2026年环境水力学知识点梳理配套练习题集含答案

2026年环境水力学知识点梳理配套练习题集含答案一、单选题（共15题，每题2分）1.在河流生态修复中，关于人工湿地的水力负荷设计，以下说法正确的是（）。A.水力负荷越高，净化效果越好B.水力负荷应与湿地植物生长周期相匹配C.水力负荷越高，微生物活性越强D.水力负荷设计应优先考虑流量稳定性2.水力计算中，明渠均匀流的水力坡度与水面坡度之间的关系为（）。A.水力坡度大于水面坡度B.水力坡度小于水面坡度C.水力坡度等于水面坡度D.取决于渠道糙率3.河流形态参数中，代表河流弯曲程度的指标是（）。A.河道宽度B.河道坡度C.河曲率D.河流纵比降4.水力模型试验中，为满足相似准则，动床模型的水力时间比尺应与长度比尺的关系为（）。A.t＝L²B.t＝L³C.t＝L⁴D.t＝L⁵5.水力计算中，局部水头损失系数（ζ）通常与（）。A.流速平方成正比B.雷诺数无关C.粗糙系数成正比D.流量成反比6.水工建筑物下游消能设计中，挑流消能适用于（）。A.低流速、小落差B.高流速、大落差C.平缓坡度D.渠道弯曲段7.河流洪水演算中，马斯京根法的基本假设是（）。A.河道断面形状不变B.水面线呈抛物线形C.洪水波传播时间与距离成正比D.河道糙率恒定8.水力计算中，临界流发生在（）。A.缓流过渡到急流时B.急流过渡到缓流时C.渠道坡度陡峭时D.渠道宽度突然变化时9.水力模型试验中，为模拟泥沙运动，需满足（）。A.长度比尺与弗劳德数相等B.时间比尺与雷诺数相等C.粗糙系数与谢才系数相等D.流速比尺与曼宁系数相等10.水力计算中，曼宁公式适用于（）。A.渠道矩形断面B.渠道圆形断面C.渠道梯形断面D.渠道不规则断面11.水工建筑物下游冲刷计算中，卡门涡街现象主要影响（）。A.水跃高度B.消能效率C.冲刷坑深度D.水面波动12.河流生态水力学中，关于“生态流量”的表述，以下正确的是（）。A.必须保证河道全年满流B.应满足鱼类洄游需求C.流量计算不考虑季节变化D.仅考虑枯水期流量13.水力计算中，水跃发生时，跃前水深（h₁）与跃后水深（h₂）的关系为（）。A.h₁＝h₂B.h₁<h₂C.h₁>h₂D.h₁²<h₂²14.水力模型试验中，为模拟温度分层现象，需满足（）。A.长度比尺与斯特劳哈尔数相等B.时间比尺与普朗特数相等C.温度比尺与雷诺数相等D.温度比尺与傅里叶数相等15.水力计算中，水力坡度与渠道糙率的关系为（）。A.糙率越高，坡度越大B.糙率越低，坡度越大C.糙率与坡度无关D.取决于流量大小二、多选题（共10题，每题3分）1.河流形态参数中，与河流输沙能力相关的指标有（）。A.河道宽度B.河曲率C.河流纵比降D.水深E.糙率2.水力模型试验中，需满足的相似准则包括（）。A.长度相似准则B.时间相似准则C.雷诺相似准则D.弗劳德相似准则E.斯特劳哈尔相似准则3.水工建筑物下游消能方式包括（）。A.挑流消能B.底流消能C.挑流与底流结合消能D.面流消能E.消力池消能4.河流洪水演算中，马斯京根法需考虑的参数有（）。A.河道断面面积B.洪水波传播时间C.河道糙率D.河道长度E.洪水流量5.水力计算中，局部水头损失可能发生在（）。A.弯道段B.阀门处C.入口段D.出口段E.渠道突变处6.水力模型试验中，需模拟的物理过程包括（）。A.泥沙运动B.温度分层C.水面波动D.水力跳荡E.气泡溃灭7.水工建筑物下游冲刷计算中，影响因素包括（）。A.水跃高度B.河道糙率C.流速D.水深E.泥沙粒径8.河流生态水力学中，生态流量需考虑的因素有（）。A.鱼类洄游需求B.植物生长需求C.河道冲淤平衡D.水面蒸发量E.社会经济发展需求9.水力计算中，曼宁公式需考虑的参数有（）。A.渠道宽度B.渠道坡度C.渠道糙率D.渠道流量E.渠道断面形状10.水力模型试验中，需考虑的边界条件包括（）。A.入口流量B.出口水位C.渠道糙率D.泥沙浓度E.温度分布三、判断题（共10题，每题2分）1.水力坡度总是大于水面坡度。（×）2.河流形态参数中，河曲率越大，输沙能力越强。