组有解的判定;线性方程组求解;矩阵的特征值和特征向量的概念与性质;相似矩阵的概念和性质;矩阵的相似对角化;二次型及其矩阵表示;合同矩阵的概念和性质;二次型的秩;惯性定理;二次型及其矩阵的正定性。

1.7概率与数理统计

随机事件与样本空间;事件的关系与运算;概率的基本性质;古典型概率;条件概率;概率的基本公式;事件的独立性;独立重复试验;随机变量;随机变量的分布函数;离散型随机变量的概率分布;连续型随机变量的概率密度;常见随机变量的分布;随机变量的数学期望、方差、标准差及其性质;随机变量函数的数学期望;矩、协方差、相关系数及其性质;总体;个体;简单随机样本;统计量;样本均值;样本方差和样本矩;x2分布;t分布;F分布;点估计的概念;估计量与估计值;矩估计法;最大似然估计法;估计量的评选标准;区间估计的概念;单个正态总体的均值和方差的区间估计;两个正态总体的均值差和方差比的区间估计;显著性检验;单个正态总体的均值和方差的假设检验。

(二)物理学

2.1热学

气体状态参量;平衡态;理想气体状态方程;理想气体的压强和温度的统计解释;自由度;能量按自由度均分原理;理想气体内能;平均碰撞频率和平均自由程;麦克斯韦速率分布律;方均根速率;平均速率;最概然速率;功、热量、内能;热力学第一定律及其对理想气体等值过程的应用;绝热过程;气体的摩尔热容量;循环过程;卡诺循环;热机效率;净功;制冷系数;热力学第二定律及其统计意义;可逆过程和不可逆过程。

2.2波动学

机械波的产生和传播;一维简谐波表达式;描述波的特征量;阵面，波前，波线;波的能量、能流、能流密度;波的衍射;波的干涉;驻波;自由端反射与固定端反射;声波;声强级;多普勒效应。

2.3光学

相干光的获得;杨氏双缝干涉;光程和光程差;薄膜干涉;光疏介质;光密介质;迈克尔逊干涉仪;惠更斯-菲涅尔原理;单缝衍射;光学仪器分辨本领;射光栅与光谱分析;X射线衍射;布拉格公式;自然光和偏振光;布儒斯特定律;马吕斯定律;双折射现象。

(三)化学

3.1物质的结构和物质状态

原子结构的近代概念;原子轨道和电子云;原子核外电子分布;原子和离子的电子结构;原子结构和元素周期律;元素周期表;周期族元素性质及氧化物及其酸碱性;离子键的特征;共价键的特征和类型;杂化轨道与分子空间构型;分子结构式;键的极性和分子的极性;分子间力与氢键;晶体与非晶体;晶体类型与物质性质。

3.2溶液

溶液的浓度;非电解质稀溶液通性;渗透压;弱电解质溶液的解离平衡;分压定律;解离常数;同离子效应;缓冲溶液;水的离子积及溶液的pH值;盐类的水解及溶液的酸碱性;溶度积常数;溶度积规则。

3.3化学反应速率

化学平衡反应热与热化学方程式;化学反应速率;温度和反应物浓度对反应速率的影响;活化能的物理意义;催化剂;化学反应方向的判断;化学平衡的特征;化学平衡移动原理。

3.4氧化还原反应与电化学

氧化还原的概念;氧化剂与还原剂;氧化还原电对;氧化还原反应方程式的配平;原电池的组成和符号;电极反应与电池反应;标准电极电势;电极电势的影响因素及应用;金属腐蚀与防护。

3.5有机化学

有机物特点、分类及命名;官能团及分子构造式;同分异构;有机物的重要反应：加成、取代、消除、氧化、催化加氢、聚合反应、加聚与缩聚;基本有机物的结构、基本性质及用途;烷烃、烯烃、炔烃芳烃、卤代烃、醇、苯酚、醛和酮、羧酸、酯;合成材料;高分子化合物、塑料、合成橡胶、合成纤维、工程塑料。

(四)理论力学

4.1静力学

平衡刚体;力;约束及约束力;受力图;力矩;力偶及力偶矩;力系的等效和简化;力的平移定理;平面力系的简化;主矢;主矩;平面力系的平衡条件和平衡方程式;物体系统(含平面静定桁架)的平衡;摩擦力;摩擦定律;摩擦角;摩擦自锁。

