大学课件-水力学题库-第七章明槽恒定流动.doc

'第七章明槽恒定流动1、缓变流一定是缓流，急变流一定是急流。()2、棱柱形明渠中形成S2型水面曲线时，其弗劳德数Fr沿程减小。()3、S2型水面曲线是发生在()(1)缓坡渠道中的缓流(2)陡坡渠道中的缓流(3)缓坡渠道中的急流(4)陡坡渠道中的急流4、在明渠渐变流中()(1)总水头线一定平行于底坡线(2)总水头线与自由水面相重合(3)测压管水头线与自由水面一致(4)水面线与底坡线平行5、发生水跃的充分必要条件是()(1)从层流过渡到紊流(2)从陡坡过渡到缓坡(3)从缓流过渡到急流(4)从急流过渡到缓流6、已知某水闸下游收缩断面水深hc0=0.6m(相应的跃后水深hc0²=3.5m),临界水深hc=1.6m，下游河道水深t=1.4m,则闸下将发生()(1)远离水跃(2)临界水跃(3)淹没水跃(4)急流7、明渠中发生M3、S3、H3、A3型水面曲线时，其弗劳德数Fr()(1)小于1(2)等于1(3)大于1(4)无法确定8、有两条梯形断面渠道1和2，已知其流量、边坡系数、糙率和底宽均相同，但底坡i1>i2,则其均匀流水深h01和h02的关系为()(1)h01>h02(2)h01b2,则其均匀流水深h01和h02的关系为()(1)h01大于h02(2)h01小于h02(3)相等(4)无法确定10、有两条梯形断面渠道1和2，其流量、边坡系数、底宽及底坡均相同，但糙率n1>n2，则其均匀流水深h01和h02的关系为()(1)h01大于h02(2)h01小于h02(3)相等(4)无法确定11、有四条矩形断面棱柱形渠道，其过水断面面积、糙率、底坡均相同，其底宽b与均匀流水深h。有以下几种情况，则通过流量最大的渠道是()(1)b1=4m，h01=1m(2)b2=2m，h02=2m(3)b3=2.83m，h03=1.414m(4)b4=2.67m，h04=1.5m12、矩形明渠水流中，断面单位能量Es与势能h之比值Es/h=1.8时，水流的弗劳德数Fr为()(1)Fr>1.0(2)Fr<1.0(3)Fr=1.0(4)不定13、M2型水面曲线发生在____坡上，其水流属于_____流。曲线的特征是___________________________________________________________。14、两条棱柱形明渠的断面形状、尺寸、底坡和通过的流量均相同，但糙率不同(n1>n2)。它们的正常水深h01___h02;临界水深hc1___hc2。15、水跌是水流从____流过渡到____流的局部水力现象。当流量一定时，跌坎处的水深等于_______。16、水跃是水流从_____流过渡到_____流的局部水力现象；当流量一定，跃前水深增大时，跃后水深的变化是____________。17、在明渠水流中，发生____型水面曲线时，断面单位能量Es沿程增大；发生____型水面曲线时，Es沿程减小。(各举一例)18、若明渠均匀流水深h0=3m，相应流量的临界水深hc=1.5m，则弗劳德数Fr的范围为_________________。若流量不变，糙率n增大，则Fr______。19、在进行明渠渐变流水面曲线计算时，对于____流，控制断面应选在上游；对于____流，控制断面应选在下游。20、图示为一棱柱形明渠，两段渠道的断面形状、尺寸及底坡均相同，但糙率不同(n1ic)。定性绘制水面线，并注明水面线类型。31、水库经长泄洪洞泄洪，泄洪洞断面为矩形，洞内水流为无压流，其纵剖面如图所示。洞后接一等宽的矩形长陡坡，出口为平底矩形消能池。试定性绘出水面曲线，并标明型号。hc0:收缩断面水深；ic:临界底坡;hc:临界水深；d:消能池池深。47 32、一宽度b=1.0m的矩形断面棱柱形渠道，通过流量qv=3.13m3/s时，正常水深h0=1.5m。要求：(1)判别该渠道底坡属于缓坡、陡坡或临界坡；(2)测得某断面水深h=1.25m，判别该处水流为缓流或急流，渠中发生何种水面曲线，绘出其图形。33、底坡i=0.01的等宽矩形断面渠道，内盛静水。今在相距=100m两个断面测得水深分别为h1=2m及h2=3m。试导出微波波速C随距离S变化的关系式，并求出波从断面1到断面2所需的时间t。(20.3s)34、有一梯形断面渠道，底坡i=0.0005，边坡系数m=1,糙率n=0.027，过水断面面积A＝10m2。求水力最佳断面及相应的最大流量。若改为矩形断面，仍欲维持原有流量，且其糙率及底坡i均不变，问其最佳尺寸如何?(h=2.34m;b=1.94m;9.19m3/s;h=2.26m;b=4.53m)35、论证明渠均匀流时水力坡度、测压管水头线坡度、底坡相等，即J=Jp=i。