（√）3.水力模型试验中，时间比尺与长度比尺成正比。（×）4.水工建筑物下游消能设计中，挑流消能适用于高流速、大落差。（√）5.马斯京根法适用于任意河道断面形状。（×）6.水跃发生时，跃后水深大于跃前水深。（√）7.水力模型试验中，需满足弗劳德相似准则模拟重力流。（√）8.河流生态流量应保证全年河道满流。（×）9.曼宁公式适用于所有水力计算场景。（×）10.水工建筑物下游冲刷坑深度与流速平方成正比。（√）四、简答题（共5题，每题5分）1.简述水力模型试验中需满足的相似准则及其意义。答：水力模型试验需满足的相似准则包括：-长度相似准则（几何相似）：模型与原型几何尺寸按比例缩小或放大。-时间相似准则（动力相似）：模型与原型运动时间成比例。-雷诺相似准则（粘性相似）：模型与原型流动阻力相似。-弗劳德相似准则（重力相似）：模型与原型重力流相似。-斯特劳哈尔相似准则（惯性相似）：模型与原型波动相似。意义：保证模型试验结果能准确反映原型水力特性。2.简述河流洪水演算中马斯京根法的计算原理。答：马斯京根法基于洪水波叠加原理，假设洪水波在河道中传播时，上游流量与下游流量之间存在线性关系，通过河道分段计算流量演算。公式为：Qs＝K(Qm－Qm-1)＋Qm-1其中，Qs为演算流量，Qm为上游流量，Qm-1为下游流量，K为马斯京根参数。3.简述水工建筑物下游消能设计的基本原则。答：-消能效果好：降低下游流速，防止冲刷。-结构稳定：消能设施应能承受水力冲击。-运行安全：避免因消能不当导致建筑物破坏。-经济合理：消能设施施工与维护成本可控。4.简述河流生态水力学中“生态流量”的概念及其重要性。答：生态流量是指满足河流生态系统基本需求的水量，包括维持河道生态过程、支持生物多样性等。重要性：-保证鱼类洄游、栖息地需求。-维持河道冲淤平衡。-保护水生生物多样性。5.简述水力计算中曼宁公式的适用条件。答：曼宁公式适用于明渠均匀流，公式为：V＝(1/n)R^(2/3)S^(1/2)适用条件：-渠道为粗粘材料（如混凝土、土渠）。-渠道断面形状规则（矩形、梯形等）。-流动为层流或过渡流。五、计算题（共5题，每题10分）1.某矩形渠道宽10m，坡度0.005，糙率0.015，流量80m³/s，求渠道流速和流量。解：-曼宁公式：V＝(1/n)R^(2/3)S^(1/2)-水深h＝Q/(B·V)，假设水深h＝1m，则流速V＝80/(10×1)＝8m/s。-曼宁公式校核：R＝h，V＝(1/0.015)×1^(2/3)×0.005^(1/2)＝2.68m/s，与假设不符，需迭代计算。最终流速V≈6.5m/s，流量Q＝B·h·V＝10×1×6.5＝65m³/s。2.某水工建筑物下游发生水跃，跃前水深h₁＝1m，跃后水深h₂＝4m，求水跃长度。解：-水跃长度公式：L＝(h₂－h₁)×(1＋8(h₂/h₁)－1)-代入数据：L＝(4－1)×(1＋8×4/1－1)＝9.8m。3.某河道长50km，糙率0.035，上游流量100m³/s，下游流量80m³/s，求洪水波传播时间。解：-马斯京根法参数K计算：-K＝(50×100)/(100－80)＝500s/km。-洪水波传播时间t＝K×L＝500×50＝25,000s≈7小时。4.某水力模型试验中，原型渠道长1000m，模型比尺为50，流量比尺为10，求模型时间比尺。解：-时间比尺t＝L²/FL＝(1000/50)²/10＝400s。5.某挑流消能设施，挑射高度10m，流速15m/s，求挑流射程。解：-挑流射程公式：L＝(V²sin2θ/g)×(1＋sqrt(1＋(2gh/V²sin²θ)))-假设θ＝45°，L＝(15²×sin90°/9.8)×(1＋sqrt(1＋(2×9.8×10/15²)))≈45m。答案与解析一、单选题1.B2.C3.C4.B5.A6.B7.C8.A9.A10.C11.C12.B13.B14.D15.A二、多选题1.ABCD2.ABCDE3.ABCDE4.ABCE5.ABCDE6.ABCDE7.ABCDE8.ABCDE9.B