水文學(xué)試題及答案

1、水文學(xué)試題及答案名詞解釋（共12分）1、徑流系數(shù)：降雨量與相應(yīng)徑流深之比。2、重現(xiàn)期：某事件在多年期間重復(fù)出現(xiàn)的時(shí)間間隔之平均數(shù)。3、水庫(kù)調(diào)節(jié)周期：從庫(kù)空到庫(kù)滿再到庫(kù)空所經(jīng)歷的時(shí)間。4、防洪限制水位：汛期洪水來(lái)臨前允許興利蓄水的上限水位。三、是非題（共 10分，在正 確的題號(hào)上打“V”，在錯(cuò)誤的題號(hào)上打“ X”。）1、一般而言，一次降雨所形成的河川徑流包括地面徑流、壤中流和淺層地下徑流。V2、一流域年徑流量的變差系數(shù)越大對(duì)水資源的開(kāi)發(fā)利用越有利。X3、一般而言，水文資料系列越長(zhǎng)其代表性越高。V4、Pm型曲線有三個(gè)統(tǒng)計(jì)參數(shù)，即均值、變差系數(shù)和偏態(tài)系數(shù)。V5、 計(jì)算有特大值的不連序系列的經(jīng)驗(yàn)頻率的

2、兩種方法，對(duì)特大值經(jīng)驗(yàn)頻率的計(jì)算方法是不同 的。X6、由設(shè)計(jì)暴雨推求設(shè)計(jì)洪水的過(guò)程引入了一個(gè)假定：暴雨與洪水同頻率。V7、小流域設(shè)計(jì)暴雨采用暴雨強(qiáng)度公式法，而在暴雨強(qiáng)度公式中，當(dāng)暴雨歷時(shí)很長(zhǎng)很長(zhǎng)時(shí)，暴 雨強(qiáng)度趨于零，顯然邊界條件不符合實(shí)際，因此采用暴雨強(qiáng)度公式設(shè)計(jì)暴雨的誤差肯定是很 大很大的。X8同一流域不同時(shí)段長(zhǎng)的單位線是相同的。X9、水庫(kù)興利調(diào)節(jié)計(jì)算的原理是水量平衡，而且是在調(diào)節(jié)周期內(nèi)進(jìn)行來(lái)水與用水的平衡計(jì)算。V10、水庫(kù)調(diào)洪計(jì)算的原理仍然是水量平衡，只不過(guò)方程的具體形式與水庫(kù)興利調(diào)節(jié)計(jì)算的不 同罷了。X1徑流模數(shù)：?jiǎn)挝幻娣e上的產(chǎn)流量。2、水文資料的一致性：水文資料系列的試驗(yàn)基礎(chǔ)是相同的

3、3、正常高水位：為滿足興利要求在供水期開(kāi)始應(yīng)蓄到的水位4、結(jié)合庫(kù)容：汛期限制水位與正常高水位之間的庫(kù)容。1、選擇題:（1）在水力學(xué)中，單位質(zhì)量力是指（ a單位面積液體受到的質(zhì)量力； c、單位質(zhì)量液體受到的質(zhì)量力； 在平衡液體中，質(zhì)量力與等壓面（ a、重合；b、平行水力學(xué)中的一維流動(dòng)是指（ a恒定流動(dòng)；c、層流運(yùn)動(dòng)； 有壓管道的管徑 a、8;(2)(3)(4)b、(5)(6)(8)）b、單位體積液體受到的質(zhì)量力; d、單位重量液體受到的質(zhì)量力。）c、斜交；）b、均勻流動(dòng)；d、運(yùn)動(dòng)要素只與一個(gè)坐標(biāo)有關(guān)的流動(dòng)。 d與管流水力半徑的比值d /R=（）4;c、 2;d、正交。d、1。同種液體通過(guò)兩根相同

