西北农林水力学课后习题

水力学课后习题第一章习题1－1500L水银的质量为6795㎏，试求水银的密度和容重。1－220℃时水的容重为9.789kN/m3，动力黏度μ＝1.002×10-3Ns/m2，求其运动黏度ν。1－3设水的体积弹性系数K＝2.18×109N/m2，试问压强改变多少时，其体积才可相对压缩1％？1－4如题1-4图所示，有一面积为0.16m2的平板的油面上作水平运动，已知运动速度u＝1m/s，平板与固定边界的距离δ＝1mm，油的动力黏度μ为1.15Pas，由平板所带动的油的速度成直线分布，试求平板所受的阻力。题1-4图题1-5图1－5在倾角θ＝30°的斜面上有一厚度为δ＝0.5mm的油层。一底面积A＝0.15m2，重G＝25N的物体沿油面向下作等速滑动，如题1-5图所示。求物体的滑动速度u。设油层的流速按线性分布，油的动力黏度μ＝0.011Pas。1－6如题1-6图所示的盛水容器，该容器以等角速度ω绕中心轴旋转。试写出位于A(x,y,z)点处单位质量所受的质量力分量表达式。1－7如题1-7图为一测量液体黏滞系数的仪器。悬挂着的内圆筒半径r＝20cm，高度h＝40cm。外圆筒以角速度ω＝10rad/s旋转，内圆筒不动，两筒间距δ＝0.3cm，内盛待测液体。此时测得内筒所受力矩M＝4.905Nm。试求该液体的动力黏度。内筒底部与液体的相互作用不计。题1-6图题1-7图第二章习题2－1如图所示为一U形水银测压计用来测量水管中A点的压强。已测得Δh＝0.3m，h1=0.2m，试确定：（1）A点的相对静水压强；（2）若在管壁装一测压管（如图），则该测压管长度h至少需要多少米？题2-1图题2-2图2－2一容器如图所示，上层为空气，中层为容重8170N/m3的石油，下层为容重12250N/m3的甘油，求当测压管中的甘油表面高程为9.0m时压力表G的读数。2－3如图所示比压计，已知水银柱高差h1＝0.53m，A、B两容器高差h2＝1.2m，试求容器中心处的压强差。2－4两液箱具有不同的液面高程，液体容重均为γ，用两个测压计连接如图，试证2－5图示为一封闭容器，右侧安装U一形水银测压计，已知H＝5.5m，h1＝2.8m，h2＝2.4m，求液面上的相对压强及绝对压强。题2-3图题2-4图2－6有一水银测压计与盛水容器相连，如图所示。已知H＝0.7m，h1＝0.3m，h2＝0.5m，试计算容器内A点的相对压强。2－7图示为一盛水的封闭容器，两侧各装一测压管。左侧顶端封闭，其水面绝对压强P/0＝86.5kN/m2。右管水面与大气相接触。已知h0＝2m。求（1）容器内水面的绝对压强P/C；（2）右侧管内水面与容器内水面高差h。题2-5图题2-7图2－8如图所示的盛水容器，在容器的左侧安装一测压管，右侧装一U形水银测压管，已知容器中心A点的相对压强为0.6个大气压，h＝0.2m，求h1和h2。2－9如图所示水压机，已知杠杆臂a＝20cm，b＝80cm，小活塞直径d＝6cm，杠杆柄上作用力F1＝186N，大活塞上受力F2＝8360N，不计活塞的高度及重量，不计及摩擦力的影响，求在平衡条件下的大活塞的直径D。题2-8图题2-9图2－10如图所示管嘴出流。为了量测管嘴内的真空度，将玻璃管的一端与管嘴相连，另一端插在盛水容器内，今测得玻璃管中水柱上升高度h＝0.6m，试求管嘴内的真空度。2－11有一圆柱形容器，直径D＝30cm，高H＝50cm，水深h＝30cm。若容器绕其中心轴作等角速度转动，求（1）不使水溢出容器，最大角速度是多少？（2）水面的抛物面顶点恰至筒底时最大角速度是多少？溢出的水的体积是多少？2－12一等加速度向下运动的盛水容器，如图所示，水深h＝2m，加速度a＝4.9m/s2。试求：（1）容器底部的相对静水压强。（2）加速度为何值时，容器底部相对应强为零？