2026年环境水力学课程重点知识点练习题及参考答案

2026年环境水力学课程重点知识点练习题及参考答案一、单选题（每题2分，共20题）1.在河流生态水力学中，鱼类洄游过程中最关键的流速参数是？A.平均流速B.垂向流速梯度C.脉动流速D.水面流速2.某流域采用单位线法推求洪水流量过程线时，关键参数是？A.降雨强度B.土壤渗透系数C.流域汇流时间D.河道糙率系数3.地下水污染修复中，自然衰减法主要依赖的地球化学过程是？A.氧化还原反应B.沉淀反应C.离子交换D.搅拌混合4.在人工湿地设计中，垂直流系统的水力负荷率通常控制在？A.0.5m³/(m²·d)B.1.0m³/(m²·d)C.1.5m³/(m²·d)D.2.0m³/(m²·d)5.城市雨水径流控制中，透水铺装的主要水力功能是？A.增加径流系数B.减少径流系数C.提高径流速度D.增加径流深度6.河流弯曲段中，凹岸水深通常比凸岸深的原因是？A.凹岸流速较大B.凹岸糙率较小C.凹岸泥沙淤积较少D.凹岸水深受潮汐影响7.水力模型试验中，相似律主要考虑的物理量是？A.长度比尺B.时间比尺C.动力黏度比尺D.重力加速度比尺8.湖泊富营养化治理中，水力停留时间（HRT）应控制在？A.30天以下B.30-60天C.60-90天D.90天以上9.人工快速渗滤系统（ARFI）中，砂层厚度对水力传导系数的影响是？A.砂层越厚，传导系数越大B.砂层越厚，传导系数越小C.砂层厚度与传导系数无关D.砂层厚度仅影响水力坡度10.在潮汐河流中，涨潮与落潮流速差异的主要原因是？A.河道地形差异B.潮汐水位差C.径流与潮流叠加效应D.水面蒸发影响二、多选题（每题3分，共10题）1.影响地下水流动的主要因素包括？A.渗透系数B.水力坡度C.土层厚度D.水力传导系数2.人工湿地脱氮过程中，水力停留时间的主要作用是？A.促进硝化反应B.延长反硝化反应时间C.减少短流现象D.提高有机物降解速率3.河流生态修复中，水力连通性改善措施包括？A.设置生态堰B.建设人工深潭C.拓宽河道断面D.植被护岸4.城市雨水管渠设计中的水力计算需考虑？A.流速控制B.水位控制C.水力坡度D.管道粗糙系数5.地下水污染羽的运移方向主要受？A.水力梯度B.污染源强度C.土层渗透性D.植被根系影响6.透水铺装的水力性能评价指标包括？A.渗透系数B.水力传导率C.径流控制率D.填料孔隙率7.河流弯曲段的水力特性包括？A.凹岸水深增加B.凸岸出现浅滩C.河湾迁移速率D.水流加速现象8.水力模型试验中需验证的相似条件包括？A.雷诺相似律B.弗劳德相似律C.斯托克斯相似律D.欧拉相似律9.人工快速渗滤系统（ARFI）的设计需考虑？A.填料类型B.砂层厚度C.水力负荷率D.出水水质监测10.潮汐河流的水力计算需考虑？A.潮汐周期B.径流与潮流叠加C.水面比降D.河道糙率系数三、判断题（每题1分，共10题）1.河流洪水演算中，单位线法适用于所有流域类型。（×）2.人工湿地中，垂直流系统比水平流系统脱氮效率更高。（√）3.地下水污染羽的运移速度与渗透系数成正比。（√）4.透水铺装能完全消除城市雨水径流污染。（×）5.河流弯曲段的凹岸水深始终比凸岸深。（×）6.水力模型试验中，长度比尺必须与时间比尺成比例。（√）7.湖泊富营养化治理中，延长水力停留时间能显著改善水质。（√）8.人工快速渗滤系统（ARFI）适用于所有类型地下水污染修复。（×）9.潮汐河流中，涨潮与落潮流速始终相等。（×）10.水力连通性改善能完全恢复河流生态系统功能。（×）四、简答题（每题5分，共6题）1.简述河流生态修复中水力连通性的重要性。答：水力连通性是维持河流生态系统结构与功能的关键，它能促进物质交换、能量流动和生物迁移，避免生境分割，增强生态系统韧性。2.简述人工湿地脱氮的原理及其水力设计要点。答：人工湿地脱氮主要依赖硝化和反硝化作用，水力设计要点包括控制水力停留时间（30-60天）、优化填料层厚度（0.5-1.0m）和确保水流均匀分布。3.简述城市雨水管渠设计中的水力计算方法。答：主要采用达西定律和曼宁公式计算流速、流量和水位，需考虑管道粗糙系数、水力坡度和流速控制（1.0-3.0m/s）。4.简述地下水污染羽运移的影响因素。答：主要受水力梯度、渗透系数、污染源强度和土层介质性质影响，水力梯度越大、渗透系数越高，污染羽运移越快。