4.2运动学

点的运动方程;轨迹;速度;加速度;切向加速度和法向加速度;平动和绕定轴转动;角速度;角加速度;刚体内任一点的速度和加速度。

4.3动力学

牛顿定律;质点的直线振动;自由振动微分方程;固有频率;周期;振幅;衰减振动;阻尼对自由振动振幅的影响;振幅衰减曲线;受迫振动;受迫振动频率;幅频特性;共振;动力学普遍定理;动量;质心;动量定理及质心运动定理;动量及质心运动守恒;动量矩;动量矩定理;动量矩守恒;刚体定轴转动微分方程;转动惯量;回转半径;平行轴定理;功;动能;势能;动能定理及机械能守恒;达朗贝尔原理;惯性力;刚体作平动和绕定轴转动(转轴垂直于刚体的对称面)时惯性力系的简化;动静法。

(五)材料力学

5.1材料在拉伸、压缩时的力学性能

低碳钢、铸铁拉伸、压缩实验的应力-应变曲线;力学性能指标。

5.2拉伸和压缩

轴力和轴力图;杆件横截面和斜截面上的应力;强度条件;虎克定律;变形计算。

5.3剪切和挤压

剪切和挤压的实用计算;剪切面;挤压面;剪切强度;挤压强度。

5.4扭转

扭矩和扭矩图;圆轴扭转切应力;切应力互等定理;剪切虎克定律;圆轴扭转的强度条件;扭转角计算及刚度条件。

5.5截面几何性质

静矩和形心;惯性矩和惯性积;平行轴公式;形心主轴及形心主惯性矩概念。

5.6弯曲

梁的内力方程;剪力图和弯矩图;分布载荷、剪力、弯矩之间的微分关系;正应力强度条件;切应力强度条件;梁的合理截面;弯曲中心概念;求梁变形的积分法、叠加法。

5.7应力状态

平面应力状态分析的解析法和应力圆法;主应力和最大切应力;广义虎克定律;四个常用的强度理论。

5.8组合变形

拉/压-弯组合、弯-扭组合情况下杆件的强度校核;斜弯曲。

5.9压杆稳定

压杆的临界载荷;欧拉公式;柔度;临界应力总图;压杆的稳定校核。

(六)流体力学

6.1流体的主要物性质与流体静力学

流体的压缩性与膨胀性;流体的粘性与牛顿内摩擦定律;流体静压强及其特性;重力作用下静水压强的分布规律;作用于平面的液体总压力的计算。

6.2流体动力学基础

以流场为对象描述流动的概念;流体运动的总流分析;恒定总流连续性方程、能量方程和动量方程的运用。

6.3流动阻力和能量损失

沿程阻力损失和局部阻力损失;实际流体的两种流态——层流和紊流;圆管中层流运动;紊流运动的特征;减小阻力的措施。

6.4孔口管嘴管道流动

孔口自由出流、孔口淹没出流;管嘴出流;有压管道恒定流;管道的串联和并联。

6.5明渠恒定流

明渠均匀水流特性;产生均匀流的条件;明渠恒定非均匀流的流动状态;明渠恒定均匀流的水平力计算。

6.6渗流、井和集水廊道土壤的渗流特性;达西定律;井和集水廊道。

6.7相似原理和量纲分析

力学相似原理;相似准数;量纲分析法。

(七)电工电子技术

7.1电磁学概念

电荷与电场;库仑定律;高斯定理;电流与磁场;安培环路定律;电磁感应定律;洛仑兹力。

7.2电路知识

电路组成;电路的基本物理过程;理想电路元件及其约束关系;电路模型;欧姆定律;基尔霍夫定律;支路电流法;等效电源定理;迭加原理;正弦交流电的时间函数描述;阻抗;正弦交流电的相量描述;复数阻抗;交流电路稳态分析的相量法;交流电路功率;功率因数;三相配电电路及用电安全;电路暂态;R-C、R-L电路暂态特性;电路频率特性;R-C、R-L电路频率特性。

7.3电动机与变压器

理想变压器;变压器的电压变换、电流变换和阻抗变换原理;三相异步电动机接线、启动、反转及调速方法;三相异步电动机运行特性;简单继电-接触控制电路。

(八)信号与信息技术

8.1信号与信息

信号;信息;信号的分类;模拟信号与信息;模拟信号描述方法;模拟信号的频谱;模拟信号增强;模拟信号滤波;模拟信号变换;数字信号与信息;数字信号的逻辑编码与逻辑演算;数字信号的数值编码与数值运算。