题2-10图题2-12图题2-13图2－13有一盛液体的车厢，车内纵横剖面均为矩形，车厢以等加速度a沿水平方向作直线运动，如图所示，设液体的密度为ρ。求车厢内液体中的静水压强表达式。2－14绘出图中标有字母的受压面的静水压强分布图。2－15如图所示，一底边水平的等边三角形ABC，垂直放置，边长b＝1m，一侧挡水，欲将三角形分为静水总压力相等的两部分，求水平分画线x—x的位置h。2－16一矩形平板闸门AB。门宽b＝3m，门重9.8kN，闸门与底板夹角θ＝60°，门的转轴位于A端。已知h1＝1.2m，h2＝1.85m，若不计门轴摩擦，在门的B端用钢索沿铅垂方向起吊。试求：（1）当下游无水时启动闸门所需的拉力T；（2）当下游有水且h3＝h2时启动闸门所需的拉力T。2－17有一弧形闸门，半径R＝4.5m，宽度b＝7.0m，挡水深度H＝5m，门轴距渠底距离h＝6.5m，θ＝28°。试求作用于弧形闸门上的静水总压力的大小及作用点。2－18如图所示的弧形闸门，门前水深H＝3m，闸门宽度b＝5m，半径R＝4.3m，θ＝45°。试求弧形闸门所受的静水总压力的大小及作用点。2－19绘制下列图形中指定受压面上水平方向静水压强分布图及垂直方向的压力体图。2－20如图所示溢流坝上的弧形闸门，已知门宽b＝10m，弧形门半径R＝8m，水面、堰顶及门轴O的高程如图中所示，试求作用在弧形门上的静水总压力的大小及其方向。2－21如图所示倾斜的平面壁与铅直线成45°，壁上有一孔口，其直径D＝0.2m，孔口形心处的作用水头H＝0.5m。此孔口被一圆锥形塞子塞住，其尺寸为D1＝0.3m，D2＝0.15m，L＝0.3m。试确定作用于塞子上的静水总压力。题2-19图2－22一船闸闸室的人字门，如图所示。已知闸室的宽度B＝32m，闸门偏角θ＝20°，上游水深h1＝12m，闸室中水深h2＝7m。求每扇闸门上的静水总压力的大小及作用点的位置。2－23一圆筒直径D＝3m，长度b＝5m，如图所示，放置在与水平面成45°角的斜面上挡水，水面与圆筒顶齐平。求圆筒所受的静水总压力的大小及其方向。2－24如图所示水箱中一隔板ACD，其长度为b＝5m，上下游水位差ΔH＝1m。半圆BC的半径R＝1m。试求圆弧BC所受的静水总压力的大小及作用点的位置。2－25如图所示的压力输水管，其内径d＝1500mm，管中的液体压强p＝15360N/cm2。求当管壁厚度δ＝5mm时管壁的内拉应力。2－26如图一封闭容器，左侧连接一U形水银测压计，其液面差Δh＝0.7m。已知h1＝0.8m，h2＝1.2m。求其半径R＝0.6m的半球形盖AB所受的静水总压力的大小及作用方向。第三章习题3－1某管道如图示，已知过水断面上的流速分布为u＝umax［1－（）2］，umax为管轴线处的最大流速，r0为圆管半径，u是距管轴线r点处的流速。试求断面平均流速v。3－2有一倾斜放置的渐粗管如图示，A－A与B－B两个过水断面形心点的高差为1.0m。A－A断面管径dA＝150mm，形心点压强pA＝68.5KN/m2。B－B断面管径dB＝300mm，形心点压强pB＝68.5KN/m2，断面平均流速vB＝1.5m/s，试求：（1）管中水流的方向；（2）两断面之间的能量损失；（3）通过管道的流量。3－3图示为一管路突然缩小的流段。由测压管测得1－1断面压强水头=1.0m，已知1－1、2－2过水断面面积分别为阿A1＝0.03m2，A2＝0.01m2，形心点位置高度z1＝2.5m，z2＝2.0m，管中通过流量Q＝20L/s，两断面间的水头损失hw＝0.3。试求2－2断面的压强水头及测压管水头，并标注在图上。3－4如图示一矩形断面平底渠道。宽度B＝2.7m，河床在某处抬高Δz＝0.3m，若抬高前的水深H＝2.0m，抬高后的水面跌落Δh＝0.2m，不计水头损失，求渠道中通过的流量Q。3－5水轮机的锥形尾水管如图示。