36、试举出在明渠中发生临界水深的两个实例，并用图标明临界水深的位置。37、试证宽浅矩形断面渠道中恒定均匀流时弗劳德数式中i为底坡；n为糙率；q为单宽流量；g为重力加速度。38、断面单位能量Es和单位重量液体总能量E有什么区别?明渠均匀流Es和E沿流是怎样变化的?明渠非均匀流Es和E沿流是怎样变化的?39、何谓断面单位能量?试叙述断面单位能量曲线的特征。47 40、有一由两段不同底坡i1和i2的渠道相连接的棱柱形明渠，渠道断面为矩形，宽度b=3m。当通过流量qv=15m3/s时，已知i1和i2渠段的正常水深分别为h01=0.7m，h02=2m。要求：(1)判别上、下游渠道各为何种底坡；(2)确定水跃发生在哪一渠段上；(3)定性绘出渠道的水面曲线，并注明曲线的名称。41、图示为一渐变扩散渠段AB连接二棱柱形长渠。已知渠道断面为矩形，上游渠宽b1=3m，正常水深h01=1.8m，下游渠宽b2=4m，正常水深h02=2m，渐变段底坡i=0，上游端断面A处水深h=1.94m;渠中流量qv=10m3/s。要求绘出水面曲线相接图，并注明棱柱形渠段的水面曲线类型。42、图示为四种过水断面形状不同的明渠，但其过水断面面积、糙率、底坡均相同，试论证并比较各明渠通过流量的大小。()43、证明急流通过矩形断面明渠中的障碍物时，障碍物上的水面必然上升。即图中。44、试分析以下三种水面线发生的可能性，如能发生，请说明发生的条件，曲线名称符号及h1和h2的取值大小或范围。47 45、图示为一矩形断面平底明渠中的水跃，水跃底部有一低坎。已知单宽流量q=6m2/s。跃前水深h1=0.5m，水流作用在单宽低坎上的总压力。取动量校正系数为1。(1)求跃后水深h2；(；无低坎时h2=)(2)此跃后水深与无低坎时的跃后水深相比，哪个大?大多少?46、已知梯形断面渠道的底宽b=1m，边坡系数m=1。在水平渠段上的水跃共轭水深为h1=0.2m，h2=0.6m，求通过渠道的流量qv。[梯形断面形心的深度hc=]()47、某矩形断面平底渠道，底宽b=7m，通过流量qv=40m3/s。若渠中发生水跃时，跃前水深h1=0.8m。求该水跃的水头损失。(v2=40/(7´2.5)=2.28m/s；)48、梯形断面壤土渠道，已知通过流量，底宽，边坡系数，正常水深，糙率，求底坡和流速。(i=0.000377,v=0.78m/s)49、有一灌溉干渠，断面为梯形，底宽，边坡系数，实测流量时，均匀流水深，在1800m长的顺直渠段水面落差，求渠道的糙率。(n=0.0228)50、一石渠的边坡系数，糙率，底宽，水深，底坡47 ，求流量和流速。(Q=16.58m3/s,v=1.318m/s)51、直径为的圆形管道中的明槽均匀流动，试根据式（7-2-5）导出的关系式（为时的流量），并论证当充满度为多大时，达到最大值。(h/d=0.938时Q/Q1=1.076)52、有一顶盖为拱形的输水隧洞，过水断面为矩形，宽，糙率，底坡，当流量时，求水深h，问流速是否超过2.0？(h=2.6m,v=1.86m/s<2m/s)53、一梯形断面土渠，糙率，边坡系数，底坡，流量，规定流速。试确定渠道的底宽和水深。(b=28.52m,h0=2.86m)54、一大型输水渠道为梯形断面，底坡，糙率，设计流量时，正常水深。已知某一渠段的边坡系数，请设计该渠道的底宽，并计算相应的流速。(b=40.3m,v=1.293m/s)55、采用机械化方法开挖大型土质渠道或河道时，过水断面常呈抛物线形。若已知水深h和水面宽B，试推导过水断面面积和湿周的表达式。(A=,)56、已知三角形断面明槽的边坡系数m，流量Q，底坡和糙率n，试导出其正常水深的表达式。当时，求正常水深。(h0=0.815m)57、已知梯形断面渠道的流量，糙率，边坡系数，底坡，试分别根据水力最佳断面条件和的实用经济断面条件选择宽深比，确定正常水深和底宽47 ，并校核流速是否满足？((1)按水力最佳断面条件:hm=3.006m,b=1.828m;Am=19.05m2,v=1.575m/s(2)按A/Am=1.04设计实用经济断面:h=2.053m,b=6.574m,A=19.8m2,v=1.514m/s)58、试证明：（1）水力最佳的梯形断面水力半径；（2）给定过水断面面积A，边坡系数（）的梯形水力最佳断面的湿周为最小。59、若不对称的梯形断面两侧边坡系数分别为，试推导其水力最佳条件。60、矩形渠槽，底宽，水深，设槽底糙率，槽壁两边的糙率分别为和，试计算综合糙率。(n=0.0209)61、有一土渠，经过衬砌，已知底部糙率，中部糙率，上部糙率，各部分相应的湿周长度分别为，试计算综合糙率。(n=0.0258)62、某河流在汛期洪水漫滩，实测纵向水面坡度，主槽水深，水面宽，滩地水深，水面宽m。