工程水文水力學(xué)思考題和計算題及答案

1、word專業(yè)資料工程水文水力學(xué)思考題和計算題一、思考問答1、水文現(xiàn)象是一種自然現(xiàn)象，它具有什么特性，各用什么方法研究？答：1）成因分析法：根據(jù)水文變化的成因規(guī)律，由其影響因素預(yù)報、預(yù)測水文情勢的方法。如降 雨徑流預(yù)報法、河流洪水演算法等。2）數(shù)理統(tǒng)計法：根據(jù)水文現(xiàn)象的統(tǒng)計規(guī)律，對水文觀測資料統(tǒng)計分析，進行水文情勢預(yù)測、 預(yù)報的方法。如設(shè)計年徑流計算、設(shè)計洪水計算、地區(qū)經(jīng)驗公式等。水文計算常常是二種方法綜合使用，相輔相成，例如由暴雨資料推求設(shè)計洪 水，就是先由數(shù)理統(tǒng)計法求設(shè)計暴雨，再按成因分析法將設(shè)計暴雨轉(zhuǎn)化為設(shè)計洪 水。此外，當(dāng)沒有水文資料時，可以根據(jù)水文現(xiàn)象的變化在地區(qū)分布上呈現(xiàn)的 一定規(guī)律

2、（水文現(xiàn)象在各流域、各地區(qū)的分布規(guī)律）來研究短缺和無資料地區(qū)的 水文特征值。2、何謂水量平衡？試敘閉合流域水量平衡方程在實際工作中的應(yīng)用和意義。 答：對任一地區(qū)、任一時段進入的水量與輸出的水量之差， 必等于其蓄水量的變 化量，這就是水量平衡原理，是水文計算中始終要遵循的一項基本原理。依此，可得任一地區(qū)、任一時段的水量平衡方程。對一閉合流域：設(shè)P為某一特定時段的降雨量，E為該時段的蒸發(fā)量，R為該時段該流域的徑流量，貝U有：P=R+Ec+ AJJ為該時段流域的蓄水量， U=U 1+U 2。對于多年平均情況， U = 0，則閉合流域多年平均水量平衡方程變?yōu)椋篜= R+ E影響水資源的因素十分復(fù)雜，水

3、資源的許多有關(guān)問題，難于由有關(guān)的成因因 素直接計算求解，而運用水量平衡關(guān)系，往往可以使問題得到解決。因此，水量 平衡原理在水文分析計算和水資源規(guī)劃的分析計算中有廣泛的應(yīng)用。如利用水量平衡式可以用已知的水文要素推求另外的未知要素。例如：某閉合流域的多年 平均降雨量P=1020mm，多年平均徑流深 R=420mm ，試求多年平均蒸發(fā)量E。 E= P- R = 600mm。3、何謂年徑流？它的表示方法和度量單位是什么？徑流深度、徑流總量、 平均流量、徑流模數(shù)的概念及相互關(guān)系。答：一個年度在河槽里流動的水流叫做年徑流。年徑流可以用年徑流總量W(m3)、年平均流量Q(m3/s )、年徑流深R( mm )

4、、年徑流模數(shù)M (L/(s km2) 等表示。將計算時段的徑流總量，平鋪在水文測站以上流域面積上所得的水層厚 度，稱為徑流深度，徑流總量是指在指定時段At通過河流某一斷面的總水量。徑流模數(shù)是單位流域面積上單位時間所產(chǎn)生的徑流量。4、流量的觀測與水位流量關(guān)系曲線的延長。答：測站測流時，由于施測條件限制或其他種種原因，致使最高水位或最低水 位的流量缺測或漏測，在這種情況下，須將水位流量關(guān)系曲線作高、低水部分的 外延，才能得到完整的流量過程。1根據(jù)水位面積、水位流速關(guān)系外延：河床穩(wěn)定的測站，水位面積、水位流速關(guān) 系點常較密集，曲線趨勢較明確，可根據(jù)這兩根線來延長水位流量關(guān)系曲線。1根據(jù)水力學(xué)公式外延