已知A－A断面的直径dA＝0.6m，断面平均流速vA＝5m/s。出口B－B断面的直径dB＝0.9m，由A到B的水头损失hw＝0.2。试求当z＝5m时，A－A断面的真空度。3－6某虹吸管从水池取水，如图所示。已知虹吸管直径d＝150mm，出口在大气中。水池面积很大且水位保持不变，其余尺寸如图示，不计能量损失。试求：（1）通过虹吸管的流量Q；（2）图中A、B、C各点的动力压强；（3）如果考虑能量损失，定性分析流量Q如何变化。3－7水箱侧壁接一段水平管道，水由管道末端流入大气。在喉管处接一铅垂向下细管，下端插入另一个敞口的盛水容器中，如图所示。水箱面积很大，水位H保持不变，喉管直径为d2，管道直径为d，若不计水头损失，问当管径之比为何值时，容器中的水将沿细管上升到h高度。3－8测定水泵扬程的装置如图示。已知水泵出口吸水管直径d1＝200mm，水泵进口真空表读数为4m水柱。压水管直径d2＝150mm，水泵出口压力表读数为2at（工程大气压1at＝9.80665×104Pa），1－1、2－2两断面之间的位置高差Δz＝0.5m，测得流量Q=0.06m3/s，水泵效率η＝0.8。试求水泵的扬程HP及轴功率NP。3－9某泵站的吸水管路如图示，已知管径d=150mm，流量Q=40L/s,水头损失（包括进口）hw＝1.0m，若限制水泵进口前A－A断面的真空度不超过7m水柱，试确定水泵的最大安装高程。3－10图示为一水平安装的文丘里流量计。已知管道1－1断面压强水头＝1.1m，管径d1＝100mm，喉管2－2断面压强水头＝0.4m，管径d2＝150mm，水头损失hw＝0.3。试求：（1）通过管道的流量Q；（2）该文丘里流量计的流量系数μ。3－11图示一倾斜安装的文丘里流量计。管轴线与水平面的夹角为α，已知管道直径d1＝150mm，喉管直径d2＝100mm，测得水银压差计的液面差Δh＝20cm，不计水头损失。试求：（1）通过管道的流量Q；（2）若改变倾斜角度α值，当其他条件均不改变时，问流量Q是否变化，为什么？3－12某管路系统与水箱连接，如图示。管路由两段组成，其过水断面面积分别为A1＝0.04m2，A2＝0.03m2，管道出口与水箱水面高差H＝4m，出口水流流入大气。若水箱容积很大，水位保持不变，当不计水头损失时，试求：（1）出口断面平均流速v2；（2）绘制管路系统的总水头线及测压管水头线；（3）说明是否存在真空区域。3－13水箱中的水体经扩散短管流入大气，如图所示，若1－1过水断面直径d1＝100mm，形心点绝对压强p2＝39.2KN/m2，出口断面直径d2＝150mm，不计能量损失，求作用水头H。3－14在矩形平底渠道中设平板闸门，如图所示。已知闸门与渠道同宽B＝3m，闸前水深H＝4.5m，当流量Q=37m3/s时，闸孔下游收缩断面水深hc＝1.6m，不计渠底摩擦阻力。试求水流作用于闸门上的水平推力。3－15水流经变直径弯管从A管流入B管，管轴线均位于同一水平面内，弯管转角α＝45°，如图所示。已知A管直径dA＝250mm，A－A断面形心点相对应强pA＝150KN/m2，B管直径dB＝200mm，若不计水头损失，试求水流对弯管的作用力。3－16某压力输水管道的渐变段由镇墩固定，管道水平放置，管径由d1＝1.5m渐缩d2＝1.0m到，如图所示。若1－1过水断面形心点相对应强p1＝392KN/m2，通过的流量Q=1.8m3/s。不计水头损失，试确定镇墩所受的轴向推力。如果考虑水头损失，其轴向推力是否改变？3－17有一水平射流从喷嘴射出，冲击在相距很近的一块光滑平板上，平板与水平面的夹角为α，如图所示。已知喷嘴出口流速v1，射流流量Q1，若不计能量损失和重力的作用，试求：（1）分流后的流量分配，即和各为多少；（2）射流对平板的冲击力。3－18如图所示为一四通分叉管，其管轴线均位于同一水平面内。