2026年环境水力学考试重难点突破练习题及参考答案

2026年环境水力学考试重难点突破练习题及参考答案一、单选题（每题2分，共20题）1.某河流段流量为120m³/s，河宽20m，水深2m，流速分布符合对数律，测得距河岸1m处流速为1.5m/s，则距河岸5m处流速约为（）。A.1.2m/sB.1.4m/sC.1.6m/sD.1.8m/s2.地下水渗流的基本方程是（）。A.拉普拉斯方程B.达西定律C.柯西-黎曼方程D.纳维-斯托克斯方程3.水跃发生后，下游水流形态通常变为（）。A.缓流B.急流C.漫滩流D.涵洞流4.某湖泊污染物浓度随时间变化符合指数衰减规律，初始浓度为100mg/L，半衰期为30天，则60天后浓度约为（）。A.25mg/LB.37.5mg/LC.50mg/LD.62.5mg/L5.人工湿地处理污水的主要作用机制是（）。A.化学沉淀B.混合反应C.生物降解D.沉淀分离6.明渠均匀流的水力坡度、渠底坡度、水面坡度的关系是（）。A.三者相等B.水力坡度>渠底坡度>水面坡度C.渠底坡度>水力坡度>水面坡度D.水面坡度>水力坡度>渠底坡度7.城市雨水管网设计时，通常采用（）。A.恒定流模型B.变水头模型C.非恒定流模型D.局部流模型8.某海域出现富营养化现象，主要原因是（）。A.沉积物释放B.氮磷排放过量C.风暴扰动D.水温升高9.河道弯曲段产生二次流的主要原因是（）。A.流速梯度B.河床地形C.水面坡度D.流体粘性10.水力计算中，曼宁系数（n）主要受（）。A.水流速度B.渠道粗糙度C.流量大小D.水深变化二、多选题（每题3分，共10题）1.地下水污染修复技术包括（）。A.理化修复B.生物修复C.深井注浆D.等离子体技术2.水跃的水力特性包括（）。A.水面骤降B.消能显著C.水深增大D.水流掺气3.人工湿地设计需考虑的因素有（）。A.植物种类B.填料材质C.水力负荷D.污染物浓度4.明渠非均匀流的特点包括（）。A.水面线弯曲B.流速分布不均C.水力坡度变化D.水深恒定5.城市污水管网设计需考虑（）。A.雨水混合B.污水提升C.气水分离D.污泥处理6.富营养化治理措施包括（）。A.限制氮磷排放B.水生植物种植C.磷化物吸附D.水体曝气7.河道生态修复技术包括（）。A.生态护岸B.水生植被恢复C.河床清淤D.水力调控8.地下水渗流模型中，影响渗透系数的因素有（）。A.土壤颗粒大小B.土壤孔隙度C.水力梯度D.水温9.水力计算中，流量测量方法包括（）。A.量水堰B.旋桨式流速仪C.涡轮式流量计D.恒定流模型10.水跃的类型包括（）。A.弗劳德数B.挑流式水跃C.淹没式水跃D.波状水跃三、判断题（每题1分，共10题）1.地下水渗流速度等于地下水实际流速。（×）2.水跃是明渠非均匀流中常见的流态转换现象。（√）3.人工湿地处理污水时，植物根系主要起过滤作用。（×）4.城市雨水管网设计时，通常采用非恒定流模型。（√）5.富营养化治理的关键是减少外源输入。（√）6.河道弯曲段产生的二次流有助于污染物迁移。（×）7.曼宁系数（n）越大，渠道糙率越高。（√）8.地下水污染修复通常需要长期监测。（√）9.水力计算中，流量与水头成正比。（×）10.水跃发生后，下游水流能量损失显著。（√）四、简答题（每题5分，共5题）1.简述达西定律及其适用条件。答：达西定律描述了地下水渗流速度与水力梯度成正比的关系，公式为q=KI/A，其中q为渗流速度，K为渗透系数，I为水力梯度，A为过水断面面积。适用条件包括层流、均质介质、恒定流。2.简述水跃的形成条件和水力特性。答：水跃形成条件是急流遭遇缓流，水跃类型包括波状水跃、倾斜水跃、淹没水跃。水力特性包括水面骤降、能量损失显著、水流掺气。3.简述人工湿地处理污水的原理。答：人工湿地通过植物根系、填料和微生物协同作用，实现污染物降解。主要机制包括物理过滤、化学吸附和生物降解。4.简述城市雨水管网设计的关键考虑因素。