水面曲线《水力学》

水力学习题1一、单项选择题1.某流体的运动粘度v=3×10-6m2/s,密度ρ=800kg/m3,其动力粘度μ为( )A.3.75×10-9Pa·sB.2.4×10-3Pa·sC.2.4×105Pa·sD.2.4×109Pa·s2.图中相互之间可以列总流伯努利方程的断面是A.1-1断面和2-2断面B.2-2断面和3-3断面C.1-1断面和3-3断面D.3-3断面和4-4断面3.如图所示，孔板上各孔口的大小形状相同，则各孔口的出流量是( )A.Q A>Q BB.Q A=Q BC.Q A<Q BD.不能确定4.并联管道A、B，两管材料、直径相同，长度 B=2 A，两管的水头损失关系为( )A.hfB =hfAB.hfB =2hfAC.hfB =1.41hfAD.hfB =4hfA5.如图所示，水泵的扬程是( )A.z1B.z2C.z1+ z2D.z1+ z2+h w6.在已知通过流量Q、渠道底坡i、边坡系数m及粗糙系数n的条件下，计算梯形断面渠道尺寸的补充条件及设问不能是( )A.给定水深h，求底宽bB.给定宽深比β，求水深h与底宽bC.给定最大允许流速［v］max，求水底h与底宽bD.给定水力坡度J，求水深h与底宽b7.断面单位能量e随水深h的变化规律是( )A.e存在极大值B.e存在极小值C.e随h增加而单调增加D.e随h增加而单调减少8.下列各型水面曲线中，表现为上凸型的水面曲线是( )A.M3型B.C3型C.S3型D.H3型9.根据堰顶厚度与堰上水头的比值，堰可分为( )A.宽顶堰、实用堰和薄壁堰B.自由溢流堰、淹没溢流堰和侧收缩堰C.三角堰、梯形堰和矩形堰D.溢流堰、曲线型实用堰和折线型实用堰10.速度v、长度l、运动粘度v的无量纲组合是( )A.vlv2B.v lv2C.v lv22D.vlv二、填空题（不写解答过程，将正确的答案写在每小题的空格内。

⽔⼒学综合计算说明书（设计⽔⾯曲线）⽔利计算综合练习计算说明书学校：SHUI YUAN系别：⽔利⼯程系班级: ⽔⼯班姓名: mao学号：指导⽼师：XXX 2013年06⽉22⽇⽬录⼀、⽔⼒计算资料 (3)公式中的符号说明 (4)⼆、计算任务 (5)任务⼀： (5)绘制陡坡段⽔⾯曲线 (5)⑴.按百年⼀遇洪⽔设计 (5)1、平坡段：(坡度i=0) (5)①⽔⾯曲线分析 (5)②分段求和计算Co型雍⽔曲线 (6)2、第⼀陡坡段（坡度i=0.1） (7)①判断⽔⾯曲线类型 (7)②按分段求和法计算⽔⾯曲线 (8)3、第⼆陡坡段（坡度i=1/3.02） (9)①判断⽔⾯曲线类型 (9)②按分段求和法计算⽔⾯曲线 (9)⑵.设计陡坡段边墙 (10)⑶．按千年⼀遇洪⽔校核 (13)1、⽔平坡段（坡度i=0） (13)①⽔⾯曲线分析 (13)②分段求和计算Co型雍⽔曲线 (14)2、第⼀陡坡段（坡度i=0.1） (15)①判断⽔⾯曲线类型 (15)②按分段求和法计算⽔⾯曲线 (15)3、第⼆陡坡段（坡度i=1/3.02） (17)①判断⽔⾯曲线类型 (17)②按分段求和法计算⽔⾯曲线 (17)①千年校核的掺⽓⽔深 (18)②⽐较设计边墙⾼度与千年校核最⾼⽔深的⼤⼩ (20)⑷.绘制⽔⾯曲线及边墙 (22)任务⼆： (26)绘制正常⽔位⾄汛前限制⽔位～相对开度～下泄流量的关系曲线 (26)任务三： (28)绘制汛前限制⽔位以上的⽔库⽔位～下泄流量的关系曲线 (28)三、总结 (31)⼀、⽔⼒计算资料：某⽔库以灌溉为主，结合防洪、供电和发电、设带弧形闸门的驼峰堰开敞式河岸溢洪道。