8.2模拟电子技术

晶体二极管;极型晶体三极管;共射极放大电路;输入阻抗与输出阻抗;射极跟随器与阻抗变换;运算放大器;反相运算放大电路;同相运算放大电路;基于运算放大器的比较器电路;二极管单相半波整流电路;二极管单相桥式整流电路。

8.3数字电子技术

与、或、非门的逻辑功能;简单组合逻辑电路;D触发器;JK触发器数字寄存器;脉冲计数器。

(九)计算机应用基础

9.1计算机系统

计算机系统组成;计算机的发展;计算机的分类;计算机系统特点;计算机硬件系统组成;CPU;存储器;输入/输出设备及控制系统;总线;数模/模数转换;计算机软件系统组成;系统软件;操作系统;操作系统定义;操作系统特征;操作系统功能;操作系统分类;支撑软件;应用软件;计算机程序设计语言。

9.2信息表示

信息在计算机内的表示;二进制编码;数据单位;计算机内数值数据的表示;计算机内非数值数据的表示;信息及其主要特征。

9.3常用操作系统Windows发展;进程和处理器管理;存储管理;文件管理;输入/输出管理;设备管理;网络服务。

9.4计算机网络

计算机与计算机网络;网络概念;网络功能;网络组成;网络分类;局域网;广域网;因特网;网络管理;网络安全;Windows系统中的网络应用;信息安全;信息保密;工程管理基础。

(十)工程经济

10.1资金的时间价值

资金时间价值的概念;利息及计算;实际利率和名义利率;现金流量及现金流量图;资金等值计算的常用公式及应用;复利系数表的应用。

10.2财务效益与费用估算

项目的分类;项目计算期;财务效益与费用;营业收入;补贴收入;建设投资;建设期利息;流动资金;总成本费用;经营成本;项目评价涉及的税费;总投资形成的资产。

10.3资金来源与融资方案

资金筹措的主要方式;资金成本;债务偿还的主要方式。

10.4财务分析

财务评价的内容;盈利能力分析(财务净现值、财务内部收益率、项目投资回收期、总投资收益率、项目资本金净利润率);偿债能力分析(利息备付率、偿债备付率、资产负债率);财务生存能力分析;财务分析报表(项目投资现金流量表、项目资本金现金流量表、利润与利润分配表、财务计划现金流量表);基准收益率。