4、長(zhǎng)度，但粗糙高度不同的等直徑長(zhǎng)直管道，當(dāng)雷諾數(shù)Re相同時(shí)，它們的水頭損失在（a、層流；b、層流至紊流過(guò)渡區(qū)；d、 紊流過(guò)渡區(qū)；e、紊流粗糙區(qū)在緩坡明渠中不可能發(fā)生的流動(dòng)是（ a均勻緩流；b、均勻急流；內(nèi)是相同的。c、紊流光滑區(qū);c、） 非均勻緩流;d、非均勻急流。滲流研究的對(duì)象是（）的運(yùn)動(dòng)規(guī)律a、重力水；b、毛細(xì)水；c、氣態(tài)水；d、薄膜水。2、判斷題:（1）（2）（3）（5）（6）（7）（8）任意受壓面上的平均壓強(qiáng)等于該受壓面形心處的壓強(qiáng)。 水流總是從壓強(qiáng)大的地方向壓強(qiáng)小的地方流動(dòng)。同樣條件下直接水擊比間接水擊更不安全 在正坡非棱柱渠道內(nèi)可以形成均勻流。矩形斷面水力最佳斷面的寬深比B =2 明

5、槽水流的斷面比能沿流程總是減小的 在流量和渠道斷面形式一定的條件下，躍前水深越大，躍后水深也越大。3、問(wèn)答題:（1）什么是理想液體？為什么要引入理想液體的概念？ 答案：理想液體是指沒(méi)有粘滯性的液體。實(shí)際液體都具有粘滯性，在液體流動(dòng)中引起能量損失，給分析液體運(yùn)動(dòng)帶來(lái)很大困難。為了簡(jiǎn)化液體運(yùn)動(dòng)的討論，引入了理想液體的概念， 分析其運(yùn)動(dòng)規(guī)律，再考慮粘滯性加以修正，可以得到實(shí)際水流運(yùn)動(dòng)規(guī)律，這是水力學(xué)中重要 的研究方法。（2）簡(jiǎn)述尼古拉茲實(shí)驗(yàn)中沿程水力摩擦系數(shù)入的變化規(guī)律。答案：通過(guò)尼古拉茲實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：在層流中入僅是雷諾數(shù) Re的函數(shù)并與Re成反比；在層流（錯(cuò)誤）。（正確）（錯(cuò)誤）（正確）（錯(cuò)誤）（錯(cuò)誤

6、）（錯(cuò)誤）到紊流過(guò)渡區(qū)，入僅是Re的函數(shù)；在紊流光滑區(qū)入=fi (Re),過(guò)渡區(qū)X=f2 (Re,),粗糙區(qū)入 =f3 ()，紊流粗糙區(qū)又稱阻力平方區(qū)。(3) 從力學(xué)意義上解釋明渠均勻流只能在正坡渠道中產(chǎn)生的原因。答案：均勻流的斷面平均流速水頭和壓強(qiáng)水頭沿程不變，但水流運(yùn)動(dòng)總要消耗能量，因 此從能量方程來(lái)分析，只能消耗位能克服水流阻力。所以均勻流只能產(chǎn)生在正坡渠道中。(4) 在滲流計(jì)算中達(dá)西定律與杜比公式有何區(qū)別？答案：達(dá)西定律適用于任一點(diǎn)的滲流流速u=kJ，其適用于恒定均勻?qū)恿鳚B流；而杜比公式是適用于恒定非均勻漸變層流滲流，同一過(guò)水?dāng)嗝嫔细鼽c(diǎn)的滲流流速都相等且等于v= kJ。4、作圖題：定性