5、：此法實質(zhì)上與上法相同，只是在延長ZV曲線時，利用水力學(xué)公式計算出需要延長部分的 V值。最常見的是用曼寧公式計算出需要 延長部分的V值，并用平均水深代替水力半徑 R。由于大斷面資料已知，因此關(guān) 鍵在于確定高水時的河床糙率 n和水面比降I。1水位流量關(guān)系曲線的低水延長：低水延長常采用斷流水位法。所謂斷流水位是指流量為零時的水位，一般情況下斷流水位的水深為零。此法關(guān)鍵在于如何確定 斷流水位，最好的辦法是根據(jù)測點縱橫斷面資料確定。5、流域平均降水量的計算方法。(1)算術(shù)平均法。設(shè)流域共有n個雨量站，各雨量站的雨量分別為x1 ,x2，, xn (mm )，則流域平均雨量為：此法簡單明了，適用于流域地形

6、變化不大，雨量站數(shù)目較多且分布均勻的情 況。(2，泰森多邊形法。此法是先把流域及流域外附近的相鄰的雨量站用直線連接構(gòu)成三角形，再做各三角形每條邊的垂直平分線，則許多垂直平分線與流域的 分水線組成若干不規(guī)則的多邊形。每個多邊形的面積用 fi表示，每個多邊形的 雨量用此多邊形的雨量站的雨量 xi表示，用加權(quán)平均法可計算流域的平均雨量, 公式為：本法應(yīng)用比較廣泛，當(dāng)流域雨量站分布不均勻或流域地形變化較大時，均可 使用。（3）等雨量線法。對于較大的流域，地形起伏一般較大，當(dāng)流域有足夠的雨量站時，可繪出等雨量線，求出相鄰兩等雨量線間的面積及平均雨量值（xi+xi+1 ） 12，計算流域平均雨量。6、如何

7、繪制累積頻率曲線？設(shè)計頻率標(biāo)準(zhǔn)如何確定？答：根據(jù)實測水文資料，按從大到小的順序排列，如下左圖所示，然后用經(jīng) 驗頻率公式計算系列中各項的頻率，稱為經(jīng)驗頻率。以水文變量x為縱坐標(biāo)，以經(jīng)驗頻率p為橫坐標(biāo)，點繪經(jīng)驗頻率點據(jù)，根據(jù)點群趨勢繪出一條平滑的曲 線，稱為經(jīng)驗頻率曲線，下圖為某站年最大洪峰流量經(jīng)驗頻率曲線。有了經(jīng)驗頻率曲線，即可在曲線上求得指定頻率 p的水文變量值x。 對經(jīng)驗頻率的計算， 目前我國水文計算上廣泛采用的是數(shù)學(xué)期望公式P=m/( n+1)x100%7、經(jīng)驗頻率曲線的繪制方法。答：根據(jù)實測水文資料，按從大到小的順序排列，如下左圖所示，然后用經(jīng)驗頻 率公式計算系列中各項的頻率，稱為經(jīng)驗頻

8、率。以水文變量x為縱坐標(biāo)，以經(jīng)驗 頻率p為橫坐標(biāo)，點繪經(jīng)驗頻率點據(jù)，根據(jù)點群趨勢繪出一條平滑的曲線，稱 為經(jīng)驗頻率曲線，下右圖為某站年最大洪峰流量經(jīng)驗頻率曲線。 有了經(jīng)驗頻率曲 線，即可在曲線上求得指定頻率 p的水文變量值Xp8、頻率曲線的三個統(tǒng)計參數(shù)各表示什么意義？對頻率曲線各有什么影響?三個統(tǒng)計參數(shù):1 ）均值表示毓中變理的平均情況。高某水文變更的觀測毓為X1，X2，Xn，則其均值為2）變差系數(shù)：水文計算中用均方差與均值之比作為衡量系列的相對離散程度的一個參數(shù)，稱為變差系數(shù)，或稱離差系數(shù)、離勢系數(shù)，用Cv表示，其計算=（7 = 1Cv= X 用式為：3）偏態(tài)系數(shù)：在數(shù)理統(tǒng)計中采用偏態(tài)系數(shù)