10.5经济费用效益分析

经济费用和效益;社会折现率;影子价格;影子汇率;影子工资;经济净现值;经济内部收益率;经济效益费用比。

10.6不确定性分析

盈亏平衡分析(盈亏平衡点、盈亏平衡分析图);敏感性分析(敏感度系数、临界点、敏感性分析图)。

10.7方案经济比选

方案比选的类型;方案经济比选的方法(效益比选法、费用比选法、最低价格法);计算期不同的互斥方案的比选。

10.8改扩建项目经济评价特点

改扩建项目经济评价特点。

10.9价值工程

价值工程原理;实施步骤。

(十一)法律法规

11.1中华人民共和国建筑法

总则;建筑许可;建筑工程发包与承包;建筑工程监理;建筑安全生产管理;建筑工程质量管理;法律责任。

11.2中华人民共和国安全生产法

总则;生产经营单位的安全生产保障;从业人员的权利和义务;安全生产的监督管理;生产安全事故的应急救援与调查处理。

11.3中华人民共和国招标投标法

总则;招标;投标;开标;评标和中标;法律责任。

11.4中华人民共和国合同法

一般规定;合同的订立;合同的效力;合同的履行;合同的变更和转让：合同的权利义务终止;违约责任;其他规定。

11.5中华人民共和国行政许可法

总则;行政许可的设定;行政许可的实施机关;行政许可的实施程序;行政许可的费用。

11.6中华人民共和国节约能源法

总则;节能管理;合理使用与节约能源;节能技术进步;激励措施;法律责任。

11.7中华人民共和国环境保护法

总则;环境监督管理;保护和改善环境;防治环境污染和其他公害;法律责任。

11.8建设工程勘察设计管理条例

总则;资质资格管理;建设工程勘察设计发包与承包;建设工程勘察设计文件的编制与实施;监督管理。

11.9建设工程质量管理条例

总则;建设单位的质量责任和义务;勘察设计单位的质量责任和义务;施工单位的质量责任和义务;工程监理单位的质量责任和义务;工程质量保修。

11.10建设工程安全生产管理条例

总则;建设单位的安全责任;勘察设计工程监理及其他有关单位的安全责任;施工单位的安全责任;监督管理;生产安全事故的应急救援和调查处理。

【说明】

2-1·公共基础题目数量分布

科目题目分布题目数量 科目题目分布题目数量

数学1-2424 电工电子技术79-868

物理学25-3612 信号与信息技术87-9610

化学37-4610 计算机应用基础97-10610

理论力学47-5812 工程经济107-1148

材料力学59-7012 法律法规115-1206

流体力学71-788 ///

二、专业基础

(一)水文学和水文地质

1.1水文学概念

河川径流;泥沙测算;流域水量平衡。

1.2洪、枯径流

设计枯水流量;水位设计洪水流量;水位。

1.3降水资料收集

暴雨公式;洪峰流量。

l.4地下水储存

地质构造;地下水形成;地下水储存;地下水循环。

1.5地下水运动

地下水流向井稳定运动;地下水流向井不稳定运动。

1.6地下水分布特征

河谷冲积层地下水;沙漠地区地下水;山区丘陵区地下水。

1.7地下水资源评价

储量计算;开采量评价。

(二)水处理微生物学

2.1细菌的形态和结构

细菌的形态;细胞结构生理功能及生长繁殖;命名。

2.2细菌生理特征

营养类型划分;影响酶活力因素;细菌的呼吸类型;细菌的生长。

2.3其它微生物

铁细菌;硫细菌;球衣细菌;酵母菌;细菌形态;藻类原生动物;后生动物;病毒;噬菌体;微生物在水处理中的作用。

2.4水的卫生细菌学

水中细菌分布;水中病原细菌;水中微生物控制方法;水中病毒检验。

2.5废水生物处理

污染物降解;污染物转化;有机物分解;废水生物处理;水体污染监测。

(三)水力学

3.1水静力学

静水压力;阿基米德原理;潜、浮物体平衡与稳定。

3.2水动力学理论

伯努利方程;总水头线;测压管水头线。

3.3水流阻力和水头损失

沿程阻力系数变化;局部水头损失;绕流阻力。

3.4孔口、管嘴出流和有压管路

孔口(或管嘴)的变水头出流;短管水力计算;长管水力计算;管网水力计算基础。

3.5明渠均匀流

最优断面和允许流速水力计算。

3.6明渠非均匀流

临界水深;缓流、急流、临界流、渐变流微分方程。

3.7堰流

薄壁堰;实用断面;堰宽;顶堰;小桥孔径水力计算;消力池。

(四)水泵及水泵站

4.1叶片式水泵

离心泵工作原理;离心泵的基本方程;离心泵性能曲线;比转数(ns);定速运行工况;管道系统特性曲线;水箱出流工况点;并联运行;串联运行;调速运行;吸水管中压力变化;气穴和气蚀;气蚀余量安装高度;混流泵。

4.2给水泵站

泵站分类;泵站供配电;水泵机组布置;吸水管路与压水管路;水锤;噪音。

4.3排水泵站

排水泵站分类;构造特点;水泵选择;集水池;容积水泵机组布置;雨水泵站;合流泵站;螺旋泵;污水泵站。

(五)水分析化学

5.1水分析化学过程的质量保证

水样的保存和预处理;水分析结果误差;数据处理。

5.2酸碱滴定法

酸碱平衡;酸碱滴定;水的碱度与酸度。

5.3络合滴定法

络合平衡;络合滴定;硬度测定。

5.4沉淀滴定

沉淀滴定原理;莫尔法测定水中氯离子;沉淀滴定。

5.5氧化还原滴定法

氧化还原反应原理;指示剂滴定;高锰酸钾法滴定;重铬酸钾法滴定;碘量法滴定;高锰酸钾指数;化学需氧量(COD);生物化学需氧量(BOD);总需氧量(TOD);总有机碳(TOC)。

