水文学试题及答案

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、P川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；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

4、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;2、判断题：b、毛细水;c、气态水;d、薄膜水(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

5、的宽深比 B =2 o (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

6、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 入=fi (Re),过渡区入=f2 (Re,)，粗 糙区入4()，紊流粗糙区又称阻力平方区。RR(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= kJo4

7、、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)。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 i=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Qo甩I厶解：H=( )V4R2gAR=0.2m , = 1.9x3，” 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。 由

8、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。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。水头 H=5.5M。如用手握住喷解：列水箱渐变流断面 1 -1和喷嘴出口断面2 - 2能量方程2H 0 0 = 0 0 竺 0.52gV2 =、2g 5 =9.9msV3V2A2A3-0.704 ms列X向动量方程P3A3 - R = Q(V2X -V1x)R = P3A3 - A3V3(V2 -V3) =187.79N水流对喷嘴冲击力R = -R即为手握喷嘴所需之力T FF：i=0.001。如流3有一梯形渠道，底宽b =10 m,水

9、深h = 3 m，边坡为1:1，糙率n = 0.014,底坡动在紊流粗糙区，求流量Q。解：= bh mh可以形成均匀急流的明渠底坡是(1) 缓坡(3)平坡 = 39 m22x = b 2.1 m h = 18.5 mR = =2.11v = C J RixC = 1 R16 =81.Om12/sn0.53Q=A.C.(RJ) =145.1 m /s一、是非题(正确的划“2” ，错误的划“ 乂)(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 )2、 相对压强可以大于、等于或小于零。(23、 紊流可以是均匀流，也可以是非均匀流。(2

10、 )4、谢才系数C的单位是m ( X5、 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。(26、 均匀缓流只能在缓坡上发生，均匀急流只能在陡坡上发生。(2 )l27、公式hf =h二既适用于层流，也适用于紊流。(2 )d 2g&串联长管道各管段的水头损失可能相等，也可能不相等。(2 )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。(2 )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)(2) 数值不相等(3) 铅直方向数值最大 )(2)陡坡(4)负坡(3) 0.502(4

11、) 0.75(2)只有在无旋流中才存在(4)表达了速度与压强的关系1图(a)表示一水闸正在提升闸门放水，图 上游水位均保持不变，问此时的水流是非符合(b)表示一水管正在打开阀门放水，若它们的A1V1=A2V2的连续方程？为什么？1、静止液体中同一点各方向的压强 (1) 数字相等(3)仅水平方向数值相等 2 宽顶堰流量系数m的最大值为(1) 0.30(2 ) 0.385 流函数(3 ) (1)在等势面上为常数 (3)沿流线为常数 三、思考题(4X8=32分)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,

12、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 二 h *2gA2= f(h)、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， Esx；2） 当h由0x, Es由xx，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

13、什么？v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（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。 总水头线*测压管水头线-aV0=0V3V4 MO2在各段都长而直的棱柱体渠道中，已知 Q

14、,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 =2（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Qi=0.2m3/s，Q3=0.1m3/s，相应断面动水压强pi=20kPa, p3=15kPa两侧叉管直接喷入大气，已知各管直径di=0.3m，试求交叉处，水流对管壁的作用力（忽略摩擦力）00P3d2=0.2m，d3=0.15m，0 =30解:(1 厂 Q1 Q3 =2Q2Q2Q3)/2 =0.15m3/sQ1Q2Q3v1 = =2.82 m/

15、s; v2 = =8.49 m/s; v3 = =3.18 m / 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 二 p2 A2 二 0.0kN;P3 和3 A0.47kN;管径d为25mm,沿程阻力系数 话=0.5,当两水箱的水位差H(3) 沿x方向写动量方程：- . 1 R F3 Rx = P 2Q2v2cos30 (Q3v3)Qm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, 入为0.03,管路中有两个90弯管d 及一个闸板式阀门 为1.0m时，试求管内通过的流量为若干？44解：以B水箱的水面为基准面,z1写1