9、CS作為衡量系列不對稱程度的關(guān)于三個統(tǒng)計參數(shù)對頻率曲線的影響:1，均值x對曲線的影響，Cv和Cs值固定時，x大的在頻率曲線之上，相反在 頻率曲線之下，x越大頻率曲線越陡。2，2，Cv對曲線的影響，當(dāng)x與Cs為固定值時，Cv越大，則曲線越陡，左上 方向上太高，右下方越下降，Cv越小，頻率曲線越平緩，Cv=0時，則為水 平，3，當(dāng)Cs對曲線有影響時，且x與Cv固定值，且Cs0隨著Cs增大頻率曲線上端變得陡峭，下端變得平緩，此時曲線中部越來越偏向左邊，當(dāng)Cs2時，下端趨于水平，當(dāng)Cs=0時，曲線呈正態(tài)分布。當(dāng)Cs 0時，隨著Cs減小上端變緩，下端變陡9、偏態(tài)系數(shù)Cs 0或0，稱為正偏; 若CSV0，

10、稱為負偏，如下圖Cs對密度曲線的影響偏態(tài)系數(shù)Cs 0，說明隨機變量x出現(xiàn)大于均值的機會比出現(xiàn)小于均值的機 會少；偏態(tài)系數(shù)Cs50 %，則：千年一遇洪水是指在長時期平均1000年出現(xiàn)一次的洪水情況，換句話說，大 于等于這樣的洪水平均1000年可能出現(xiàn)一次；95 %的年徑流其重現(xiàn)期 T=20 年；P=90%的枯水年，其重現(xiàn)期T=10年，在長時期平均10年出現(xiàn)一次的枯水 情況，若以P=90%的枯水年為設(shè)計依據(jù)，其安全率和風(fēng)險率分別為90 %和10%.11、若年徑流量與年降水量之間的回歸線近似為幕函數(shù)，試以分析法為例 說明推求其回歸方程的方法步驟？答：幕函數(shù)y=axb兩邊取對數(shù)后變?yōu)橹本€方程 Y=A+

11、bX，其中丫=lgy， X=lgx，A=lga。因此，此時建立回歸方程的步驟為：將xj，yj變換為Xj，Yj; 按一元線性回歸方法計算 A、b;將A取反對數(shù)得a;把a、b代入y=axb 中，即得要推求的回歸方程。12、推求設(shè)計洪水過程線的基本方法是什么，洪水過程線放大有哪兩類方法？答:推求設(shè)計洪水時要確定設(shè)計洪水過程線，亦即確定設(shè)計洪水的時程分配。 目前，生產(chǎn)上一般采用放大典型洪水過程線的方法確定設(shè)計洪水過程線。進行洪水過程線放大通常采用兩種方法，即同倍比法和同頻率法。同倍比法較為簡單，可采用設(shè)計洪峰流量與典型洪峰流量的比值或某時段的設(shè)計洪量與典型洪量的 比值對典型洪水過程線進行放大。但按此法

12、進行放大后，不能保證設(shè)計洪水過程 線各個時段的洪量或洪峰流量都與設(shè)計值相等。 采用同頻率法放大典型洪水過 程線時，對洪峰流量和各個時段的洪量采用不同倍比， 使得放大以后的過程線洪 峰流量以及各時段的洪量可分別等于設(shè)計洪峰流量和設(shè)計洪量值。13、某流域下游有一個較大的湖泊與河流連通，后經(jīng)人工圍墾湖面縮小很多。試定性地分析圍墾措施對正常年徑流量、 徑流年際變化和年變化有何影響？答：由于水面蒸發(fā)減小，使年徑流增加；由于調(diào)蓄能力減小，使年際、年變 化加劇。14、人類活動對年徑流有哪些方面的影響？其中間接影響如修建水利工程等措施的實質(zhì)是什么？如何影響年徑流及其變化？答：有直接與間接兩方面的影響。修建水利