水流从1－1、3－3断面流入，流量分别为Q1和Q3，形心点相对应强为p1和p3，水流从2－2断面流入大气中，其余尺寸如图示，试确定水流对叉管的作用力。3－19根据习题3－1的已知条件，求过水断面上的动能修正系数α及动量修正系数β值。3－20水箱侧壁开有圆形薄壁孔口，如图所示。影响收缩断面平均流速vc的因素有：孔口水头H，孔口直径d，液体密度ρ，动力黏滞系数μ，重力加速度g及表面张力系数σ。试用量纲分析法推求流速vc的表达式。3－21圆球在实际液体中做匀速直线运动。已知圆球所受的阻力F与液体的密度ρ、动力黏滞系数μ、圆球与液体的相对速度v、圆球的直径d有关，试用量纲分析法推求阻力F的表达式。3－22文丘里管如图所示。已知影响喉管处流速v2的主要因素有：文丘里管进口前管道直径d1，喉管直径d2，液体密度ρ，动力黏滞系数μ，过水断面1－1与2－2之间的压强差Δp。试用量纲分析法推求文丘里管的流量表达式。

第四章习题4-1圆管直径d=15mm，其中流速为15cm/s，水温为12oC，试判别水流是层流还是紊流？4-2有一管道，管段长度L=10m，直径d=8cm，在管段两端接一水银压差计，如图所示。当水流通过管道时，测得压差计中水银面高差Δh=10.5cm。求水流作用于管壁的切应力。习题4-2图4-3有一圆管，其直径为10cm，通过圆管的水流速度为2m/s，水的温度为20ºC，若已知为0.03，试求粘性底层的厚度。4-4有一矩形断面渠道，宽度b=2m，渠中均匀流水深ho=1.5m。测得100m渠段长度的沿程水头损失hf=25cm，求水流作用于渠道壁面的平均切应力。4-5有一直径为25cm的圆管，内壁粘贴有Δ为0.5mm的砂粒，如水温为10ºC，问流动要保持为粗糙区最小流量需要多少？并求出此时管壁上切应力τ0为多大？4-6试求前题圆管中，通过的流量为5000cm3/s，20000cm3/s，200000cm3/s时，液流型态各为层流还是紊流？若为紊流应属于光滑区、过渡粗糙区还是粗糙区？其沿程阻力系数各为多少？若管段长度为100m，问沿程水头损失各为多少？4-7为了测定AB管段的沿程阻力系数λ值，可采用如图所示的装置。已知AB段的管长l为10m，管径d为50mm。今测得实验数据：（1）A、B两测压管的水头差为0.80m，（2）经90秒钟流入量水箱的液体体积为0.247m3。试求该管段沿程阻力系数值。习题4-7图4-8某管道长度l=20m，直径d=1.5cm，通过流量Q=0.02l/s，水温T=20oC。求管道的沿程阻力系数和沿程头损失hf。4-9温度6oC的水，在长的圆管中流过，Q=24l/s，d=20cm，Δ=0.2mm，试用图解法和计算法求沿程阻力系数及沿程水头损失。4-10为测定弯管的局部阻力系数ζ值，可采用如图所示的装置。已知AB段管长l为10m，管径d为50mm，该管段的沿程阻力系数λ为0.03，今测得实验数据：（1）A、B两测压管的水头差为0.629m，（2）经2分钟流入水箱的水量为0.329m3。试求弯管的局部阻力系数ζ值。习题4-10图4-11断面形状和尺寸不变的顺直渠道，其中水流为均匀流，紊流粗糙区。当过水断面面积A=24m2，湿周χ=12m时，流速v=2.84m/s，测得水力坡度J=0.002。求此渠道的粗糙系数n。4-12有一混凝土护面的圆形断面隧洞（无抹灰面层，用钢模板施工，质量良好）。长度，直径d=5m。水温t=20oC。当通过流量Q=200m3/s时，分别用达西—威斯巴赫公式及谢才公式计算隧洞的沿程水头损失。4-13某管道由直径为d1=45cm及d2=15cm的两根管段组成，如图所示。若已知大直径管中的流速v1=0.6m/s，求突然收缩处的局部水头损失。

