水文学试题及答案

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1、水文学试题及答案名词解释（共12分）1、径流系数：降雨量与相应径流深之比。2、重现期：某事件在多年期间重复出现的时间间隔之平均数。3、水库调节周期：从库空到库满再到库空所经历的时间。4、防洪限制水位：汛期洪水来临前允许兴利蓄水的上限水位。三、是非题（共 10分，在正 确的题号上打“V”，在错误的题号上打“ X”。）1、一般而言，一次降雨所形成的河川径流包括地面径流、壤中流和浅层地下径流。V2、一流域年径流量的变差系数越大对水资源的开发利用越有利。X3、一般而言，水文资料系列越长其代表性越高。V4、Pm型曲线有三个统计参数，即均值、变差系数和偏态系数。V5、 计算有特大值的不连序系列的经验频率的

2、两种方法，对特大值经验频率的计算方法是不同 的。X6、由设计暴雨推求设计洪水的过程引入了一个假定：暴雨与洪水同频率。V7、小流域设计暴雨采用暴雨强度公式法，而在暴雨强度公式中，当暴雨历时很长很长时，暴 雨强度趋于零，显然边界条件不符合实际，因此采用暴雨强度公式设计暴雨的误差肯定是很 大很大的。X8同一流域不同时段长的单位线是相同的。X9、水库兴利调节计算的原理是水量平衡，而且是在调节周期内进行来水与用水的平衡计算。V10、水库调洪计算的原理仍然是水量平衡，只不过方程的具体形式与水库兴利调节计算的不 同罢了。X1径流模数：单位面积上的产流量。2、水文资料的一致性：水文资料系列的试验基础是相同的

3、3、正常高水位：为满足兴利要求在供水期开始应蓄到的水位4、结合库容：汛期限制水位与正常高水位之间的库容。1、选择题:（1）在水力学中，单位质量力是指（ a单位面积液体受到的质量力； c、单位质量液体受到的质量力； 在平衡液体中，质量力与等压面（ a、重合；b、平行水力学中的一维流动是指（ a恒定流动；c、层流运动； 有压管道的管径 a、8;(2)(3)(4)b、(5)(6)(8)）b、单位体积液体受到的质量力; d、单位重量液体受到的质量力。）c、斜交；）b、均匀流动；d、运动要素只与一个坐标有关的流动。 d与管流水力半径的比值d /R=（）4;c、 2;d、正交。d、1。同种液体通过两根相同

4、长度，但粗糙高度不同的等直径长直管道，当雷诺数Re相同时，它们的水头损失在（a、层流；b、层流至紊流过渡区；d、 紊流过渡区；e、紊流粗糙区在缓坡明渠中不可能发生的流动是（ a均匀缓流；b、均匀急流；内是相同的。c、紊流光滑区;c、） 非均匀缓流;d、非均匀急流。渗流研究的对象是（）的运动规律a、重力水；b、毛细水；c、气态水；d、薄膜水。2、判断题:（1）（2）（3）（5）（6）（7）（8）任意受压面上的平均压强等于该受压面形心处的压强。 水流总是从压强大的地方向压强小的地方流动。同样条件下直接水击比间接水击更不安全 在正坡非棱柱渠道内可以形成均匀流。矩形断面水力最佳断面的宽深比B =2 明

5、槽水流的断面比能沿流程总是减小的 在流量和渠道断面形式一定的条件下，跃前水深越大，跃后水深也越大。3、问答题:（1）什么是理想液体？为什么要引入理想液体的概念？ 答案：理想液体是指没有粘滞性的液体。实际液体都具有粘滞性，在液体流动中引起能量损失，给分析液体运动带来很大困难。为了简化液体运动的讨论，引入了理想液体的概念， 分析其运动规律，再考虑粘滞性加以修正，可以得到实际水流运动规律，这是水力学中重要 的研究方法。（2）简述尼古拉兹实验中沿程水力摩擦系数入的变化规律。答案：通过尼古拉兹实验发现：在层流中入仅是雷诺数 Re的函数并与Re成反比；在层流（错误）。（正确）（错误）（正确）（错误）（错误