13、工程等措施的實質(zhì)是改變下墊面性質(zhì) 而影響年徑流，它們將使蒸發(fā)增加，從而使年徑流量減少；調(diào)蓄能力增加，從而 使徑流的年、年際變化趨于平緩。15、水文資料的三性審查是指什么？對年徑流系列一致性審查是建立在氣 候條件和下墊面條件穩(wěn)定性上的，一般認為什么條件是相對穩(wěn)定的，主要由于什 么條件受到明顯的改變使資料一致性受到破壞？答：水文資料的三性審查是指對資料的可靠性、一致性和代表性進行審 查。對年徑流系列一致性審查是建立在氣候條件和下墊面條件穩(wěn)定性上的，一般認為氣候條件是相對穩(wěn)定的，主要由于下墊面條件受到明顯的改變使資料一致性 受到破壞。16、缺乏實測資料時，怎樣推求設(shè)計年徑流量？答:缺乏實測資料時，一

14、般可采用水文比擬法或年徑流量統(tǒng)計參數(shù)等值線圖、分 區(qū)圖法求得均值、Cv、Cs,并確定線型，推求年徑流理論頻率曲線，再由設(shè)計 頻率查此曲線得設(shè)計年徑流量。17、 為什么年徑流的CV值可以繪制等值線圖？從圖上查出小流域的 Cv值 一般較其實際值偏大還是偏??？為什么？答：因年徑流變化主要受氣候因素的影響， 后者在地區(qū)上的變化具有緩變的規(guī)律 性，因此，年徑流Cv值可繪成隨地區(qū)變化的等值線圖。因Cv等值線圖大多是由中等流域資料計算的Cv值繪制的，而中等流域比小流域有較大的調(diào)蓄補償作 用，故從等值線圖上查得的小流域 Cv值常常比實際的偏小。18、推求設(shè)計年徑流量的年分配時，應(yīng)遵循什么原則選擇典型年？答：選

15、擇典型年的原則有二：典型年的年徑流量應(yīng)接近設(shè)計年徑流量； 對工程設(shè)計偏于安全。19、簡述具有長期實測資料情況下，用設(shè)計代表年法推求年分配的方法步驟？答：方法步驟為：根據(jù)長期年徑流系列進行頻率計算， 推求設(shè)計年徑流量 Qp :按選擇代表年（典型年）的原則，在實際資料中選擇典型年Q典；以K=Qp/Q 典分別乘典型年各月的月徑流量，得設(shè)計年徑流的各月徑流量，即設(shè) 計年徑流的年分配。20、簡述年徑流年、年際變化的主要特性？答：(1)年變化具有一年為周期的周期性變化；(2 )年際變化具有豐、枯年組的交替現(xiàn)象，但周期很不固定；(3)年、年際變化還具有明顯的地區(qū)性， 我國北方的徑流變化一般比南 方多雨地區(qū)劇

16、烈。21、何謂保證率？若某水庫在運行 100年中有85年保證了供水要求，其保 證率為多少？破壞率又為多少？答：用水的保證程度。p=85% ； q=1-85%=15%22、何為抽樣誤差，如何減少抽樣誤差？答：用一個樣本的統(tǒng)計參數(shù)來代替總體的統(tǒng)計參數(shù)是存在一定誤差的，這種誤差是由于從總體中隨機抽取的樣本與總體有差異而引起的，與計算誤差不同， 稱為抽樣誤差。 抽樣誤差的大小由均方誤來衡量。計算均方誤的公式與總體分 布有關(guān)。對于皮爾遜川型分布且用矩法估算參數(shù)時，用、分別代表、Cv和Cs樣本參數(shù)的均方誤，計算公式略。抽樣誤差的大小，隨樣本項數(shù)、cv、和cs的大小而變化。樣本容量大，對總體的代表性就好，其

