2026年环境水力学章节练习题与参考答案

2026年环境水力学章节练习题与参考答案一、单选题（每题2分，共20题）1.在河流弯道处，水流受离心力影响，弯道内侧的水面通常比外侧高还是低？A.高B.低C.相同D.无法确定2.下列哪种方法常用于测量明渠的流速分布？A.电磁流量计B.比托管C.恒定水位法D.水位计3.在渗流分析中，达西定律适用于什么条件？A.紊流渗流B.层流渗流C.非均质介质D.空气流动4.水力半径是指什么？A.渠道断面积B.渠道湿周C.断面积与湿周的比值D.渠道长度5.河流洪水演算中，马斯京根法主要用于什么目的？A.确定河道糙率B.模拟洪水传播过程C.计算河道坡度D.估算洪水流量6.在水力学中，曼宁公式常用于计算什么？A.渠道流量B.渠道坡度C.渠道糙率D.渠道水深7.水跃发生时，水流能量损失通常占多少？A.5%以下B.10%-20%C.30%-50%D.70%以上8.地下水渗流中，渗透系数的单位是什么？A.m/sB.m²C.cm/sD.kg/(m·s)9.水工建筑物下游发生冲刷时，通常采用什么措施防护？A.护坦B.护坡C.导流堤D.分水闸10.在环境水力学中，河流生态流量计算主要考虑什么因素？A.水位变化B.河流形态C.生物需水D.水体污染二、多选题（每题3分，共10题）1.明渠均匀流的水力条件包括哪些？A.断面流速分布均匀B.水力坡度等于渠道坡度C.流量恒定D.水面线平直2.河流泥沙运动的主要影响因素包括哪些？A.水流速度B.泥沙粒径C.河床坡度D.水体含沙量3.地下水稳定流计算中，常用的方法有哪些？A.西哈特公式B.雅可比方程C.饱和度法D.达西法4.水工建筑物下游消能工的形式包括哪些？A.消力池B.护坦C.挑流鼻坎D.跌水5.河流洪水预报中，常用的模型有哪些？A.马斯京根法B.HEC-HMS模型C.新安江模型D.SWMM模型6.渗流计算中，影响渗透系数的因素包括哪些？A.土壤颗粒大小B.土壤孔隙度C.水力梯度D.土壤压实度7.水跃的类型包括哪些？A.挑流式水跃B.挡水式水跃C.淹没式水跃D.波状水跃8.河流生态流量计算的常用方法包括哪些？A.需水分析法B.水力连通性法C.河流形态法D.水质模型法9.水力学中，常用的边界条件包括哪些？A.固定边界B.渗透边界C.自由表面边界D.瞬态边界10.水工建筑物设计中的稳定性计算包括哪些？A.抗滑稳定性B.抗倾覆稳定性C.地基承载力D.渗流稳定性三、判断题（每题1分，共10题）1.水跃是水流从急流过渡到缓流的局部水力现象。（√）2.渗透系数越大，地下水渗流速度越快。（√）3.明渠非均匀流的水面线一定是直线。（×）4.河流洪水演算中，马斯京根法适用于所有河道。（×）5.水工建筑物下游发生冲刷时，护坦能有效减少冲刷深度。（√）6.地下水渗流计算中，西哈特公式适用于非稳定流。（×）7.水跃发生时，水流能量损失较大。（√）8.河流生态流量计算中，需水分析法不考虑生物需水。（×）9.水力学中，曼宁公式适用于所有渠道类型。（×）10.水工建筑物稳定性计算中，抗滑稳定性比抗倾覆稳定性更重要。（×）四、简答题（每题5分，共5题）1.简述明渠均匀流与非均匀流的区别。答案：明渠均匀流指水流速度、水深沿程不变，水力坡度等于渠道坡度；非均匀流指水流速度或水深沿程变化，水力坡度不等于渠道坡度。2.简述水跃发生的水力条件。答案：水跃发生需满足临界水深条件，即水流从急流（弗劳德数大于1）过渡到缓流（弗劳德数小于1），同时需有足够的能量损失。3.简述地下水渗流计算中达西定律的应用条件。答案：达西定律适用于层流渗流、均质介质、恒定流条件，即渗流速度与水力梯度成正比。4.简述河流洪水演算中马斯京根法的原理。答案：马斯京根法基于河道分段演算法，通过洪水波传播过程中的蓄泄关系模拟洪水演进，适用于河道坡度较缓的河流。5.简述水工建筑物下游消能工的作用。答案：消能工通过降低水流速度、增加能量损失，防止下游河床冲刷，常用形式包括消力池、护坦、挑流鼻坎等。五、计算题（每题10分，共3题）1.已知某矩形明渠宽10m，水深1.5m，糙率n=0.035，渠道坡度i=0.001，求渠道流量。答案：-水力半径R=断面积/湿周=(10×1.5)/(10+2×1.5)=1.176m-流量Q=(1/n)×R^(2/3)×√i×A=(1/0.035)×1.176^(2/3)×√0.001×(10×1.5)≈15.8m³/s2.某地下水渗流场中，渗透系数k=0.02m/d，水力梯度i=0.005，求渗流速度v。答案：-渗流速度v=k×i=0.02×0.005=0.0001m/d3.某河段发生水跃，跃前水深h₁=0.8m，跃后水深h₂=1.6m，求水跃能量损失。答案：-水跃能量损失公式：ΔE=(1-(h₁/h₂)^(5/2))/1.9≈0.577（即能量损失占跃前能量的57.7%）参考答案与解析一、单选题1.B（弯道内侧流速较小，离心力使水面降低）2.B（比托管用于测量点流速）3.B（达西定律适用于层流渗流）4.C（水力半径=断面积/湿周）5.B（马斯京根法模拟洪水传播）6.A（曼宁公式计算渠道流量）7.C（水跃能量损失约30%-50%）8.B（渗透系数单位为m²）9.A（护坦减少下游冲刷）10.C（生态流量考虑生物需水）二、多选题1.B,C,D2.A,B,C,D3.A,B,D4.A,B,C,D5.A,B,C6.A,B,C7.C,D8.A,B,C9.A,B,C,D10.A,B,C,D三、判断题1.√2.√3.×4.×5.√6.×7.√8.×9.×10.×四、简答题1.明渠均匀流流速、水深沿程不变，水力坡度等于渠道坡度；非均匀流则相反。2.水跃需满足急流过渡到缓流，且跃前跃后水深满足临界条件。3.达西定律适用于层流渗流、均质介质、恒定流，渗流速度与水力梯度成正比。4.马斯京根法基于洪水波传播的蓄泄关系，通过分段演算模拟洪水演进。5.消能工通过