答：关键因素包括降雨强度、管渠埋深、水力坡度、雨水混合、污水提升等。需结合当地气候和水文条件进行计算。5.简述富营养化治理的常用技术。答：常用技术包括限制氮磷排放、水生植物修复、化学吸附、曝气增氧等。需根据污染程度选择综合措施。五、计算题（每题10分，共3题）1.某矩形明渠宽10m，水深1.5m，流速1.2m/s，求流量及曼宁系数为0.035时的坡度。解：流量Q=V×A=1.2×10×1.5=18m³/s。坡度S=Q²/(n²AR^(2/3))=18²/(0.035²×10×1.5^(2/3))≈0.008。2.某地下水渗流段长100m，水头差2m，断面面积50m²，渗透系数5m/d，求渗流速度和流量。解：水力梯度I=2/100=0.02，渗流速度v=KI=5×0.02=0.1m/d。流量q=KI/A=5×0.02/50=0.002m³/d。3.某水跃前后水深分别为1m和3m，求跃后水跃长度（假设弗劳德数Fr₂=4）。解：跃长L≈(h₂-h₁)/2×Fr₁²=(3-1)/2×4²=16m。参考答案及解析一、单选题1.C解：对数律流速分布v=v₀+αlnx，距河岸1m处v₀+αln1=1.5，距河岸5m处v₀+αln5≈1.6m/s。2.B解：达西定律是地下水渗流的基本方程，q=KI/A。3.A解：水跃后水流由急流变为缓流，伴随水面骤降和能量损失。4.B解：指数衰减C=C₀e^{-kt}，半衰期t₁/2=ln2/k，60天为2个半衰期，浓度=100×(1/2)²=37.5mg/L。5.C解：人工湿地主要依靠微生物降解有机污染物。6.A解：均匀流中水力坡度、渠底坡度、水面坡度三者相等。7.C解：雨水管网需考虑非恒定流（降雨过程变化）。8.B解：氮磷过量导致藻类过度繁殖，引发富营养化。9.B解：弯曲段水流受离心力影响产生二次流。10.B解：曼宁系数反映渠道粗糙度。二、多选题1.A、B解：理化修复（吸附、氧化）和生物修复（微生物降解）是主流技术。2.A、B、C解：水跃特征包括水面骤降、消能显著、水深增大。3.A、B、C解：设计需考虑植物、填料和水力负荷。4.A、B、C解：非均匀流水面线弯曲、流速分布不均、水力坡度变化。5.A、B、D解：雨水混合、污水提升和污泥处理是关键环节。6.A、B、C、D解：综合措施包括源头控制、植物修复、吸附和曝气。7.A、B、D解：生态护岸、植被恢复和水力调控可改善生态。8.A、B、C解：渗透系数受颗粒大小、孔隙度和水力梯度影响。9.A、B、C解：量水堰、旋桨式流速仪和涡轮流量计是常用测量方法。10.B、C、D解：挑流式、淹没式和波状水跃是常见类型。三、判断题1.×解：渗流速度是理论速度，实际流速受孔隙度影响。2.√解：水跃是急流到缓流的流态转换。3.×解：植物根系主要起生物降解作用。4.√解：雨水过程复杂，需用非恒定流模型。5.√解：外源输入是富营养化的主因。6.×解：二次流可能阻碍污染物迁移。7.√解：n越大，糙率越高。8.√解：修复需长期监测效果。9.×解：流量与水头平方根成正比（托里拆利定律）。10.√解：水跃消能率达50%以上。四、简答题1.达西定律及其适用条件答：达西定律描述地下水渗流速度与水力梯度成正比，公式q=KI/A。适用条件为层流、均质介质、恒定流。2.水跃的形成条件和水力特性答：形成条件为急流遭遇缓流，类型包括波状、倾斜、淹没水跃。特性为水面骤降、能量损失显著、水流掺气。3.人工湿地处理污水的原理答：通过植物根系、填料和微生物协同作用，实现物理过滤、化学吸附和生物降解。4.城市雨水管网设计的关键考虑因素答：降雨强度、管渠埋深、水力坡度、雨水混合、污水提升等。需结合当地气候和水文条件。5.富营养化治理的常用技术答：限制氮磷排放、水生植物修复、化学吸附、曝气增氧等。需根据污染程度选择综合措施。五、计算题1.明渠流量及坡度计算解：流量Q=V×A=1.2×10×1.5=18m³/s。坡度S=Q²/(n²AR^(2/3))=18²/(0.035²×