17、抽樣誤差就小，這就是為 什么在水文計算中總是想方設(shè)法取得較長的水文系列的原因。23、設(shè)計洪水的概念答：由于流域降雨或溶雪，大量徑流匯入河道，導(dǎo)致流量激增，水位上漲， 這種水文現(xiàn)象，稱為洪水。在進行水利水電工程設(shè)計時，為了建筑物本身的安全 和防護區(qū)的安全，必須按照某種標(biāo)準(zhǔn)的洪水進行設(shè)計， 這種作為水工建筑物設(shè)計 依據(jù)的洪水稱為設(shè)計洪水。在工程設(shè)計中，設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)由制定，以設(shè)計規(guī)給出。規(guī)劃 中按工程的種類、大小和重要性，將水工建筑物劃分為若干等級，按不同等級給出相應(yīng)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)24、等流時線的原理以及應(yīng)用答：假定流域中任一地點的雨水流速都相同， 則任一地點凈雨水質(zhì)點流達出 口斷面的時間就取決于它與出口斷

18、面的距離。 據(jù)這一假定，將流域匯流時間相等 的點連接起來，稱為等流時線。等流時線概念簡明地闡述了流域出口流量是如 何組成的。它是水量平衡方程在動態(tài)條件下的表述， 是流域匯流計算的一個基本 概念。但它只考慮了匯流的平均流速，沒有考慮同一條等流時線上的水質(zhì)點具有 不相同的流速。在匯流過種中，各條等流時線上的水質(zhì)點可以相互混合。 這種現(xiàn) 象稱為流域的調(diào)節(jié)作用。它使得出口的流量過程比上述公式所計算的更為平緩。 因此，等流時線方法的誤差很大，現(xiàn)已很少直接應(yīng)用，或需經(jīng)調(diào)蓄改正后，才能 實際應(yīng)用。25、推求設(shè)計洪水有哪幾種基本途徑？這里所指的設(shè)計洪水是廣義的，包括校核洪水。設(shè)計洪水的計算容包括洪峰流量、設(shè)計

19、洪量和設(shè)計洪水過程線。由于每個工程的特點和設(shè)計要求不同， 設(shè)計 的重點和計算的容不同。例如，提防、灌溉用渠道、橋涵等建筑物沒有調(diào)蓄能力， 則對工程起控制作用的是洪峰流量， 因此，只需重點計算設(shè)計洪峰流量；而對于 滯洪、蓄洪區(qū)則主要計算洪水總量；對于水庫，由于設(shè)計洪峰流量、設(shè)計洪水總量和設(shè)計洪水過程線對水庫都有影響，則需要計算設(shè)計洪峰流量、設(shè)計洪水總量 和設(shè)計洪水過程線。設(shè)計洪水的推求一般分為有資料和無資料兩種情況。有資料推求設(shè)計洪水分為三種：由流量資料推求設(shè)計洪水；由暴雨資料推求設(shè)計洪水；由水文氣象資料推求設(shè)計洪水。無資料推求設(shè)計洪水分為地理差值法和經(jīng)驗公式法兩種方法。地理差值法 是對于缺乏實