糙率分别为。试估算洪水流量。(742.7m3/s)63、已知甲、乙两河的流量、流速和水面宽，试判断其水流的流态。（1）甲河：；（2）乙河：。(甲：缓流；乙：急流)64、一梯形断面渠道，底坡宽，边坡系数，流量，分别对底坡和两种情况确定其临界水深。（(1)0.714m;(2)0.726m）65、有一矩形断面渠道，宽度，糙率，流量，求临界水深和临界坡度。(0.86m;0.0039)47 66、有一梯形断面渠道，底宽，边坡系数，糙率，通过流量，求临界坡度。(0.00628)67、某一工程施工截流时，龙口近似为矩形断面，宽度，水深，流量，试计算龙口处微幅波向上游和下游传播的绝对波速，并判断水流是急流还是缓流？68、判断题（7-48）中渠道底坡是陡坡还是缓坡？流态是急流还是缓流？69、试证明，当流量给定时，矩形断面明槽的临界坡度随宽度的增加而变化的规律为：时，随的增加而减小；时，随的增加而增大。70、一瀑布，在跌坎上游约4m处测得水深为1.0m，试估算其单宽流量。(3.13m3/s)71、某矩形断面平坡渠道，底宽，流量，设跃前水深，求跃后水深和水跃长度。(0.867m;1.84m)72、有一底宽为12m的矩形断面渠道中发生水跃，已知渠底高程为120.43m，流量，测得跃后水位高程为123.5m，试求水跃中单位体积水体所消耗的能量和消能率。(29.89KJ/m3;48.7%)73、一直径=1.0m的水平无压圆管中发生水跃，已知流量=1.0m3/s，跃前水深为0.4m，求跃后水深。(0.802m)74、试证明与水跃函数的极小值相应的水深满足条件。47 75、试证明，在边坡系数为的平底梯形断面明槽中，水跃前、后的水深之间满足以下关系其中76、矩形断面斜坡明槽上发生水跃，假设水跃区水体的重量（为水跃段长度，为修正系数），试推导水跃方程，并证明其跃前、跃后水深满足，式中77、实验水槽中的水流现象如图所示，且流量不变，若提高或降低尾门，试分析水跃位置向哪边移动，为什么？78、试定性分析下面各种情况下渠道里的水面曲线形式，假设各段渠道均充分长，且流量、糙率、断面形状及尺寸均相同。47 79、一排水渠上段底坡，下段底坡，排水入下游河道中，已知在排泄一定流量时两段渠道中均匀流水深均大于临界水深，下游河水位很低，试定性分析渠道中的水面曲线。80、一矩形断面渠道，底宽m，底坡，分为充分长的两段，糙率分别为和。当流量时，试判断两段渠道底坡的性质，并定性绘出水面曲线。81、矩形断面渠道，上、下两段宽度相等，底坡，当单宽流量时，正常水深分别为，试绘制水面曲线，并确定水跃发生在哪段渠道中。82、梯形断面明槽，底坡m，边坡系数，糙率，分为底坡不同的三段：。设流量，试分析和计算其水面曲线。83、一梯形断面土质渠道，糙率，底宽，边坡系数，底坡，通过流量。渠中建有一座节制闸，当闸前水深时，计算节制闸上游的水面曲线，确定回水影响范围（本题以水深与正常水深相差不到1cm的断面作为回水末端）。84、试证明，无摩阻的矩形渠道水面曲线可以表示为。85、某闸的下游为一水平渠道，然后与一断面形状尺寸相同的陡坡长渠连接，（1）试定性分析水平段长度不同时，渠道中会出现哪些类型的水面曲线？（2）若渠道断面均为矩形，底宽，糙率，水平段长度长渠底坡，且已知通过的流量，闸下收缩断面水深，试计算水平段和长渠上的水面曲线。47 86、水流从引水渠经渐变段流入渡槽，糙率均为，流量。引水渠底宽，底坡，渡槽底宽，底坡，断面均为矩形；渐变段长度，宽度沿流动方向按直线收缩，底坡与引水渠相同。试计算渐变段进、出口断面的水深。(1.834m;1.581m)87、某小河上设有两测站，距离800m，测得水位分别为和（测站1在上游），过水断面面积分别为和，湿周分别为和，若已知流量，试估算该河段的糙率；若已知糙率，试估算流量。(0.0271;15.7m3/s)88、某河纵剖面如图所示，在断面5—5修坝蓄水后，流量，断面5—5处的水位，河床糙率，各断面距断面5—5的距离以及在不同水位下的过水断面面积和水面宽见下表，试计算断面5—5到断面1—1的水面曲线。(z1=188.45m,z2=187.77m,z3=187.47m,z4=187.02m,z5=186.65m)要素测站5测站4测站3测站2测站118618718818618718818718818918718818918818919018100190002000013500142001500018100191002000019000205002200014000145001530083083383668769069598899510001170118011907387437500600010500150002400047'