5.简述透水铺装的水力性能评价指标及其标准。答：主要指标包括渗透系数（≥1.0×10⁻²cm/s）、径流控制率（≥70%）和孔隙率（≥30%），需根据降雨强度和径流污染特征选择合适的铺装类型。6.简述潮汐河流水力计算的特点。答：需考虑潮汐周期（半日或全日潮）和径流与潮流叠加效应，计算水面比降和水位变化，常用DHI软件或经验公式进行模拟。五、计算题（每题10分，共4题）1.某流域单位线参数为φ1=2.0，汇流时间t1=2小时，当降雨净雨深为20mm时，求6小时洪量过程线。解：单位线法计算公式为Q(t)=φ1×u(t)，u(t)为标准单位线，需查表或拟合得到，假设6小时标准单位线为[2,4,6,4,2]，则Q(t)=[4,8,12,8,4]m³/s。2.某人工湿地填料层厚度1.0m，渗透系数为1.5×10⁻³cm/s，设计水力负荷率为1.0m³/(m²·d)，求湿地面积需多大才能处理10m³/d的径流。解：水力负荷率=10m³/d÷湿地面积，湿地面积=10m³/d÷1.0m³/(m²·d)=10m²，需考虑渗透系数校核，实际面积应增加20%-30%。3.某河流断面宽度100m，平均水深2m，实测流速分布为水面0.8m/s，河底0.2m/s，求断面平均流速。解：假设流速呈抛物线分布，平均流速=∫(0.2+0.6x/2)dx/2，积分后得0.5m/s，实际可近似为(0.8+0.2)/2=0.5m/s。4.某潮汐河流平均潮差1.5m，径流流速0.3m/s，求涨潮与落潮流速叠加后的合流速。解：涨潮合流速=√(0.3²+0.3²)=0.424m/s，落潮合流速=0.3-1.5/24×0.3=0.22m/s（假设潮汐周期24小时）。参考答案及解析一、单选题1.A（鱼类洄游依赖平均流速）2.C（单位线法关键参数是汇流时间）3.A（自然衰减法依赖氧化还原反应）4.B（垂直流系统水力负荷率1.0m³/(m²·d)较适宜）5.B（透水铺装减少径流系数）6.A（凹岸流速较大导致侵蚀）7.A（水力模型需满足长度比尺相似）8.B（湖泊HRT30-60天可抑制藻类生长）9.A（砂层越厚，水力传导系数越大）10.C（径流与潮流叠加导致流速差异）二、多选题1.ABD（渗透系数、水力坡度、水力传导系数影响地下水流动）2.ABC（水力停留时间促进硝化、反硝化，减少短流）3.ABC（生态堰、深潭、拓宽断面改善连通性）4.ABCD（流速、水位、水力坡度、粗糙系数均需考虑）5.AC（水力梯度和渗透性决定污染羽方向）6.ABC（渗透系数、水力传导率、径流控制率是关键指标）7.ABC（凹岸水深增加、凸岸浅滩、河湾迁移）8.AB（需满足雷诺和弗劳德相似律）9.ABCD（填料、砂层、负荷率、出水监测均需考虑）10.ABCD（潮汐周期、叠加效应、水面比降、糙率均需考虑）三、判断题1.×（单位线法适用于湿润区流域）2.√（垂直流系统比水平流系统脱氮效率高）3.√（渗透系数越大，运移越快）4.×（透水铺装仅减少污染，不能完全消除）5.×（凹岸水深受冲淤影响，非恒定）6.√（需满足时间比尺=长度比尺/重力加速度比尺）7.√（延长HRT可减少短流，提高脱氮效率）8.×（ARFI适用于疏水性污染，不适用于所有类型）9.×（涨潮落潮流速受潮汐周期影响，不等）10.×（需结合生物修复等措施）四、简答题1.水力连通性重要性：促进物质交换、能量流动、生物迁移，避免生境分割，增强生态系统韧性。2.人工湿地脱氮原理及设计要点：硝化（好氧）和反硝化（缺氧）作用，设计要点包括HRT（30-60天）、填料层（0.5-1.0m）、均匀水流分布。3.城市雨水管渠设计水力计算：达西定律和曼宁公式，控制流速（1.0-3.0m/s）、糙率（0.013-0.017）、水力坡度。4.地下水污染羽运移影响因素：水力梯度、渗透系数、污染源强度、土层性质（孔隙度、渗透率）。5.透水铺装评价指标及标准：渗透系数（≥1.0×10⁻²cm/s）、径流控制率（≥70%）、孔隙率（≥30%）。6.潮汐河流水力计算特点：考虑潮汐周期（半日/全日）、径流与潮流叠加、水面比降变化，常用DHI软件模拟。五、计算题1.单位线法计算：φ1=2.0，标准单位线[2,4,6,4,2]，Q(t)=2.0×[2,4,6,4,2]=[4,8,12,8,4]