7、繪出圖示棱柱形明渠的水面曲線，并注明曲線名稱及流態(tài)。(各渠段均充分長(zhǎng)，各段糙率相同)。5、計(jì)算題:1. 圖示一跨河倒虹吸管，正方形斷面面積A=0.64 m2,長(zhǎng)1=50 m，兩個(gè)30。折角、進(jìn)口和出口的局部水頭 損失系數(shù)分別為Z 1=0.2，Z=0.5，Z=1.0，沿程水頭損失系數(shù)入=0.024，上下游水位差 H=3m。求通過(guò)的流量Q。解：Hhwl4R0.2m ,1.94.16m/s , qvA 2.662 m /s2. 從水箱接一橡膠管道及噴嘴（如圖）。橡膠管直徑 D=7.5cm，噴嘴出口直徑d=2.0cm。水頭H=5.5M。由水箱至噴嘴的水頭損失hw=0.5m。用壓力表測(cè)得橡膠管與噴嘴接頭

8、處的壓強(qiáng)p=4.9N cm2。如用手握住解：列水箱漸變流斷面H 0 0噴嘴，需要多大的水平力0 0 金 0.5V22g 5 9.9 msV2 A2A0.704 ms列X向動(dòng)量方程卩3人 R Q（V2x Vix）R P3A3A3V3（V2 V3） 187.79N水流對(duì)噴嘴沖擊力R R即為手握噴嘴所需之力。3 FJ fJ- ）3. 有一梯形渠道，底寬b =10 m,水深h = 3 m，邊坡為1:1,糙率n = 0.014,底坡i=0.001。如流動(dòng)在紊流粗糙區(qū)，求流量Q。解：Abhmh2239 mXb2 12m h 18.5 mRA2.11v C RiXC才6 81.0m2/snq=a.c.(rJ

9、).5=145.1m3/s、是非題（正確的劃“V” ，錯(cuò)誤的劃“ X”）（本大題分10小題，每小題1.5分，共15分）1、 在連續(xù)介質(zhì)假設(shè)的條件小，液體中各種物理量的變化是連續(xù)的。（V ）2、 相對(duì)壓強(qiáng)可以大于、等于或小于零。（V ）3、 紊流可以是均勻流，也可以是非均勻流。（V ）4、謝才系數(shù)C的單位是m （ X ）5、 在滲流模型中，任意一微小過(guò)水?dāng)嗝娴钠骄鶟B流流速u應(yīng)比該斷面實(shí)際滲流的真實(shí)斷面 平均流速u小。（V ）6、 均勻緩流只能在緩坡上發(fā)生，均勻急流只能在陡坡上發(fā)生。（V ）l 27、 公式hf既適用于層流，也適用于紊流。（V ）d 2g8串聯(lián)長(zhǎng)管道各管段的水頭損失可能相等，也可能

10、不相等。（V ）9、 其它條件相同時(shí)，實(shí)用堰的流量系數(shù)大于寬頂堰的流量系數(shù)。（V ）10、 局部水頭損失系數(shù)可以用尼古拉茲的試驗(yàn)圖來(lái)分析說(shuō)明其規(guī)律。（X ）（本大題分5小題，每小題2分，共10分）1、靜止液體中同一點(diǎn)各方向的壓強(qiáng)（1）（1）數(shù)字相等（2）數(shù)值不相等（3）僅水平方向數(shù)值相等（3）鉛直方向數(shù)值最大2、可以形成均勻急流的明渠底坡是（2）（1）緩坡（2）陡坡（3）平坡（4）負(fù)坡3、寬頂堰流量系數(shù)m的最大值為（2）（1） 0.30（2） 0.385（3） 0.502（4） 0.75 4、流函數(shù)（3）（1）在等勢(shì)面上為常數(shù)（2）只有在無(wú)旋流中才存在（3）沿流線為常數(shù)（4）表達(dá)了速度與壓強(qiáng)的

