水力学(堰流及闸孔出流)-试卷1

水力学（堰流及闸孔出流）-试卷1(总分：94.00，做题时间：90分钟)一、单项选择题(总题数：6，分数：12.00)1.单项选择题下列各题的备选答案中，只有一个是符合题意的。

（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 解析：2.两个WES型实用堰，都属于高堰，它们的设计水头H d1＞H d2，但堰顶水头H 1 =H d1，H 2 =H d2，两者的流量系数关系是_____。

( )（分数：2.00）A.m 1 =m 2√B.m 1＞m 2C.m 1＜m 2D.不能确定解析：3.锐缘平面闸门的垂向收综系数ε’随相对开度e／H的增大而_______。

( )（分数：2.00）A.增大√B.减小C.不变D.不能确定解析：4.当实用堰堰顶水头大于设计水头时，其流量系数m与设计水头的流量系数m d的关系是____。

( ) （分数：2.00）A.m=m dB.m＞m d√C.m＜m dD.不能确定解析：5.平底渠道中弧形闸门的闸孔出流，其闸下收缩断面水深h c小于下游水深对应的水跃跃前水深，则下游水跃的型式为_______。

( )（分数：2.00）A.远离式水跃√B.临界式水跃C.淹没式水跃D.无法判断解析：6.当水头等于设计水头H d时，WES型实用堰(高堰)的流量系数m等于______。

( )（分数：2.00）A.0．385B.0．36C.0．502 √D.0．32解析：二、填空题(总题数：6，分数：12.00)7.填空题请完成下列各题，在各题的空处填入恰当的答案。

（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________解析：8.闸孔自由出流的流量系数随开度增大而______，流量随开度增大而_______。

（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：减小、增大)解析：9.宽顶堰的总水头H 0 =2m，下游水位超过堰高度h s =1．0m，此种堰流为______出流。

（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：自由)解析：10.影响宽顶堰流量系数m值的主要因素为________和_______。

（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：进口底坎形式和翼墙形式、相对堰高)解析：11.当堰的溢流宽度与上游渠道宽度相等时，称为________的堰流，当堰的溢流宽度小于上游渠道宽度时，称为________的堰流。

（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：无侧收缩、有侧收缩)解析：12.对于宽顶堰式闸孔出流，当下游水深h t小于闸后收缩断面水深对应的跃后水深h c"时，发生________水跃；当h t＞h c "时，发生_______水跃；当h t =h c "时，发生_______水跃。

（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：远驱、淹没、临界)解析：三、判断题请判断下列各题正误。

(总题数：5，分数：10.00)13.当水头及其他条件相同时，堰流的流量系数随相对堰高增大而增大。

( )（分数：2.00）A.正确B.错误√解析：14.只要下游水位超过宽顶堰堰顶，一定是淹没出流。

( )（分数：2.00）A.正确B.错误√解析：15.当水头、堰型及其他条件相同时，无侧收缩的过流能力大于有收缩的过流能力。

( )（分数：2.00）A.正确√B.错误解析：16.矩形棱柱体渠道上的无侧收缩宽顶堰自由出流，流量系数为0．5，堰顶水头为1m，( )（分数：2.00）A.正确B.错误√解析：解析：H 0≠1m17.当实用堰流下游发生淹没水跃时，堰流为淹没出流。

（分数：2.00）A.正确B.错误√解析：四、简答题(总题数：1，分数：2.00)18.图8-15所示的三个溢流坝，作用水头不同，而其他条件完全相同，试比较其流系数m的大小，并说明（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：m b＞m a＞m c )。

)解析：五、计算题(总题数：29，分数：58.00)19.已知顶角为直角的三角形薄壁堰的堰顶水头变化为H=0．1m～0．30m，试绘制堰顶水头与流量关系曲线。

（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：当H=0．1～0．25m时，流量公式用Q=1．4H 5/2。

当H=0．25～0．30m时，流量公式用Q=1．343H 2.47由上式计算出H～Q关系见表8—1和图8—6。

)解析：20.如图8—7所示，有一种建在岩石河床上的桩板坝，由埋入河床的钢筋混凝土桩柱和固定于两桩柱之间的松木面板构成，桩柱之间跨度不超过3m，每米坝宽通过流量不超过30m 3／s。