5.6吸收光谱法

吸收光谱原理;比色法;分光光度法。

5.7电化学分析法

电位分析法;直接电位分析法;电位滴定法。

(六)工程测量

6.1测量误差基本知识

测量误差分类与特点;评定精度观测值;精度评定误差传播定律。

6.2控制测量

平面控制网;定位与定向;导线测量交会定点高程控制测量。

6.3地形图测绘

地形图基本知识;地物平面图;测绘等高线;地形图测绘。

6.4地形图的应用

建筑设计中的地形图应用;城市规划中的地形图应用。

6.5建筑工程测量

建筑工程控制测量;施工放样测量;建筑安装测量;建筑工程变形观测。

(七)职业法规

7.1我国有关基本建设、建筑、城市规划、环保、房地产方面的法律规范

7.2工程设计人员的职业道德与行为准则

【说明】

2-2·专业基础题目数量分布

科目题目分布题目数量 科目题目分布题目数量

水文及水文地质1-1212 水分析化学43-5210

水处理生物13-2210 工程测量53-575

水力学23-308 职业法规58-603

泵与泵站31-4212 ///

三、专业知识

(一)给水工程

1.1给水系统

了解给水系统分类、组成和布置;掌握设计供水量计算;掌握给水系统的流量关系，水压关系。

1.2输配水

掌握输水管渠、配水管网布置及流量计算;掌握输水管渠、配水管网水力计算;了解管网技术经济比较;熟悉给水管管材、管网附件和附属构筑物选择熟悉给水泵站设计。

1.3取水

了解水资源状况及水源选择;熟悉地下水取水构筑物构造和设计要求;掌握江河特征及取水构筑物选择和设计。

1.4给水处理

了解水源水质指标和给水处理方法;掌握混凝及混合、絮凝设备设计;掌握沉淀、澄清处理构筑物设计;掌握过滤处理构筑物设计;熟悉氯消毒工艺及其它消毒方法;熟悉地下水除铁除锰工艺设计;了解饮用水深度处理技术;掌握水的软化与除盐工艺设计;熟悉自来水厂设计。

1.5循环水的冷却和处理

了解冷却构筑物的类型及工艺构造;熟悉冷却塔热力计算方法;掌握循环冷却水水质特点、处理方法及补充水量计算掌握循环冷却水系统设计。

(二)排水工程

2.1排水系统

了解污水的分类及排水工程任务;掌握排水体制、系统组成及布置形式;熟悉排水系统规划设计。

2.2排水管渠

掌握污水管渠设计流量计算与系统设计;掌握雨水管渠设计流量计算与系统设计;掌握合流制管渠设计流量计算与系统设计及旧系统改造熟悉排水管渠材质、敷设方式和附属构筑物选择了解排水管渠系统的管理和养护;熟悉排水泵站设计。

2.3城镇污水处理

了解污水的污染指标和处理方法;掌握污水的物理处理法处理设备选择和设计掌握污水的活性污泥法处理系统工艺设计;掌握污水的生物膜法处理工艺设计;熟悉污水的厌氧生物处理工艺设计;掌握污水的生物除磷脱氮工艺设计;熟悉污水的深度处理和利用技术;熟悉城镇污水处理厂设计。

2.4污泥处理

了解污泥的分类、性质和处理方法;掌握污泥的浓缩及脱水方法;熟悉污泥的稳定与消化池设计;熟悉污泥的最终处置方法。

2.5工业废水处理

了解工业废水的水质特点和处理方法;熟悉工业废水的物理、化学和物理化学法处理设计计算。

(三)建筑给水排水工程

3.1建筑给水

了解给水系统分类、组成及给水方式;掌握给水设计流量计算与给水系统设计;掌握给水系统升压、贮水设备选择计算;掌握节水和防水质污染措施;熟悉给水管道布置、敷设及管材、附件选用熟悉游泳池水给水系统设计;熟悉游泳池水循环水净化处理工艺设计。

3.2建筑消防

了解灭火设施设置场所火灾危险等级及灭火系统选择掌握消防用水量计算;掌握消火栓系统设计;掌握自动喷水灭火系统设计;熟悉水喷雾灭火系统设计;了解建筑灭火器及其他非水消防系统设计。

3.3建筑排水

了解排水系统分类、组成及排水体制选择;掌握污水排水管道设计流量计算与系统设计;掌握屋面雨水排水工程设计流量计算与系统设计;了解排水管道系统中水气流动规律;熟悉污水、废水局部处理设施选择计算;熟悉排水管道布置、敷设及管材、附件选用。

3.4建筑热水

掌握热水供应系统的分类、组成及供水方式掌握热水用量、耗热量和热媒耗量计算;掌握热水加热、贮热设备及安全设施的选择计算掌握热水供应系统管网水力计算;熟悉饮水制备方法及饮水系统设置要求;了解热水、饮水管道布置、敷设及管材、附件选用。

3.5建筑中水和雨水利用

掌握中水的水质要求、水量平衡及处理工艺设计熟悉雨水收集、储存及水质处理技术。

3.6室内游泳池

了解室内游泳池的一般规定和水处理工艺。

四、专业案例

说明：专业案例考试，多参考各类相关规范及设计手册考察，考试大纲暂未获得。