第五章习题5-1一简单管道。如图所示。管道长度800m，水头为20m，管道中间有两个弯头，每个弯头的局部水头损失系数为0.3，已知沿程阻力系数=0.025，试求通过管道的流量。习题图5-15-2坝下埋设一预制混凝土引水管，直径D为1m，长40m，进口处有一平板闸门控制流量，闸门全开时的局部水头损失系数为0.4，引水管出口底部高程62m，当上游水位为70m，下游水位为60.5m时，问闸门全开时的最大引水流量是多少。习题图5-25-3倒虹吸管采用500mm直径的铸铁管，长l为125m，进出口水位高程差为5m，根据地形，两转弯角各为60°和50°，上下游渠道流速相等。问能通过多大流量？并绘出测压管水头线及总水头线。习题图5-35-4水泵自吸水井抽水，吸水井与蓄水池用自流管相接，其水位均不变，如图所示。水泵安装高度zs为4.5m；自流管长l为20m，直径d为150mm；水泵吸水管长l1为12m，直径d1为150mm；自流管与吸水管的沿程阻力系数λ为0.03；自流管滤网的局部水头损失系数ζ=2.0；水泵底阀的局部水头损失系数ζ=9.0；90°弯头的局部水头损失系数ζ=0.3；若水泵进口真空值不超过6m水柱，求水泵的最大流量是多少？在这种流量下，水池与水井的水位差z为多少？习题图5-45-5用水泵提水灌溉，水池水面高程▽179.5m，河面水位▽155.0m；吸水管长为4m、直径200mm的钢管，设有带底阀的莲蓬头及45°弯头一个；压力水管长为50m、直径150mm的钢管，设有逆止阀（ζ=1.7）、闸阀（ζ=0.1）、45°的弯头各一个。机组效率为80%；已知流量为50000cm3/s，问要求水泵有多大扬程？习题图5-55-6用虹吸管从蓄水池引水灌溉。虹吸管采用直径0.4m的钢管，管道进口处安一莲蓬头，有2个40°转角；上下游水位差H为4m；上游水面至管顶高程z为1.8m；管段长度l1为8m，l2为4m、l3为12m。要求计算：1.通过虹吸管的流量为多少？2.虹吸管中压强最小的断面在那里，其最大真空值是多少？习题图5-65-7试定性绘出图示管道的总水头线和测压管水头线，并进行标注。图中行近流速均不能忽略，出水池流速也不等于零。习题图5-75-8水泵压水管为铸铁管，向B、C、D点供水。D点的服务水头为4m(即D点的压强水头为4m水柱)；A、B、C、D点在同一高程上。今已知qB为10000cm3/s，qC为5000cm3/s，qD为10000cm3/s；管径d1为200mm,管长l1为500m；管径d2为150mm；管长l2为450m；管径d3为100mm，管长l3为300m，求水泵出口处的压强水头是多少？习题图5-85-9有三个水源点在J处交汇，从水源A到J点750m长，管径120cm,从B到J点的管长1800m，管径100cm，从C到J点的管长3400m，管径80cm，全部采用铸铁管。试计算各水源点的流量，已知水温10℃，各水源点之间的高差见图5-6。习题图5-95-10在灌溉供水管道中，有一平坡铺设的沿程泄流管道，管道总长90m，管径40mm，为聚乙烯塑料管。在这一管道上每隔3m安装一个分支管道，称为灌水毛管，毛管长度均为100m，管道内径15mm，毛管上每2m有一个出水孔口，孔口流量为5L/h，为保持孔口流量均匀，在毛管的末端要求保持8m水头，水温按10℃考虑。试计算这一灌水单元总进口需要的压力水头。习题图5-105-11一城镇供水管网如图所示，试确定管网中各管道的流量，管道采用铸铁管，主要供水点和用水点的流量分别是Q1=0.1m3/s，Q2=0.3m3/s，Q3=0.25m3/s，Q4=0.03m3/s，Q5=0.12m3/s，水温10℃，管径及管长见图示。习题图5-11