6、）（错误）到紊流过渡区，入仅是Re的函数；在紊流光滑区入=fi (Re),过渡区X=f2 (Re,),粗糙区入 =f3 ()，紊流粗糙区又称阻力平方区。(3) 从力学意义上解释明渠均匀流只能在正坡渠道中产生的原因。答案：均匀流的断面平均流速水头和压强水头沿程不变，但水流运动总要消耗能量，因 此从能量方程来分析，只能消耗位能克服水流阻力。所以均匀流只能产生在正坡渠道中。(4) 在渗流计算中达西定律与杜比公式有何区别？答案：达西定律适用于任一点的渗流流速u=kJ，其适用于恒定均匀层流渗流；而杜比公式是适用于恒定非均匀渐变层流渗流，同一过水断面上各点的渗流流速都相等且等于v= kJ。4、作图题：定性

7、绘出图示棱柱形明渠的水面曲线，并注明曲线名称及流态。(各渠段均充分长，各段糙率相同)。5、计算题:1. 图示一跨河倒虹吸管，正方形断面面积A=0.64 m2,长1=50 m，两个30。折角、进口和出口的局部水头 损失系数分别为Z 1=0.2，Z=0.5，Z=1.0，沿程水头损失系数入=0.024，上下游水位差 H=3m。求通过的流量Q。解：Hhwl4R0.2m ,1.94.16m/s , qvA 2.662 m /s2. 从水箱接一橡胶管道及喷嘴（如图）。橡胶管直径 D=7.5cm，喷嘴出口直径d=2.0cm。水头H=5.5M。由水箱至喷嘴的水头损失hw=0.5m。用压力表测得橡胶管与喷嘴接头

8、处的压强p=4.9N cm2。如用手握住解：列水箱渐变流断面H 0 0喷嘴，需要多大的水平力0 0 金 0.5V22g 5 9.9 msV2 A2A0.704 ms列X向动量方程卩3人 R Q（V2x Vix）R P3A3A3V3（V2 V3） 187.79N水流对喷嘴冲击力R R即为手握喷嘴所需之力。3 FJ fJ- ）3. 有一梯形渠道，底宽b =10 m,水深h = 3 m，边坡为1:1,糙率n = 0.014,底坡i=0.001。如流动在紊流粗糙区，求流量Q。解：Abhmh2239 mXb2 12m h 18.5 mRA2.11v C RiXC才6 81.0m2/snq=a.c.(rJ

9、).5=145.1m3/s、是非题（正确的划“V” ，错误的划“ X”）（本大题分10小题，每小题1.5分，共15分）1、 在连续介质假设的条件小，液体中各种物理量的变化是连续的。（V ）2、 相对压强可以大于、等于或小于零。（V ）3、 紊流可以是均匀流，也可以是非均匀流。（V ）4、谢才系数C的单位是m （ X ）5、 在渗流模型中，任意一微小过水断面的平均渗流流速u应比该断面实际渗流的真实断面 平均流速u小。（V ）6、 均匀缓流只能在缓坡上发生，均匀急流只能在陡坡上发生。（V ）l 27、 公式hf既适用于层流，也适用于紊流。（V ）d 2g8串联长管道各管段的水头损失可能相等，也可能

10、不相等。（V ）9、 其它条件相同时，实用堰的流量系数大于宽顶堰的流量系数。（V ）10、 局部水头损失系数可以用尼古拉兹的试验图来分析说明其规律。（X ）（本大题分5小题，每小题2分，共10分）1、静止液体中同一点各方向的压强（1）（1）数字相等（2）数值不相等（3）仅水平方向数值相等（3）铅直方向数值最大2、可以形成均匀急流的明渠底坡是（2）（1）缓坡（2）陡坡（3）平坡（4）负坡3、宽顶堰流量系数m的最大值为（2）（1） 0.30（2） 0.385（3） 0.502（4） 0.75 4、流函数（3）（1）在等势面上为常数（2）只有在无旋流中才存在（3）沿流线为常数（4）表达了速度与压强的