20、測資料地區(qū)，根據(jù)鄰近地區(qū)的實測或調(diào)查資料，對洪峰流量模數(shù)、 暴雨特征值、暴雨和徑流的統(tǒng)計參數(shù)等，進行地區(qū)綜合，繪制相應(yīng)的等值線圖， 一般供無資料的中小流域使用；經(jīng)驗公式法是在上述地區(qū)綜合分析基礎(chǔ)上， 建 立洪水與暴雨特征值和流域特征值的簡化公式，用于估算無資料地區(qū)的設(shè)計洪 水。無論采用何種方法推求設(shè)計洪水，均需要進行歷史洪水調(diào)查，用來參加計算 或作為分析論證的依據(jù)，上述各種方法是相輔相成的，可同時使用幾種方法，相 互驗證、綜合分析，選定合理成果。二、分析計算題1、某水文站控制流域面積F=560KM2，已知多年平均降雨量P 820mm， 多年平均徑流系數(shù) =0.40,試求其多年平均年徑流總量 W

21、，多年平均年徑流 量Q，多年平均徑流深R及多年平均年徑流模數(shù)M。解：多年平均徑流深R P 0-4 820328mm36年平均年徑流總量W RF 328 560 1010 = 18368 (萬m3)35.824(m /s)Q W 183680000多年平均年徑流量 T 365 24 3600多年平均年徑流模數(shù)M Q 1035824 10310.4 L/(s km2F5602、某流域面積F=900KM 2，其多年平均降雨量P 1280mm，多年平均徑流深R 650mm，試求多年平均蒸發(fā)量E。又該地多年平均水面蒸發(fā)量Ew 1500mm ,如該河修建水庫后，在該河流域面積之的水面面積比之未建水庫時增加

22、60KM 2，試分析建水庫后流域多年平均蒸發(fā)量是增大還是減??？并計 算建水庫后的多年平均徑流深R及多年平均年徑流量Q。答：根據(jù)流域多年平均水量平衡關(guān)系有：E P R 1280 650 630( mm)修建水庫后，由于增加了水面面積，而水面蒸發(fā)量大于陸面蒸發(fā)量，因此，修建水庫后增大了蒸發(fā)量。可近似取陸面蒸發(fā)量為流域多年平均蒸發(fā)量，則建水 庫后多年平均增加的蒸發(fā)量:W EW E F 1500 630 60 10 3 106 522 104m3故修建水庫后的多年平均蒸發(fā)量為:W/ F6304522 10900 106103630 5.8635.8mm故建水庫后的多年平均徑流深R為：R PE1280

23、635.8644.2(mm)3多年平均年徑流量Q318.38 m /s644.2 900 10365 24 36003、某水庫屬大(2)型水庫，已知年最大 7天暴雨系列的頻率計算結(jié)果為=432mm、Cv=0.48 ， Cs=3C v。試確定大壩設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)，并計算該工程 7天設(shè)計暴雨。提示已知適線結(jié)果的情況下，推求設(shè)計值均用如下公式:答：因為該水庫屬大（2 ）型水庫，根據(jù)水利部2000年頒發(fā)的編號為 SL252-2000的水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)，水庫工程為U等，大壩為2級建筑物，設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)為500100年一遇，從工程的重要性考慮，最后選 定按500年一遇洪水設(shè)計。因為暴雨和洪水同頻率

24、，因此要推求500年一遇的設(shè)計暴雨，即：mm4、某工程設(shè)計暴雨的設(shè)計頻率為 P=2%，試計算該工程連續(xù)2年發(fā)生超標(biāo)準(zhǔn) 暴雨的可能性？答：因為暴雨是隨機事件，每年都有 P=2%的可能性發(fā)生超標(biāo)準(zhǔn)暴雨，連續(xù) 2 年發(fā)生超標(biāo)準(zhǔn)暴雨的概率為：pM px 0.0220.04%5、已知某流域多年平均最大 3 天暴雨頻率曲線：=210mm、Cv=0.45 ， Cs=3.5C v，試求該流域百年一遇設(shè)計暴雨答：mm6、某流域根據(jù)實測暴雨和歷史調(diào)查大暴雨資料，已經(jīng)繪制出7d暴雨量經(jīng)驗頻率曲線，現(xiàn)從經(jīng)驗頻率曲線上讀取三點(945，5% )、(345, 50% )、( 134， 95% )，試按三點法計算這一 7d