1.⽔库设计洪⽔标准：百年⼀遇洪⽔（P=1%）设计相应设计泄洪流量Q=633.8 m^3/s相应闸前⽔位为25.39 m相应下游⽔位为4.56 m千年⼀遇洪⽔（P=0.1%）校核相应设计泄洪流量Q=752.5 m^3/s相应闸前⽔位为26.3 m相应下游⽔位为4.79 m正常⾼⽔位为24.0 m,汛前限制⽔位22.9 m。

《水力学》考试题+参考答案一、单选题（共50题，每题1分，共50分）1、明渠水流由急流向缓流过渡，产生（）|临界坡除外（）。

A、水跃B、水击波C、跌水D、水跌正确答案：A2、水泵的安装高度要受到()的限制。

A、扬程B、流量C、地形条件D、允许吸上真空高度正确答案：D3、紊流过渡粗糙区的沿程阻力系数λ与（）有关，与相对光滑度有关。

A、雷诺数B、相对光滑度C、相对粗糙度D、谢才系数正确答案：A4、绝大多数明渠水流（）都为（）渗流除外|A、层流B、缓流C、急流D、紊流正确答案：D5、均匀流条件下，任一微小流束的水力坡度（）总流的水力坡度。

A、等于B、大于C、小于D、不确定正确答案：A6、临界流时，矩形断面的断面比能等于临界水深的（）倍。

A、1B、1.5C、0.5D、2正确答案：B7、明渠的过水断面水深大于临界水深，据此可判定水流为（）。

A、临界流B、急流C、缓流D、紊流正确答案：C8、水跃函数曲线的上支为（），水流为缓流。

A、增函数B、抛物线C、双曲线D、减函数正确答案：A9、闸底坎为平顶堰，闸门相对开度（）0.65, 水流为堰流。

A、大于B、大于等于C、小于等于D、小于正确答案：A10、能量方程应用过程中，基准面可以任意选，但一定要是（）.。

A、平面B、水平面C、垂直于管轴线的平面D、平行于管轴线的平面正确答案：B11、紊流中，某一瞬时液体质点的流速可称之为（）。

A、瞬时流速B、时均流速C、脉动流速D、紊动强度正确答案：A12、紊流光滑区的沿程阻力系数λ仅与（）有关，与相对光滑度无关。

A、谢才系数B、雷诺数C、相对光滑度D、相对粗糙度正确答案：B13、水流按流线是否为平行的直线或按流速是否沿程变化分为（）和非均匀流。

A、一元流B、二元流C、均匀流D、非均匀流正确答案：C14、在初生弹性波继续发生时，由上游反射回来的减压波已经到达阀门断面，并可能在阀门断面发生正反射，从而部分抵消了水击增压值，使阀门断面的水击压强值有所减小。

水面线计算示例注：水面线计算是水利设计的一部分，作为水工设计人员是必须掌握的。

下面以《水力学》第四版 吴持恭编p241的例子进行计算演算开始：1 判定水面曲线形式 a 临界水深求解：m 27.11081.945322322=⨯==gb aQ h k b 正常水深求解因为梯形断面，故正常水深需用迭代法计算（迭代法原理非常简单，首先定一数，代入，求解，再代入，直至误差满足要求）步骤：明渠均匀流流量公式Ri AC Q =；h mh b A )(+=；212m h b ++=X ；X=AR ；611R n C =得mh b m h b inQ h +++=52253))1(2()(迭代开始：kk k mh b m h b i nQ h +++=+522531))1(2()(（k=0,1,2,3……….） 取h 0=0；得h 1=8.149；取h 1=8.149；得h 2=1.594；取h 2=1.594；得h 3=1.981；取h 3=1.981；得h 4=1.959；取h 4=1.959；得h 5=1.959，迭代停止，得正常水深为1.96m 。