11、關(guān)系三、思考題（4X 8=32分）1圖（a）表示一水閘正在提升閘門放水，圖（b）表示一水管正在打開(kāi)閥門放水，若它們的上游水位均保持不變，問(wèn)此時(shí)的水流是非符合AiVi=A2V2的連續(xù)方程？為什么？答：不符合，因連續(xù)方程適用條件為：恒定流；而以上兩種情況均為非恒定流2何謂斷面比能曲線？比能曲線有哪些特征?、比能曲線：當(dāng)流量 Q,過(guò)水?dāng)嗝嫘螤?，尺寸一定時(shí)，斷面比能 Es隨水深h的變化關(guān)系曲線:Es h 丹 f(h)2gA、特征:1）一條二次曲線，下端以水平軸線為漸進(jìn)線，h-0, Esx；曲線上端與以坐標(biāo)軸成45角直線為漸近線h-x， Es-x；2）當(dāng)h由0x, Es由xx，其中有一最小值 Esmin

12、,相應(yīng)的水深為hk；3）最小比能Esmin相應(yīng)K點(diǎn)將曲線分成上下兩支，上支Fr1 , 急流；4）臨界水深hk可判斷流態(tài)：（1）當(dāng)h=hk臨界流；（2）當(dāng)hhk緩流；（3）當(dāng)hhk急流3試驗(yàn)槽中水流現(xiàn)象如圖示，流量不變，如提高或降低一些尾門（尾門之前的水流始終為緩流），試分析水躍位置是否移動(dòng)？向前或是向后移 動(dòng)？為什么？答：因?yàn)镼=常數(shù)，所以：1）尾門提高，躍后水深下降，躍前水深 h上升，故水躍向后移;2）尾門降低，躍后水深上升，躍前水深 h下降，故水躍向前移。4長(zhǎng)管、短管是怎樣定義的？書中介紹了哪四種復(fù)雜管道？長(zhǎng)管：以沿程水頭損失hf為主，局部水頭損失hj和流速水頭很?。ㄋ佳爻趟^損失hf的

13、5%以下）；短管：局部水頭損失hj和流速水頭在總水頭損失中所占比例較大，不能忽略的管道。書中介紹了：串聯(lián)、并聯(lián)、分叉和沿程均勻泄流的管路四、作圖題（2X6=12分）1、定性繪出圖示管道的總水頭線和測(cè)壓管水頭線。2在各段都長(zhǎng)而直的棱柱體渠道中，已知 Q,糙率n均為一定，試定性繪出下列各渠道中 的水面線。、（本小題8分）已知某流場(chǎng)的流速勢(shì)為a x2 y2，式中a為常數(shù)，試求：（1）Ux及Uy；（2）流2函數(shù)方程。2、（本小題12分）一四通叉管（如圖），其軸線均位于同一水平面內(nèi)，兩端輸入流量Q1=0.2m3/s，Q3=0.1m3/s，相應(yīng)斷面動(dòng)水壓強(qiáng) p=20kPa, p3=15kPa兩側(cè)叉管直接噴

14、入大氣，已知各管直徑d1=0.3m.d2=0.2m，d3=0.15m，0=30。試求交叉處，水流對(duì)管壁的作用力（忽略摩擦力）解:(1) Q, Q3 2Q2Q2 (Q, Q3)/2 0.15 m3/s3.18m/ sv1 QL 2.82 m/s; v22 8.49 m/s; v3 仝A1A 2A 3以1-1,2-2和3 - 3斷面間的水體作為控制 體，求各斷面的動(dòng)水總壓力：R p1 A11.41kN;P2 P2 A20.0kN;R3 P3 A30.47kN;(3)沿x方向?qū)憚?dòng)量方程：R P3 Rx2Q2V2COS30 ( Q3V3) Q1V1流入動(dòng)量Rx 1.07 kN即：水流對(duì)管壁的作用 力為1.017kN，方向向左。3、如圖所示，水從水箱A流入水箱B,管路長(zhǎng)l為25m,管徑d為25mm,沿程阻力系數(shù)入 為0.03,管路中有兩個(gè)90彎管d 1及一個(gè)閘板式閥門 a 0.5，當(dāng)兩水箱的水位差Hd為1.0m時(shí)，試求