25、暴雨系列的統(tǒng)計參數(shù)。答：(1)計算 S= (945+134-2 X345) / (945-134 ) =0.48，由 S 查 S=f (CS)關(guān)系表得CS=1.70 o(2 )由CS查離均系數(shù)值表得：mm計算mm(3)CV=自=267.7/417.3=0.6427、已知某流域50年一遇24h設(shè)計暴雨為490mm，徑流系數(shù)等于0.83，后損率為1.0mm/h，后損歷時為17h，試計算其總凈雨及初損。答：總設(shè)計凈雨量為：因后損率f=1.0mm/h ，后損歷時17h，故總后損量為 17mm為：mm8、已知某流域百年一遇設(shè)計暴雨過程如下表，徑流系數(shù)等于0.85 ,1.5mm/h，試用初損、后損法確定初

26、損和設(shè)計凈雨過程。時段(12345mm，則初損后損率為t=6h)雨量（mm）6.45.6176998251總設(shè)計凈雨量為:mm=1.5mm/h 將降雨過程從后向前逐時段扣除后損，并累加凈雨，當(dāng)累加凈雨量等于總設(shè)計凈雨量時， 其前的降雨 即為初損10，從下表可知，10=27 mm 。9、已知百年一遇的設(shè)計暴雨，其過程如下表，徑流系數(shù)試用初損、后損法確定初損及設(shè)計凈雨過程答：1 ）設(shè)計總降雨量為=0.88 X420=369.6mm2）按f=1mm/h在降雨過程線上自前向后計算累計凈雨R：,當(dāng)Ri =369.6mm 時，其前面的降雨即為依此求得=27.0mm用初損、后損法確定初損和設(shè)計凈雨過程時段(

27、At=6h)123456651985雨 量(mm ).4.676921初損 t9999(mm )后損I0 (mm )651.4.65設(shè)計凈雨（mm 已知百年一遇暴雨為 460mm,暴雨徑流系數(shù)確定其初損=0.87 ,答：P1%=460mmf =1mm/h , tc=24htc=(1-Ic+)P1%所以 lc=(0.13 X460)-1 X24=59.8-24=35.8mm11、如圖所示為一溢流壩上的弧形門。已知： R=10m，門寬b=8m , a =30 試求：作用在弧形閘門上的靜水總壓力及壓力中心的位置。解：靜水壓力的計算水平分力的計算號= rt_故込勺 5 + 坷

28、一、1 21 m(2 )求局部水頭損失&二匚 二 Oj5x1413 = 0_05tm)進口水頭損失_逐漸收縮水頭損失閥門水頭損失故込氣 .VL OO;il i 00T ： OT.n 0 arn(3)要保持Q為25000cm3/s 所需要的水頭以0-0為基準(zhǔn)面，對水箱液面上與管子出口取能量方程式H =得因也乞如4乞舛 1剪“ 0佃 1 799 m |故所需水頭2_阿2x.81_799=2J1113、一簡單管道，如圖所示。長為800m，管徑為0.1m，水頭為20m，管道中間有2個彎頭，每個彎頭的局部水頭損失系數(shù)為0.3，已知沿程阻力系數(shù)入=0.025，試求通過管道的流量解：（一）先將管道作為短管，

29、求通過管道流量。根據(jù)（4-4）1式并且不考慮行近流速水頭，則局部損失共包括進口損失和彎頭損失。進口局部損失系數(shù)0.51 0.025 8000.5 2 0.30.10.0703202.1020.0703 3.14 0.119.6 2020.01093m /s（二）計算沿程損失及局部損失Q管中流速v a0.010933.14 0.1241.39m/ s2 v流速水頭2g1.39219.60.0989mhf沿程損失l v2d 2g0025 詈 0.0989 19枷局部損失hj2 v2g(0.5 2 0.3) 0.09890.109m匕0.98998.9%故沿程水頭損失占總水頭的百分數(shù)為H 20所以該

