西北農(nóng)林水力學(xué)課后習(xí)題

水力學(xué)課后習(xí)題第一章習(xí)題1－1500L水銀的質(zhì)量為6795㎏，試求水銀的密度和容重。1－220℃時(shí)水的容重為9.789kN/m3，動(dòng)力黏度μ＝1.002×10-3Ns/m2，求其運(yùn)動(dòng)黏度ν。1－3設(shè)水的體積彈性系數(shù)K＝2.18×109N/m2，試問壓強(qiáng)改變多少時(shí)，其體積才可相對(duì)壓縮1％？1－4如題1-4圖所示，有一面積為0.16m2的平板的油面上作水平運(yùn)動(dòng)，已知運(yùn)動(dòng)速度u＝1m/s，平板與固定邊界的距離δ＝1mm，油的動(dòng)力黏度μ為1.15Pas，由平板所帶動(dòng)的油的速度成直線分布，試求平板所受的阻力。題1-4圖題1-5圖1－5在傾角θ＝30°的斜面上有一厚度為δ＝0.5mm的油層。一底面積A＝0.15m2，重G＝25N的物體沿油面向下作等速滑動(dòng)，如題1-5圖所示。求物體的滑動(dòng)速度u。設(shè)油層的流速按線性分布，油的動(dòng)力黏度μ＝0.011Pas。1－6如題1-6圖所示的盛水容器，該容器以等角速度ω繞中心軸旋轉(zhuǎn)。試寫出位于A(x,y,z)點(diǎn)處單位質(zhì)量所受的質(zhì)量力分量表達(dá)式。1－7如題1-7圖為一測量液體黏滯系數(shù)的儀器。懸掛著的內(nèi)圓筒半徑r＝20cm，高度h＝40cm。外圓筒以角速度ω＝10rad/s旋轉(zhuǎn)，內(nèi)圓筒不動(dòng)，兩筒間距δ＝0.3cm，內(nèi)盛待測液體。此時(shí)測得內(nèi)筒所受力矩M＝4.905Nm。試求該液體的動(dòng)力黏度。內(nèi)筒底部與液體的相互作用不計(jì)。題1-6圖題1-7圖第二章習(xí)題2－1如圖所示為一U形水銀測壓計(jì)用來測量水管中A點(diǎn)的壓強(qiáng)。已測得Δh＝0.3m，h1=0.2m，試確定：（1）A點(diǎn)的相對(duì)靜水壓強(qiáng)；（2）若在管壁裝一測壓管（如圖），則該測壓管長度h至少需要多少米？題2-1圖題2-2圖2－2一容器如圖所示，上層為空氣，中層為容重8170N/m3的石油，下層為容重12250N/m3的甘油，求當(dāng)測壓管中的甘油表面高程為9.0m時(shí)壓力表G的讀數(shù)。2－3如圖所示比壓計(jì)，已知水銀柱高差h1＝0.53m，A、B兩容器高差h2＝1.2m，試求容器中心處的壓強(qiáng)差。2－4兩液箱具有不同的液面高程，液體容重均為γ，用兩個(gè)測壓計(jì)連接如圖，試證2－5圖示為一封閉容器，右側(cè)安裝U一形水銀測壓計(jì)，已知H＝5.5m，h1＝2.8m，h2＝2.4m，求液面上的相對(duì)壓強(qiáng)及絕對(duì)壓強(qiáng)。題2-3圖題2-4圖2－6有一水銀測壓計(jì)與盛水容器相連，如圖所示。已知H＝0.7m，h1＝0.3m，h2＝0.5m，試計(jì)算容器內(nèi)A點(diǎn)的相對(duì)壓強(qiáng)。2－7圖示為一盛水的封閉容器，兩側(cè)各裝一測壓管。左側(cè)頂端封閉，其水面絕對(duì)壓強(qiáng)P/0＝86.5kN/m2。右管水面與大氣相接觸。已知h0＝2m。求（1）容器內(nèi)水面的絕對(duì)壓強(qiáng)P/C；（2）右側(cè)管內(nèi)水面與容器內(nèi)水面高差h。題2-5圖題2-7圖2－8如圖所示的盛水容器，在容器的左側(cè)安裝一測壓管，右側(cè)裝一U形水銀測壓管，已知容器中心A點(diǎn)的相對(duì)壓強(qiáng)為0.6個(gè)大氣壓，h＝0.2m，求h1和h2。2－9如圖所示水壓機(jī)，已知杠桿臂a＝20cm，b＝80cm，小活塞直徑d＝6cm，杠桿柄上作用力F1＝186N，大活塞上受力F2＝8360N，不計(jì)活塞的高度及重量，不計(jì)及摩擦力的影響，求在平衡條件下的大活塞的直徑D。題2-8圖題2-9圖2－10如圖所示管嘴出流。