6明恒定非均匀流

1、第八早明槽恒定非均匀流、判断题1、缓变流一定是缓流，急变流-人E正急流°()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。()二、填空题1、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2、在明渠渐变流中(4)陡坡渠道中的急流()(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i3、发生水跃的充分必要条件是技(4)水面线与底坡线平行()(1)从层流过渡到紊流I(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4、已知某水闸下游收缩断面水深hc0=0.6m(相应的跃后

2、水深hc0=3.5m)，临界水深hc=1.6m,下游河道水深t=1.4m，则闸下将发生()远离水跃(2)临界水跃(3)淹没水跃(4)急流5、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ii>i2，则其均匀流水深ho1和ho2的关系为()(1)ho1>ho2(2)ho1<ho2(3)ho1=ho2(4)无法确定6、有两条梯形断面渠道1和2,已知其流量、边坡系数、底坡和糙率均相同，但底宽b1>b2,则其均匀流水深ho1和ho2的关系为()(1)ho1大于ho2(2)ho1小于ho2(3)相等(4)无法确定7、有两条梯形断面渠道1和2,其流量、边坡

3、系数、底宽及底坡均相同，但糙率n1>n2,则其均匀流水深ho1和ho2的关系为()(1)ho1大于ho2(2)ho1小于ho2(3)相等(4)无法确定8、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ho有以下几种情况，则通过流量最大的渠道是()(1)b1=4m,ho1=1m(2)b2=2m,h°2=2m(3)b3=2.83m,ho3=1.414m(4)b4=2.67m,ho4=1.5m9、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()Fr>1.o(2)Fr<1.o(3)Fr=1.o(4)

4、不定三、空题1、M2型水面曲线发生在坡上，其水流属于流。曲线的特征是2、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)o它们的正常水深ho1_ho2;临界水深hc1_hc2。3、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4、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。5、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)6、若明渠均匀流水深ho=3m，相应流量的临界水深hc=1.5m，贝U弗劳德数Fr的范围为若流量不变，糙率n增大，则Fr

5、。7、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。(ni<r(2)。则其，临界底坡8、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，但糙率不同正常水深hQi和h02的比较是，临界水深hci和hc2的比较是ici和ic2的比较是ns9、棱柱形明渠恒定渐变流基本微分方程dh/ds=(i-J)/(1-Fr2)表示水深h沿程变化规律，其分子反映水流的，分母反映水流的，水跃的前后水深以h和h10、平底棱柱形明渠的水跃函数为表示，则有水跃函数关系式。11、明渠水流的弗劳德数Fr表示水流的力与力作用之比，可作为判别流态的标准，当水流为急流时，力作

6、用为主，Fr，当水流为缓流时，力作用为主，Fr四、绘图题(各渠段均充分长，各1、定性绘出图示两段宽度不同的棱柱形明渠的水面曲线，并注明曲线名称。段糙率相同)2、宽矩形渠道由三段组成，均为长渠，三段渠道底宽均相等。AB渠段糙率为n，BC渠段糙率为n2,CD渠段糙率为n3,n1<n3<n2。三段渠道底坡相等(i>ic)。定性绘制水面线，并注明水面3、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。4、一宽度

7、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hQ=1.5m。要求:(1) 判别该渠道底坡属于缓坡、陡坡或临界坡；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。五、计算题1、底坡i=0.01的等宽矩形断面渠道，内盛静水。今在相距s=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)口2、有一梯形断面渠道，底坡1=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

8、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)3、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。4、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。5、试证宽浅矩形断面渠道中恒定均匀流时弗劳德数Fri9/20q1/10/(n9/10g1/2)式中i为底坡；n为糙率；q为单宽流量；g为重力加速度。6、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？7、何谓断面单位能量祯叙述断面单

9、位能量曲线的特征。8、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；确定水跃发生在哪一渠段上；定性绘出渠道的水面曲线，并注明曲线的名称。9、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h°2=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

10、的水面曲线类型。10、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。(qdqaqcqb)V-».iI_,_I(C)11、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h1h2a。如能发生，请说明发生的条件,曲线名称符号及h1和h212、试分析以下三种水面线发生的可能性,的取值大小或范围。13、图示为一矩形断面平底明渠中的水跃，水跃底部有一低坎。已知单宽流量深h=0.5m,水流作用在单宽低坎上的总压力R(gh：)/2。取动量校正系数为(1) 求跃后水深h2；(h23.55m；无低坎时h2=3.59m)(2)

11、 此跃后水深与无低坎时的跃后水深相比，哪个大？大多少？q=6m2/s。跃前水1。14、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轴水深为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=h(3b2bh)/6(bmh)，3一、(qv0.849m/s)15、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/(72.5)=2.28m/s;E0.64m)16、梯形断面壤土渠道，已知通过流量Q10.5m3/s，底宽b8.9m，边坡系数m1.5,正常水深h°

12、;1.25m，糙率n0.025,求底坡i和流速v。(i=0.000377,v=0.78m/s)17、有一灌溉干渠，断面为梯形，底宽b2.2m，边坡系数m1.5，实测流量Q8.11m3/s时，均匀流水深ho2m,在1800m长的顺直渠段水面落差h0.5m，求渠道的糙率n。(n=0.0228)18、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=2hB,2Blln丝319、已知三角形断面明槽的边坡系数m0.75,Q0.3m3/s,i0.0004,nm,流量Q,底坡i和糙率n,试导出其正常水深的表达式。当0.013时，求正

13、常水深h0。(h0=0.815m)20、已知梯形断面渠道的流量Q30m3/s，糙率n0.025,边坡系数m1.5，底坡i0.0009,试分别根据水力最佳断面条件和A/Am1.04的实用经济断面条件选择宽深比，确定正常水深h°和底宽b,并校核流速是否满足0.6m/sv2.0m/s?(1)按水力最佳断面条件:hm=3.006m,b=1.828m;An=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)21、试证明：(1)水力最佳的梯形断面水力半径Rh/2;(2)给定过水断面面积A,边

14、坡系数m1/3(60°)的梯形水力最佳断面的湿周为最小。22、若不对称的梯形断面两侧边坡系数分别为m1,m2,试推导其水力最佳条件。23、矩形渠槽，底宽b4m，水深h1.5m,设槽底糙率q0.0225，槽壁两边的糙率分别为七0.017和n30.012，试计算综合糙率。(n=0.0209)24、有一土渠，经过衬砌，已知底部糙率n10.0225，中部糙率n?0.03,上部糙率贝0.02,各部分相应的湿周长度分别为16.32m,25.37m,33.13m，试计算综合糙率。(n=0.0258)25、某河流在汛期洪水漫滩，实测纵向水面坡度Jp0.0003，主槽水深h13m,水面宽B1120m,滩地水深h21.5m，水面宽B2230m。糙率分别为n10.025,n20.035。试估算洪水流量。(742.7m3/s)26、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：Q173m3/s,v1.6m/s,B80m;(2)乙河：Q1730m3/s,v6.86m/s,B90m。(甲：缓流；乙：急流)27、一梯形断面渠道，底坡宽b10m,边坡系数m1.5,流量Q20m3/s,分别对底坡i0.0005和i0.3两种情况确定其临界水深。(1)0.71