30、管道按長管計算就可以了（三）按長管計算管道所通過的流量Q根據(jù)KKC8 9.8.0.02555.9m/S23.14 0.1455.92080030.01097m /s故按長管計算與短管計算所得流量相差0.00004m3/s，相對誤差0.0004為 0.010930.36%。由此可見，將上述管道按長管計算，誤差很小14、一矩形斷面的棱柱體渠道，底寬b=6m，底坡i=1.25 X10-4，粗糙系數(shù)n=0.025。當(dāng)正常水深h0=3m時，問能否通過設(shè)計流量 Q設(shè)=20m 3/s 解:用式進行計算，當(dāng)正常水深h0=3m 時相應(yīng)過水?dāng)嗝孢^水?dāng)嗝婷娣eA=bh 0=6 X3=18（赤）濕周b 2ho =6+2

31、 x 3 = 12(m)水力半徑R 蘭x 12QAR2/3nv2i18CCC 匚2/ 31/20.025 x 1.5 X 0.000125=10.545 (m/s)計算渠道通過的流量Q 10.55m3/s小于設(shè)計流量。所以該渠道不能滿足設(shè)計要求。15、某梯形斷面渠道，土質(zhì)為粘土，其底寬 b=0.4m，邊坡系數(shù)m=1.5，渠道 底坡i=0.001，糙率n=0.025，渠道的設(shè)計流量Qp=0.55m 3/s，渠底至渠頂高 差為0.86m，渠頂?shù)陌踩邽?.2m，渠道不淤流速v不淤=0.5m/s。試校核 渠道的輸水能力和流速。解：渠堤的安全超高為0.2m，則渠中水深為h=0.66m渠道水面寬度B=

32、b+2mh=0.4+2X1.5 X0.66=2.38 (m)過水?dāng)嗝婷娣e A (b mh)h0 (0.4 1.5 0.66) 0.66 0.917 (m)濕周 b 2h. 1 m2 0.4 2 0.66.1 1.52 2.78(m)A 0.917水力半徑R 978 33)流量 Q - R2 3i12 0917 0.332/3 0.0011/2 0.554(m2/s) n0.0252計算的流量大于已知流量，Q QP 0.55(m /s)，表明該渠道滿足設(shè)計要求。道的穩(wěn)定校核按V不淤V *沖進行，查表，當(dāng)水力半徑R=1m時，粘v不沖 0.85( m/s)1/4word v專業(yè)資料3.85 0.33

33、0.64(m/s)v不淤 0.5(m/s)word專業(yè)資料土的不沖流速;當(dāng)水力學(xué)半徑R=0.33m 時，不沖流,渠中不淤一Q 0.554流速。渠中實際流速v a聞0.604(m/s)所以，渠中流速滿足v不淤v v不沖，渠道是穩(wěn)定的16、一矩形渠道，渠中水深h=0.8m，渠道底寬b=2m，通過的流量Q=2.0m 3/s， 試用波速c和弗勞德數(shù)Fr判別渠中流態(tài)。v= =解：斷面平均流速微波波速廣-W畑町弗勞德數(shù)、小”因為Frv 1、vvc,所以水流為緩流17、某一矩形斷面棱柱體渠道，底寬 b=4.0m，通過的流量Q=16m 3/s，渠道 上修建一閘門，閘后產(chǎn)生一水躍，躍前水深 h =0.6m，計算躍后水深h 和 水躍的長度。解：(1)求躍后水深h、。Vi=一=6_67m/jrJ躍前斷面流速 八一躍前弗勞德數(shù)AT =_1）二（肛S云牙 -1）二復(fù)（氓同躍后斷面水深（2 ）計算水躍長度。L.=冋片-） = 629x（2-05 -0血=10（血18、某水閘為平板閘門，無底坎，閘前水頭 H=3.5m，閘孔過水凈寬B=3.0m , 閘門開啟度e=0.7m，下