c 判定陡坡还是缓坡 计算临界坡需同时满足两个公式1 满足临界流： kk B A g aQ 32=（1） 2 满足均匀流 k k k k i R C A Q = （2） 联立（1）、（2）式： 得kk k k k k k k B aC g B R aC gA i 2X ==；6.14122=++=X m h b k k ；16.15)(=+=k k k k h mh b A ；04.1=X =k k k A R ；75.45161==k k R nC ；得i k =0.0068>0.0009=i ，故为缓坡。

d 判定急流还是缓流因正常水深h 0=1.96>1.27=hk （临界水深），故可知为缓流，而末端水深h 为3.4>1.96=h 0（正常水深）；可知为壅水曲线。

《水力学#》期末综合复习题一、填空题（每小题4分，共16分）1．有一明渠均匀流，通过流量s553=，底坡0004Q/mi，则其流量模数K= .=.02．水泵进口真空计的读数为2p k=，则该处的相对压强水头为 mKN5.24m/3．矩形断面渠道，水深h=1m，单宽流量s=,则该水流的佛汝德数Fr= 。

13q/m4．宽顶堰的总水头H0=2m, 下游水位超过堰顶的高度h s=1.4m，此时堰流为出流。

5．渗流杜比公式表明，在渐变渗流中过水断面的流速分布为。

6．已知谢才系数s=，则沿程阻力系数λ= 。

1002/1mC/二、单项选择题（每小题3分，共30分）1.静水中若某点的真空压强是20kP a，则其相对压强是（）（A）118 kP a （B）78 kP a （C）-20 kP a（D）-78 kP a2.水力最佳断面是（）（A）湿周一定，面积最小的断面，（B）面积一定，通过流量最大的断面，（C）最低造价的断面，（D）最小糙率的断面3.紊流中粘滞底层厚度δ比绝对粗糙度∆大得多的壁面称为（）（A）光滑面（B）过渡粗糙面（C）粗糙面（D）以上答案均不对4.当水流的沿程水头损失系数λ只与边界粗糙度有关，可判断该水流属于（）（A）层流区（B）紊流光滑区（C）紊流过渡区（D）紊流粗糙区5.明渠中发生a1型水面曲线，则水流属于（）（A）急流（B）缓流（C）均匀流（D）层流6.过堰水流的流量Q与堰顶水头H的（）（A） 1/2次方成正比（B） 3/2次方成正比（C） 2次方成正比（D） 1次方成正比7.静止液体中同一点各方向的压强（）（A）数值相等（B）数值不等 (C)仅水平方向数值相等 (D)铅直方向数值最大8.在平衡液体中，质量力与等压面（）(A)重合 (B)平行 (C)斜交 (D)正交9.液体只受重力作用，则静止液体中的等压面是（）（A）任意曲面；（B）水平面（C）斜平面（D）旋转抛物面10.液体中某点的绝对压强为88kN/m2，则该点的相对压强为（）（A）10 kN/m2（B）-10kN/m2（C）12 kN/m2（D）-12 kN/m211.过水断面是指（）（A）与流线平行的断面（B）与流线正交的横断面（C）与流线斜交的横断面（D）与迹线正交的横断面12.水力学中的一维流动是指（）（A）恒定流动（B）均匀流动（C）层流运动（D）运动要素只与一个坐标有关的流动。

