水文学试题与答案

./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"√",在错误的题号上打"×".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—Ⅲ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、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.〔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.〔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.〔4有压管道的管径d与管流水力半径的比值d/R=〔a、8；b、4；c、2；d、1.〔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相同时,它们的水头损失在〔内是相同的.a、层流；b、层流至紊流过渡区；c、紊流光滑区；d、紊流过渡区；e、紊流粗糙区〔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.〔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.2、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.〔错误〔2水流总是从压强大的地方向压强小的地方流动.〔错误〔3同样条件下直接水击比间接水击更不安全.〔正确〔5在正坡非棱柱渠道内可以形成均匀流.〔错误〔6矩形断面水力最佳断面的宽深比β=2.〔正确〔7明槽水流的断面比能沿流程总是减小的.〔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.〔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,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λ的变化规律.答案：通过尼古拉兹实验发现：在层流中λ仅是雷诺数Re的函数并与Re成反比；在层流到紊流过渡区,λ仅是Re的函数；在紊流光滑区λ=f1〔Re,过渡区λ=f2〔Re,,粗糙区λ=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>.解：5、计算题：图示一跨河倒虹吸管,正方形断面面积A=0.64m2,长l=50m,两个30.折角、进口和出口的局部水头损失系数分别为ζ1=0.2,ζ2=0.5,ζ3=1.0,沿程水头损失系数λ=0.024,上下游水位差H=3m.求通过的流量Q解：2．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=4.9Ncm2.如用手握住喷嘴,需要多大的水平力R,行近流速v0=0,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22能量方程列X向动量方程水流对喷嘴冲击力即为手握喷嘴所需之力.>3．有一梯形渠道,底宽b=10m,水深h=3m,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：m2mQ=A.C.<RJ>0.5=145.1m3一、是非题〔正确的划"√",错误的划"×"〔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.〔√2、相对压强可以大于、等于或小于零.〔√3、紊流可以是均匀流,也可以是非均匀流.〔√4、谢才系数C的单位是m〔×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.〔√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.〔√7、公式既适用于层流,也适用于紊流.〔√8、串联长管道各管段的水头损失可能相等,也可能不相等.〔√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.〔√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.〔×〔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〔10.30〔20.385〔30.502〔40.754、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关系三、思考题〔4×8=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A1V1=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？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：二、特征：1一条二次曲线,下端以水平轴线为渐进线,h→0,Es→∞；曲线上端与以坐标轴成45°角直线为渐近线h→∞,Es→∞；2当h由0→∞,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,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？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〔2×6=12分1、定性绘出图示管道的总水头线和测压管水头线.VV0=0V4≠0V1V2V3V0=0V4≠0V1V2V3总水头线测压管水头线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,式中a为常数,试求：〔1ux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