西建水力学期末考试

一、 填空题（每题2分，共10分）

1、仅受重力时，静止液体的测压管水头线为（ ） A.水平线 B.斜线; C.平行线; D.铅垂线. 2、稳定水跃时，其跃前断面的佛汝德数Fr1应（ ）。 A. Fr11.7~2.5; B. Fr12.5~4.5 C. Fr14.5~9.0

D. Fr19.0

3、测量水槽中某点水流流速时，可采用的仪器是（ ）。 A. A. 文丘里计; B. B. 毕托管; C. C. 测压管; D. D. 薄壁堰。

4、挖深式消力池出池水流与宽顶堰流相似，坎式消力池出池水流一般被看作（ ）。 A. A. 无坎宽顶堰流； B. B. 曲线型实用堰堰流； C. C. 折线型实用堰流； D. D. 矩形薄壁堰流。

5、圆管紊流过渡区的沿程水水头损失系数与（ ）有关。 A.雷诺数；

B.管壁相对粗糙度；

C.雷诺数和管壁相对粗糙度； D.雷诺数和管道长度。

二、填空题（每小题1分，共5分）

1、水流由 流过渡到 流时将产生水跌。 的工程措施。

3、泄水建筑物下游消能的基本方式有三种，它们分别是： 、 、 。

4、在流量不变的条件下，水跃的跃前水深越小，则水跃的跃后水深越。

5、由于薄壁堰具有稳定的 关系，一般多用于实验室及小河渠的流量测量。 三、是非题 (正确√, 错误×，每小题1分，共5分)

1、水流由急流过渡到缓流时一定会产生水跃。 （ ） 2、粘滞性和固体边界的影响是液体产生能量损失的内因。（ ） 3、断面比能沿流程总是减小的。 （ ） 4、测压管水头线总是沿程下降的。 （ ） 5、临界水深和正常水深都与渠道的糙率、底坡有关。 （ ） 四、简答题（每小题5分，共15分）

１、试说明明渠水力最佳断面是否就是经济实用断面？

2、在已建渠道中，若不改变断面形状尺寸，要提高过水能力，可采取 和

2、请写出堰流的流量公式并说明各系数的影响因素有那些？

3、试列出三种判别明渠水流流态的方法。

五、计算题（共70分）

1、某有机玻璃矩形断面明渠，底宽b0.15m，水深h0.065m，渠底坡i0.02，均匀流时测得流量

Q17.3L/s，试求渠道的粗糙系数n值。（15分）

2、如图所示为一平面闸门AB，宽b5m，闸门在水深H8m下工作。求闸门所受静水总压力的大小和作用点。（10分）

3、已知旧钢管总长

LL1L2L3100m，钢管直径d800mm，糙率n0.01，各局部水头损失

系数分别为：ζ进口=0.5，ζ转弯=0.3， ζ出口=1.0，求（1）管中流量Q;(2) 定性绘出管道总水头线及测

压管水头线. （15分）

3Q6m/s，闸后收缩断面水深b5m4、某矩形棱柱体平底渠道上建一水闸，渠底宽，渠道过水流量

hc0.6m，闸后下游水深ht5m问：

（1）闸后是否会发生水跃？为何种形式水跃？（2）闸后是否需

要修建消力池？若需要修建消力池，估算池深。（15分）

5、一矩形断面渠道，如图所示。已知闸前水深H14m，闸门开启高度e1m，渠道底宽b3m，闸孔垂直收缩系数0.62，闸门局部水头损失系数0.1，两段渠道的底坡分别为：i10，i20.05，渠道糙率n0.04，不计闸前行进流速，试判别第二段渠道中的水流为缓流或急流？并定性绘出两段渠道中的水面曲线（两段渠道均充分长）。（15分）

答案

一、选择题（每小题1分，共5分） 1.A 2.C 3.B 4.C 5.D

二、 二、 填空题（每小题1分，共5分） 1.缓流 、 急流； 2.增大坡度i和减小糙率n 3．底流式消能、面流式消能、挑流式消能。 4.大； 5.流量和水头

三、是非题 (正确√, 错误×，每小题1分，共5分) 1. √ 2. × 3. × 4.× 5. ×

四、简答题（每小题5分，共15分）

１、试说明梯形明渠水力最佳断面是否就是经济实用断面？

答：由梯形断面的最佳条件

mb2(1m2m)m0.75, m1， h可知，当

这是一种底宽较小，水深较大的窄深式断面。虽然水力最佳断面在相同流量下过水断面面积最小，工程量

少，但应用于较大型渠道时，由于深挖高填，施工效率低，管理维护也不方便。而且在流量改变时，渠中水深变化较大，给灌溉、航运等部门带来不变，所以反而不经济。这说明水力最佳断面不一定是渠道的实用经济断面。所以在设计渠道断面时，必须结合实际条件，从经济和技术方面来考虑，既要考虑水力的最佳断面，但又不能完全受此条件约束。

2、请写出堰流的流量公式并说明各系数的影响因素有那些？ 答：堰流的流量公式是：

Qsmb2gH02

式中

3s为淹没系数，它主要反映了下游淹没程度对流量的影响；

 为侧收缩系数，它主要反映了闸墩或边墩对流量的影响；

m为流量系数，它主要反映了堰顶水头及堰的边界条件对流量的影响。

3、试列出三种判别明渠水流流态的方法。 答：干扰波法、佛汝德数法、临界水深法。 判别条件是： （1）缓流，（2）急流，

Fr1，vc，hhk Fr1，vc，hhk Fr1，vc，hhk

（3）临界流，

五、计算题（共70分） 1、（15分）

解：过水断面面积Abh0.150.0650.00975m 湿周

2b2h00.1520.0650.28m

RA水力半径

210.009750.0348m0.28

21A0.00975nR3i20.034830.0220.0085Q0.0173

2、（10分） 解：

9.882Pb51568KN22 eH82.67m33

H2 3、（15分） 解：

11610.816cR()76.43m0.5/sn0.014 8g89.820.013c76.432

c1Ld11000.0130.520.31.00.80.518

QcA2gZ0.518 4、（15分） 解：

40.8229.852.58m3/s（1）

qQ63m3/smb2

hK3q23320.918mg9.8

hc0.6mhK，ht1.1mhK，收缩断面处为急流，下游水流为缓流，所以闸后水流由急流到缓流一

定发生水跃。

（2）

hcq20.632hc\"(1831)(181)1.475m229.80.63ghc

hthc\"，下游发生远离式水跃。

（3）下游需要修建消能工。 消力池深度估算为：

5、（15分） 解：

sjhc\"ht1.051.4751.10.45m

hce0.6210.62m

由能量方程得

vvHhccc2g2g

22则

vc

2g(Hhc)129.8(140.62)15.44m/s10.1

QAcvchcbvc0.62315.4428.72m3/s

hK3

2Q228.7232.11m22gb9.83

临界水深时所对应的个水力要素为：

Kb2hK322.117.22m

cK1161bhK16132.1116RK()()24.46m0.5/snnK0.047.22

iKgK9.87.220.03942CKBK24.4623

由于iiK，故第二段渠道为陡坡，且综合分析其水面线为b2型降水曲线，hhK,水流为急流。