11、关系三、思考题（4X 8=32分）1图（a）表示一水闸正在提升闸门放水，图（b）表示一水管正在打开阀门放水，若它们的上游水位均保持不变，问此时的水流是非符合AiVi=A2V2的连续方程？为什么？答：不符合，因连续方程适用条件为：恒定流；而以上两种情况均为非恒定流2何谓断面比能曲线？比能曲线有哪些特征?、比能曲线：当流量 Q,过水断面形状，尺寸一定时，断面比能 Es随水深h的变化关系曲线:Es h 丹 f(h)2gA、特征:1）一条二次曲线，下端以水平轴线为渐进线，h-0, Esx；曲线上端与以坐标轴成45角直线为渐近线h-x， Es-x；2）当h由0x, Es由xx，其中有一最小值 Esmin

12、,相应的水深为hk；3）最小比能Esmin相应K点将曲线分成上下两支，上支Fr1 , 急流；4）临界水深hk可判断流态：（1）当h=hk临界流；（2）当hhk缓流；（3）当hhk急流3试验槽中水流现象如图示，流量不变，如提高或降低一些尾门（尾门之前的水流始终为缓流），试分析水跃位置是否移动？向前或是向后移 动？为什么？答：因为Q=常数，所以：1）尾门提高，跃后水深下降，跃前水深 h上升，故水跃向后移;2）尾门降低，跃后水深上升，跃前水深 h下降，故水跃向前移。4长管、短管是怎样定义的？书中介绍了哪四种复杂管道？长管：以沿程水头损失hf为主，局部水头损失hj和流速水头很小（所占沿程水头损失hf的

13、5%以下）；短管：局部水头损失hj和流速水头在总水头损失中所占比例较大，不能忽略的管道。书中介绍了：串联、并联、分叉和沿程均匀泄流的管路四、作图题（2X6=12分）1、定性绘出图示管道的总水头线和测压管水头线。2在各段都长而直的棱柱体渠道中，已知 Q,糙率n均为一定，试定性绘出下列各渠道中 的水面线。、（本小题8分）已知某流场的流速势为a x2 y2，式中a为常数，试求：（1）Ux及Uy；（2）流2函数方程。2、（本小题12分）一四通叉管（如图），其轴线均位于同一水平面内，两端输入流量Q1=0.2m3/s，Q3=0.1m3/s，相应断面动水压强 p=20kPa, p3=15kPa两侧叉管直接喷

14、入大气，已知各管直径d1=0.3m.d2=0.2m，d3=0.15m，0=30。试求交叉处，水流对管壁的作用力（忽略摩擦力）解:(1) Q, Q3 2Q2Q2 (Q, Q3)/2 0.15 m3/s3.18m/ sv1 QL 2.82 m/s; v22 8.49 m/s; v3 仝A1A 2A 3以1-1,2-2和3 - 3断面间的水体作为控制 体，求各断面的动水总压力：R p1 A11.41kN;P2 P2 A20.0kN;R3 P3 A30.47kN;(3)沿x方向写动量方程：R P3 Rx2Q2V2COS30 ( Q3V3) Q1V1流入动量Rx 1.07 kN即：水流对管壁的作用 力为1.017kN，方向向左。3、如图所示，水从水箱A流入水箱B,管路长l为25m,管径d为25mm,沿程阻力系数入 为0.03,管路中有两个90弯管d 1及一个闸板式阀门 a 0.5，当两水箱的水位差Hd为1.0m时，试求管内通过的流量为若干？解：以B水箱的水面为基准面，