第六章习题6-1有一梯形断面渠道，已知底宽b=8m，正常水深h0=2m，边坡系数m=1.5，糙率n=0.0225，底坡i=0.0002，试求断面的平均流速及其流量。6-2一梯形土渠，按均匀流设计。已知水深h为1.2m.底宽b为2.4m，边坡系数m为1.5，粗糙系数n为0.025，底坡i为0.0016。求流速v和流量Q。6-3某水库泄洪隧道，断面为圆形，直径d为8米，底坡i为0.002，粗糙系数n为0.014，水流为无压均匀流，当洞内水深h为6.2m时，求泄洪流量Q。6-4红旗渠某段长而顺直，渠道用浆砌条石筑成(n为0.028)，断面为矩形，渠道按水力最佳断面设计，底宽b为8m，底坡i为1/8000，试求通过流量。6-5已知流量Q=3m3/s,i0=0.002,m=1.5,n=0.025，试按水力最佳断面设计梯形渠道断面尺寸。6-6一梯形渠道，按均匀流设计。已知Q为23m3/s,h为1.5m,b为10m,m为1.5及i为0.0005，求n及v。6-7一引水渡槽，断面为矩形，槽宽b为1.5m，槽长l为116.5m，进口处槽底高程为52.06m，槽身壁面为净水泥抹面，水流在渠中作均匀流动。当通过设计流量Q为7.65m3/s时，槽中水深h应为1.7m，求渡槽底坡i及出口处槽底高程。6-8有一浆砌块石砌护的矩形断面渠道，已知底宽b=3.2m，渠道中均匀流水深h0=1.6m，糙率n=0.025，通过的流量Q=6m3/s，试求渠道的底坡i。6-9有一棱柱体渠道，断面为梯形，底宽b=7.0m，边坡m=1.5，为收集该渠道糙率n值，实测渠道中流量Q=9.45m3/s，均匀流水深h0=1.2m，流段长l=200m内的水面降落Δz=0.16m，试确定该渠道的糙率n。6-10有一土渠，断面为梯形，底宽b=5m，边坡系数m=1.0，糙率n=0.020，底坡i=0.0004，今已知渠道中的流量Q=10m3/s，试分别用试算法和迭代法求渠道中的正常水深h。6-11有一梯形断面的引水渠道，通过的流量Q=35m3/s，均匀流的水深h0=2.10m，渠道的边坡m=1.5，糙率n=0.025，底坡i=0.00065，试用迭代法和图解法求底宽b。6-12拟建梯形渠道，水在其中作均匀流动，Q=1m3/s，i0=0.0022，m=1.0，n=0.030，最大允许不冲流速v′=0.8m/s，试根据v′设计断面尺寸。6-13韶山灌区，某渡槽全长588米，矩形断面，钢筋混凝土槽身，n为0.014，通过设计流量Q为25.6m3/s，水面宽B为5.1m，水深h为3.08m，问此时渡槽底坡应为多少？并校核此时槽内流速是否满足通航要求（渡槽内允许通航流速v<1.8m/s）6-14某电站引水渠，在粘土地段开挖，未加护面，渠线略有弯曲，在使用中，岸坡已因养护不善而生有杂草。今测得下列数据：梯形断面的边坡系数m=1.5，底宽b=34m，底坡i=1/6500，渠底至堤顶的高差为3.20m，如题6-14图所示。（1）当电站引用流量Qp=67m3/s试求此渠道的均匀流水深h0；（2）因工业发展需要供水，试计算渠道在保证超高为0.5m的条件下，除电站的上述引用流量外，尚能供给工业用若干？并校核此时渠道中是否发生冲刷？（3）与电站最小水头所相应的渠道中水深为1.5m，试计算此时渠道中通过的流量为多少？在此条件下，渠道是否发生淤积（v不淤=0.5m/s）？（4）为了便于运行管理，要求绘制渠道的水位流量关系曲线（在第（1），（2）、（3）问题基础上绘制）。6-15有一环山渠道的断面如题6-15图所示，水流近似为均匀流，靠山一边按1：0.5的边坡开挖（岩石较好，n1为0.0275)，另一边为直立的浆砌块石边墙n2为0.025，底宽b为2m，底坡i为00.002，求水深为1.5m时的过流能力。6-16某天然河道的河床断面形状及尺寸如题6-16图所示，边滩部分水深为1.2m，若水流近似为均匀流，河底坡度i为0.0004，试确定所通过的流量Q。

