水文学试题及答案[1]

1、、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“"”，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。2、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。3、一般而言，水文资料系列越长其代表性越高。4、P皿型曲线有三个统计参数，即均值、变差系数和偏态系数。5、 计算有特大值的不连序系列的经验频率的两种方法， 对

2、特大值经验频率的计算方法是不同的。6、 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。7、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。8同一流域不同时段长的单位线是相同的。9、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。10、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。、1、对；2、错；3、对;4、对；5、错；6、对；7、错；&错；9、对；10、错1径流模数：单位面积上的产

3、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、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；b、单位体积液体受到的质 量力；c、单位质量液体受到的质量力；d、单位重量液体受到的质 量力。答案：c（2） 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。答案：d（3） 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。 答案：d（4）有压管道的管径d与管流水力半径的比值d

4、 /R=（）a、8；b、4；c、2；d、1。答案：b（5）同种液体通过两根相同长度，但粗糙高度不同的等直径长直 管道，当雷诺数Re相）内是相同的。c、紊流光滑区;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、紊流粗糙区答案：a b、c（6）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；c、非均匀缓流；d、非均 匀急流。答案：a、c、d（8）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。答案：a2、判断题：（1）任意受压面上的平均压强等于该受压面形心处的压强。（ ）答案：错误（2） 水流总是从压强大的地方向压强小的地方流

5、动。（）答案：错误（3） 同样条件下直接水击比间接水击更不安全。（） 答案：正确（5）在正坡非棱柱渠道内可以形成均匀流。（）答案：错误（6）矩形断面水力最佳断面的宽深比 B =2。（）答案：正确（7） 明槽水流的断面比能沿流程总是减小的。（） 答案：错误（8）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。（答案：错误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

6、，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；在层流到紊流过渡区，入仅是Re的函数；在紊流 光滑区f =fi （Re）,过渡区入=f2 （Re,），粗糙区入=f3 （ R ），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

7、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)。E呷丿mil1|川血*e解: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=50m,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 2=0.5, Z 3=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。2解：H =hw =(

8、' _)4R 2gR = A =0.2m , ' 二 1.9 x3二 v = 4.16m/s , qv = vA = 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处的压强p=4.9N cm2。如用手握住喷嘴，需要多大 的水平力R，行近流速vo=O，取动能校 正系数均为1。解：列水箱渐变流断面11和喷嘴出口断面2- 2能 量方程v2H 00 = 00 丄 0.52gV2 二,2g 5 =9.9msA3列X向动量方程P3A

9、3 -R = “Q(V2x -Wx)R = p3A3 - jA3v3(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.有一梯形渠道，底宽b =10 m,水深h = 3 m,边坡为1:1,糙率n二0.014,底坡i=0.001。如流动在紊流粗糙区，求流量Q。解：A =bh mh2 =39m2x = b 2 1 m2 h = 18.5 mA._R 2.11v = C RixC Cr'6 =81.0ml2/snQ=A.C.(RJ)0.5=145.1 m3/s一、是非题(正确的划“，错误的划“ 乂”(本大题分10小题，每小题1.5分，共15分)1、在连

10、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 ) 7、公式hf1 v2既适用于层流，也适用于紊流d 2g(V )8、串联长管道各管段的水头损失可能相等，也可能不相等。(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

11、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( (1) )(1)数字相等不相等(3)仅水平方向数值相等向数值最大2、可以形成均匀急流的明渠底坡是(1)缓坡(3)平坡点各方向的压强(2)数值(3)铅直方(2) )(2)陡坡(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) 0.754、流函数(3)(1)在等势面上为常数(3)沿流线为常数系三、思考题(4冷=32分)(2)只有在无旋流中才存在(4)表达了速度与压强的关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

12、的上游水位均保持不变，问此时的水流是非符合 AiVi二A2V2的连续方程？为什么？何(b)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？答：一、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：Esh+rQ f(h)2gA二、特征：1） 一条二次曲线，下端以水平轴线为渐进线，h0,；曲线上端与以坐标轴成 45°角直线为渐近线 hx, Es x；2）当h由0-x, Es由，其中有一最小值 Esmin,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Fr<1

13、,为缓流；下支Fr>1，急流；4）临界水深hk可判断流态：(1) 当 h=hk临界流；(2) 当h>hk缓流；(3) 当h<hk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？v答：因为Q二常数，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5%以下);短

14、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（2X 6=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。五、根据题目要求解答下列各题（本大题共 3小题，总计31分）、（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）2Ux及Uy ；（ 2）流函数方程。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Qi=0.2m3/s, Q3=0.1m3/s,相

15、应断面动水压强 pi=20kPa, p=15kPa两侧叉管直接喷入大气，已知各管直径 di=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）。X解：(1) Q, Q3 =2Q Q2 g Q3)/2 =0.15m3/sQ.Q2Q3v,1 =2.82 m/s; v22 =8.49 m/s; v33 = 3.18m/sA1A 2A 3(2)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：P = P1 A1 =1.41kN;P2 = P2 A2 - 0.0kN;P3 二 P3 A3 二 0.47kN;（3）沿x方向写动量方程：- . 1P1 P3 Rx P 2Q2V2COS30 Q3V3） Qm流入动量 Rx 一 -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I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= 1及一个 丿闸板式阀门a=0.5，当两水箱的水位差H为1.0m时，试求管内通 Id丿过的流量为若干？解：以B水箱的水面为基准面,2z, p -1V1_.Z2 PL 12g写1 _1和2 _2能量方