《水力学》简答题和名词解释题总结1、什么是理想液体?为什么要引入理想液体的概念?答:理想液体就是忽略黏性效应的液体。

引入理想液体的概念是为了简化理论分析。

2、什么是液体的压缩性?什么情况下需要考虑液体的压缩性?答:压缩性是指液体的体积随所受压力的增大而减小的特性。

研究水击时需要考虑液体的可压缩性。

3、“均匀流一定是恒定流”，这种说法对吗?为什么?答:不对，均匀流是相对空间而言，运动要素沿程不变，而恒定流是相对时间而言，运动要素不随时间改变，判定标准不同。

4、什么是相对压强和绝对压强?答:绝对压强是以设想没有任何气体存在的绝对真空为计算零点所得到的压强。

而相对压强是以当地大气压强为计算零点所得到的压强。

5、试叙述判断明渠水流流态有哪些方法。

答: 缓流: v＜c h＞h c Fr＜1 i＜i c临界: v=c h=h c Fr=1 i=i c急流：v＞c h＜h c Fr＞1 i＞i c6、明渠均匀流产生的条件是什么?并简述明渠均匀流的水力特征。

答:条件:①水流为恒定流，流量沿程不变，且无支流的汇入或分出;②明渠为长直的棱柱形渠道，糙率沿程不变，且渠道中无水工建筑物的局部干扰;③底坡为正坡。

特征:①过水断面的流速分布、断面平均流速、流量、水深及过水断面的形状、尺寸均沿程不变;②总水头线、水面线、底坡线三线平行。

7、简述尼古拉兹实验中沿程水力摩擦系数λ的变化规律。

答:层流区、层流到紊流过渡区、紊流的水力光滑区: λ=f(Re)紊流的水力光滑区到水力粗糙区的过渡区:)λ=f(Re,△d)紊流的水力粗糙区: λ=f(△d8、为什么谢才公式只适用于阻力平方区?答:因为该公式为经验公式，而自然界中的明确水流几乎都处于紊流的阻力平方区。

9、为什么工程中希望在压力管道内发生间接水击?控制压力管道内发生间接水击的措施有哪些?答:因为直接水击产生的水击压强很大，对管道和闸门会产生较大的不利影响，所以在工程中应当避免。

探讨天然河道水面曲线计算方法2012年的暴雨洪水给我国很多地方造成了生命财产的重大损失，引起了防洪部门的重视，纷纷加大了防洪工程的投入。

因而防洪工程的水力学计算，尤显重要。

在我国的有关防洪工程的规范中，大量的篇幅，是有关工程措施的规定，水力学计算部分内容很少，没有具体的公式。

旧版的《水工设计手册》以及水力学教科书中，有对天然河道水面曲线的详细论述和计算方法讲解。

大家都是按照这些常规算法，解决天然河道水面曲线计算问题。

新版的《水工设计手册》也有天然河道水面曲线计算的章节，武汉大学水利水电学院出版的《水力计算手册》中也有河道恒定流水面曲线计算章节。

对于天然河道的各种水力要素的计算，有着详尽的规定。

上面所说的这些书中的方法是暴雨洪水的一种水力学模型，是一种一维静态的水力学模型，也就是所谓的'推求法'，是从已知水位推求未知水位的计算方法。

本文从这个方法的使用过程中碰到的问题，就暴雨洪水的一维静态的其它的水力学模型进行一些研讨。

一、推求法计算天然河道水面曲线该方法是求解下面的基本方程（即伯努利方程）：这是一个在河道上解决非均匀流，从已知水位推求未知水位的方程。

在没有计算机的年代，这是一个繁琐的计算工作，旧版的《水工设计手册》详细的列出了它的計算方法。

随着计算机的出现，很多技术人员，用计算机编程解决这个问题。

但使用的结果却让人有些失望，大家为此困惑不解的是程序编制经过多次检查，又有成功的范例，为什么有些情况下就计算不下去，问题到底出在哪里呢？经过分析，本人认为这种方法用于水库回水曲线计算时，大都是对的，能得到满意的结果。

但是用到一些山区河流，以及从没有发生过这么大洪水的河流，甚至季节性干涸的河流，就可能出现问题。

原来，这个基本方程的使用是有条件的，它有3个前提：1、计算的起始断面水深，必须来之有据，不能任意假定；2、相邻断面之间水流必须是渐变性质，不能有水跃；3、相邻断面距离不能太长，以满足方程的微分特性。