第七章习题7－1一矩形断面渠道b为3m，Q为5.2m3/s，n为0.022，i为0.001。试分别用几种不同方式判别明渠水流流态。7－2证明：当断面比能Es以及渠道断面形状、尺寸（b、m）一定时，最大流量相应的水深是临界水深。7－3一梯形明渠b为5m,m为1.2,n为0.015,i为0.003；试计算该明渠在通过流量Q=15m3/s时的临界底坡，并判别渠道是缓坡或陡坡。7-4一水跃产生于一棱柱体梯形水平渠段中。已知：Q为25m3/s,b为5.0m,m为1.25,h2为3.14m。求h1。7-5一水跃产生于一棱柱体矩形水平渠段中。已知：b为5.0m，Q为50m3/s，h1为0.5m。试判别水跃的形式并确定h2。7-6一水跃产生于陡槽下游的矩形水平扩散段中。已知：b1为2.0m，Q为5.4m3/s，θ为6°及h1为0.35m。求Lj和h2。7-7试定性分析并绘出图中底坡变化时渠道水面曲线的形式。已知渠道断面形状、尺寸及粗糙系数均相同并为长直棱柱体明渠。7-8有一梯形断面渠道，底宽b为6m,边坡系数m为2,底坡i为0.0016,n为0.025,当通过流量Q为10m3/s时，渠道末端水深h为1.5m。试计算水面曲线。7-9一矩形断面明渠，b为8m,i为0.00075,n为0.025,当通过流量Q为50m3/s时，已知渠道末端断面水深h2为5.5m，问上游水深h1为4.2m的断面距渠末断面的距离为多少？7-10平底矩形渠道后紧接一直线收缩的变宽陡槽，断面仍为矩形，进口宽度b1与上游渠道相等，b1为8m,出口宽度b2为4m，陡槽底坡i为0.06,n为0.016，槽长为100m。试绘出陡槽中通过设计流量40m3/s时的水面曲线。7-11为实测某小河的糙率，二测站控制的河段长度为800m。测得流量Q为25m3/s时，二测站水位分别为z1为177.5m和z2为177.3m,过水断面面积分别为A1为27.2m2和A2为24.0m2，湿周χ1、χ2分别为11.7m和10.6m。试估算该河段糙率n值。7-12某矩形断面渠道，底宽为4.0m，通过流量为8.0m3/s。渠道某处有弯段，弯段内半径为13.7m,外半径为26.3m,直段平均水深为1.25m,试计算弯道断面上的横向超高。

第八章习题8－1在一矩形渠槽中，安设了一无侧收缩的矩形薄壁堰。已知堰宽，上下游堰高相同，，下游水深，当堰上水头为时，试求过堰流量。8－2在矩形断面平底明渠中设计一无侧收缩的矩形薄壁堰。已知薄壁堰最大流量，对应的下游水深=0.45m；为保证堰流为自由出流，堰顶至少应高于下游水面0.1m，明渠边墙高度为1m，边墙顶至少也应高于上游水面0.1m，试设计薄壁堰的高度和宽度。8－3某直角三角形薄壁堰，堰高=0.65m，上游渠槽水面宽度B=1.0m。今测得堰上水头，求自由出流时的过堰流量。8－4某电站溢洪道拟采用WES曲线型实用堰。已知：上游设计水位高程为267.85m；设计流量，对应的下游水位高程为210.5m；筑坝处河底高程为180m；上游河道近似三角形断面，水面宽度B=200m，已确定溢流坝做成三孔，每孔净宽=16m；闸墩头部为半圆形，边墩头部为圆弧型。试确定：（1）堰顶高程；（2）当上游水位高程分别为267.0m和269.0m时，自由出流情况下通过堰的各流量。8－5某河中筑有单孔WES曲线型实用堰。已知：筑堰处河底高程为12.20m，堰顶高程为20.00m，上游设计水位高程为21.31m，下游水位高程为16.35m，坝前河道断面近似为矩形，河宽B=100m，边墩头部为圆弧形。试求上游为设计水位时，通过流量所需的堰顶宽度b=？8－6某溢流坝按WES剖面设计，堰顶设计9个溢流孔，每孔净宽m，边墩头部为圆弧形，中墩头部为半圆形，且与上游堰面位置相齐，坝前河道断面近似为矩形，河宽B=200m。当设计水位为48.00m时，下泄的设计流量为。试求：下泄最大洪水流量时，水库的最高洪水位。8－7某小型水利工程采用梯形断面浆砌块石溢流坝，无闸墩和翼墙。