水文学试题及答案

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“J”，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。J2、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。J4、P—III型曲线有三个统计参数，即均值、变差系数和偏态系数J5、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。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。J7、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。J10、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、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； 区平行 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;ba、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6=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人的变化规律。答案:通过尼古拉兹实验发现:在层流中人仅是雷诺数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;在紊流光滑区入41（Re），过渡区人=2（Re,）,粗糙区入=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4=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Z1=0.2,Z2=0。5,Z3=1。0,沿程水头损失系数人=0。024,上下游水位差H=3m。求通过的流量Q。解：.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。

）.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：m2Q=A.C。（RJ）0。5=145.1m3/s一、是非题（正确的划“J”，错误的划“x”）（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.（J）2、相对压强可以大于、等于或小于零.（J）3、紊流可以是均匀流，也可以是非均匀流。（J）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。（J）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。（J）7、公式既适用于层流，也适用于紊流。（J）8、串联长管道各管段的水头损失可能相等，也可能不相等。（J）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.（J）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）1、静止液体中同一点各方向的压强（1）（2）数值不相等（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）0.75只有在无旋流中才存在（3）仅水平方向数值相等2、可以形成均匀急流的明渠底坡是（2）（1）缓坡（3）平坡3、宽顶堰流量系数m的最大值为（2）（1）0。30 （2）0。3854、流函数（3）（1）在等势面上为常数 （2）（3）沿流线为常数 （4）表达了速度与压强的关系三、思考题（4x8=32分）.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。.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-8；曲线上端与以坐标轴成45°角直线为渐近线h-8,Es-8；2）当h由0-8,Es由8-8,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（2X6=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2.在各段都长而直的棱柱体渠道中，已知小,糙率n2.的水面线。』在， 一一个测压管水头线的水面线。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）%—w0已知某流场的流速势为，式中a为常数，试求：（1）ux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Q1=0。2m3/s,Q3=0.1m3/s,