已知上、下游坝区河段两岸是直立的块石浆砌挡土墙，河床上游宽B 0 =40m，坝宽b=30m，通过流量Q=150m 3／s，坝高P=3m，(1)当下游水深h t =2m，试求坝上水头H；(2)若洪水期上、下游水位差z=1．65m，下游水深h t =4．0m，求通过流量为若干（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________正确答案：(正确答案：联立求解可得H=1．941m，m 0 =0．418 (2)当h t =4．0m，z=1．65m时，H=h t +z—P=4+1．65—3=2．65(m) 此时由式(8—4)计算得：m 0 =0．)解析：21.如图8—8所示，某水闸溢洪道建于低WES堰上，溢洪道上游引水渠与溢洪道同样宽，下游接矩形陡槽。

低WES堰上下游堰高相同，P=3．0m，堰顶高程21．0m，设计水头H d=15m，在正常库水位时，采用宽b=14m 的弧形闸门控制泄洪，墩厚d=2．0m，边墩和中墩的头部都是圆形的，要求保坝洪水流量Q=8770m 3／s时，库内非常洪水位不超过37．5m。

问此闸应设几孔（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：(1)P／H d=3／15=0．2＜1．33，属于低堰，H 0／H d=(37．5—21．0)／15=1．1，查图得，m=0．47 先不考虑侧收缩影响，估算流量为Q=8770m 3／s时所需的宽度(2)取5孔，则B=5×14=70(m)，故取5孔可以满足要求(若考虑行近流速水头，流量系数和流量会更大)。

)解析：22.已知堰高P=50m，上游堰面垂直，设计水头H d =8．0m，堰面下游直线段坡m 1 =0．65，若最大工作水头为10m，孔闸有12孔，每孔净宽b=15m，闸墩和边墩的头部为尖圆形，堰上游的引水渠总宽B 0 =220m，闸墩厚d=2．5m，采用WES堰型，求通过流量应为多少?（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________正确答案：(正确答案：P／H d=50／8=6．25＞1．33m，故属于高堰，H／H d=10／8=1．25，查图得m=0．520)解析：23.水库的正常高水位为72．0m，非常洪水位为75．6 m，溢洪道为无闸控制的宽顶堰进口，下接陡槽和消能池。

宽顶堰宽60 m，堰坎高P=2 m，坎顶高程70．6 m，坎顶进口修圆。

若堰与上游的引水渠同宽，问上述两种水位时，通过的流量为多少?（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________正确答案：(正确答案：依题意流动为无侧收缩、自由溢流的宽顶堰。

B=60m，P=2m。

(1)当堰顶水头H 1= =72—70．6=1．4(m)时，0＜P／H=2／1．4=1．43＜3．0 如忽略行进流速水头流量=160.6(m3／s) 试算得Q1 =165．0m 3／s (2)当堰顶水头，P／H2 =2／5=0．4＜3．试算得Q 2 =1247．6m 3／s 在正常水位下流量和流速较小，忽略行近流速对计算结果影响不大，在洪水位下流量和流速较大，忽略行进流速对计算结果影响较大，流量误差为11％。

)解析：24.如图8—9所示，有一水库的平底四孔溢洪道，每孔宽b=13．0 m，墩厚d=3．0 m，边墩头为半径r=6．0 m的1／4圆弧，弧与上游引渠垂直挡土墙连接。

中墩头为尖圆形，通过最大流量时，闸门全开，已知溢洪道底坎高程为272．0 m，溢洪道闸室末端接陡槽。

问通过特大洪水流量Q=6000 m 3／s时，库内洪水位将为多少（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：b=13．0m，d=3．0m，r=6．0m，n=4，B 0=nb+(n一1)d+2r=4×13+(4—1)×3+2×6=73(m)试算得：H=15．78m，故库内洪水位为272．0+15．78=287．78(m))解析：25.水库的平底闸溢洪道底板高程为122．0 m。