已知堰宽和河宽相等，即m，上下游堰高m，堰顶厚度m，上游面铅直，下游面坡度为1：1，堰上水头m，下游水面超过堰顶的水深，试求过堰流量。8－8某矩形断面渠道上修建一宽顶堰。堰宽m，堰高m，边墩头部为方形，堰顶头部为直角形。若m，求下列情况下的过堰流量：⑴渠道宽度B=2m，堰顶以上的下游水深；⑵，；⑶m，hs=1.8m。8－9某灌溉进水闸为3孔，每孔宽=10m；闸墩头部为半圆形，闸墩厚d=3m；边墩头部为圆弧形，边墩计算厚度m；闸前行近流速m/s；闸底坎形式及其它数据如图所示。闸底坎圆头半径。试确定相应于不同下游水位时的过闸流量：⑴下游水位高程为17.75m；⑵下游水位高程为16.70m。8－10有一圆角形堰头的无侧收缩宽顶堰，堰高m，堰头圆弧半径，堰上水头限制为0.9m，通过堰的流量为。求堰宽b以及不使堰流为淹没出流的下游最大水深。8－11一具有水平顶的堰，各部分尺寸如图所示（图中尺寸单位为m）。试确定：⑴堰的类型；⑵通过堰的流量。8－12某拦河闸共9孔，每孔宽为14m；闸墩厚度为d=3.5m，闸墩头部为半圆形，边墩迎水面为圆弧型，圆弧半径r=5m，计算厚度；闸前水位高程为18m；闸底板与上游河底平齐，高程均为6m；闸前行近流速为=3m/s；下游水位不影响出流。试确定闸门全开时的过闸流量。题8－11图8－13一圆角形堰头的无侧收缩的宽顶堰，流量Q=12m3/s，堰宽b=4.80m；堰高m，堰头圆弧半径，上游渠宽与堰宽相同，下游水深m，求堰上水头H。8－14有一带有胸墙的平底5孔进水闸，如图所示。每孔宽度m，闸下游接一陡坡，闸前水位为45m，试求：（1）当闸门开度m时的过闸流量（不计行近流速水头）；（2）当闸门全开时，从胸墙下通过的泄流量（此时流量系数，行近流速m/s）。8－15在一梯形长渠道上建闸，建闸处为矩形断面，下游用渐变段与梯形渠道相连。过闸流量m3/s，渠道底宽m，边坡系数，渠底坡度，粗糙系数。每孔闸宽，共两孔，当闸门开度m时，问闸前水深H将为多少？（提示：判别闸孔出流形式时，需要计算梯形渠道的正常水深。）8－16某水利枢纽设有平底冲沙闸，用弧形闸门控制流量。闸孔宽m，弧形门半径m，门轴高程为16.0m，上游水位高程为18.0m，闸地板高程为6.0m。试计算：闸孔开度m，下游水位高程为8.5m及14.0m时，通过闸孔的流量（不计行近流速水头的影响）。8－17在底宽m、边坡系数的梯形渠道中，设置有两孔水闸，用平板闸门控制流量。闸底坎高度为零，闸孔为矩形断面，闸墩头部为半圆形，墩厚m；边墩头部为矩形。试求闸孔开度m、闸前水深m时，保证通过流量m3/s时所需的闸孔宽度（下游为自由出流）。8－18某实用堰顶部设一平板闸门以调节上游水位。闸门底缘的斜面朝向上游，倾斜角为。已知：流量m3/s，堰上水头m，闸孔净宽m，下游水位低于堰顶，不计行近流速水头。试求所需的闸孔开度e。8－19某实用堰共七孔，每孔宽度m，堰上设弧形闸门。已知：闸上游水头m，闸孔开度m，下游水位在堰顶以下，求通过闸孔的流量（不计行近流速水头）。8－20已知设计流量Q=15m3/s，取碎石单层铺砌加固河床，其不冲允许流速m/s，桥下游水深m，取，上游河道断面近似为矩形，宽度m，，(在一些设计部门，小型建筑物的值取1)，允许壅水高度m。试设计小桥孔径b。8－21某梯形断面渠道，底宽b=7.0m，边坡系数m=2.0，流量Q=16m3/s，设渠中建一矩形单孔桥，桥台有八字形翼墙，桥孔净宽b=5.0m，桥下游水深m，试求桥前水深（取）及桥下流速。8－22有一无压涵洞，下游水位对涵洞的泄流无影响。涵洞长为12m，断面为矩形，高2m，宽1.5m，底坡i=0.0025，进口具有八字形翼墙，底部与上游渠底同高。洞前水深H=1.8m，该处渠道过水断面近似为矩形，宽度为B=5.6m，求此涵洞通过的流量。

第九章习题9-1曲线型实用堰，下游堰高P2=6m，单宽流量q=8m3/s·m时的流