為了量測管嘴內(nèi)的真空度，將玻璃管的一端與管嘴相連，另一端插在盛水容器內(nèi)，今測得玻璃管中水柱上升高度h＝0.6m，試求管嘴內(nèi)的真空度。2－11有一圓柱形容器，直徑D＝30cm，高H＝50cm，水深h＝30cm。若容器繞其中心軸作等角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，求（1）不使水溢出容器，最大角速度是多少？（2）水面的拋物面頂點(diǎn)恰至筒底時(shí)最大角速度是多少？溢出的水的體積是多少？2－12一等加速度向下運(yùn)動(dòng)的盛水容器，如圖所示，水深h＝2m，加速度a＝4.9m/s2。試求：（1）容器底部的相對(duì)靜水壓強(qiáng)。（2）加速度為何值時(shí)，容器底部相對(duì)應(yīng)強(qiáng)為零？題2-10圖題2-12圖題2-13圖2－13有一盛液體的車廂，車內(nèi)縱橫剖面均為矩形，車廂以等加速度a沿水平方向作直線運(yùn)動(dòng)，如圖所示，設(shè)液體的密度為ρ。求車廂內(nèi)液體中的靜水壓強(qiáng)表達(dá)式。2－14繪出圖中標(biāo)有字母的受壓面的靜水壓強(qiáng)分布圖。2－15如圖所示，一底邊水平的等邊三角形ABC，垂直放置，邊長b＝1m，一側(cè)擋水，欲將三角形分為靜水總壓力相等的兩部分，求水平分畫線x—x的位置h。2－16一矩形平板閘門AB。門寬b＝3m，門重9.8kN，閘門與底板夾角θ＝60°，門的轉(zhuǎn)軸位于A端。已知h1＝1.2m，h2＝1.85m，若不計(jì)門軸摩擦，在門的B端用鋼索沿鉛垂方向起吊。試求：（1）當(dāng)下游無水時(shí)啟動(dòng)閘門所需的拉力T；（2）當(dāng)下游有水且h3＝h2時(shí)啟動(dòng)閘門所需的拉力T。2－17有一弧形閘門，半徑R＝4.5m，寬度b＝7.0m，擋水深度H＝5m，門軸距渠底距離h＝6.5m，θ＝28°。試求作用于弧形閘門上的靜水總壓力的大小及作用點(diǎn)。2－18如圖所示的弧形閘門，門前水深H＝3m，閘門寬度b＝5m，半徑R＝4.3m，θ＝45°。試求弧形閘門所受的靜水總壓力的大小及作用點(diǎn)。2－19繪制下列圖形中指定受壓面上水平方向靜水壓強(qiáng)分布圖及垂直方向的壓力體圖。2－20如圖所示溢流壩上的弧形閘門，已知門寬b＝10m，弧形門半徑R＝8m，水面、堰頂及門軸O的高程如圖中所示，試求作用在弧形門上的靜水總壓力的大小及其方向。2－21如圖所示傾斜的平面壁與鉛直線成45°，壁上有一孔口，其直徑D＝0.2m，孔口形心處的作用水頭H＝0.5m。此孔口被一圓錐形塞子塞住，其尺寸為D1＝0.3m，D2＝0.15m，L＝0.3m。試確定作用于塞子上的靜水總壓力。題2-19圖2－22一船閘閘室的人字門，如圖所示。已知閘室的寬度B＝32m，閘門偏角θ＝20°，上游水深h1＝12m，閘室中水深h2＝7m。求每扇閘門上的靜水總壓力的大小及作用點(diǎn)的位置。2－23一圓筒直徑D＝3m，長度b＝5m，如圖所示，放置在與水平面成45°角的斜面上擋水，水面與圓筒頂齊平。求圓筒所受的靜水總壓力的大小及其方向。2－24如圖所示水箱中一隔板ACD，其長度為b＝5m，上下游水位差ΔH＝1m。半圓BC的半徑R＝1m。試求圓弧BC所受的靜水總壓力的大小及作用點(diǎn)的位置。2－25如圖所示的壓力輸水管，其內(nèi)徑d＝1500mm，管中的液體壓強(qiáng)p＝15360N/cm2。求當(dāng)管壁厚度δ＝5mm時(shí)管壁的內(nèi)拉應(yīng)力。2－26如圖一封閉容器，左側(cè)連接一U形水銀測壓計(jì)，其液面差Δh＝0.7m。已知h1＝0.8m，h2＝1.2m。求其半徑R＝0.6m的半球形蓋AB所受的靜水總壓力的大小及作用方向。第三章習(xí)題3－1某管道如圖示，已知過水?dāng)嗝嫔系牧魉俜植紴閡＝umax［1－（）2］，umax為管軸線處的最大流速，r0為圓管半徑，u是距管軸線r點(diǎn)處的流速。試求斷面平均流速v。3－2有一傾斜放置的漸粗管如圖示，A－A與B－B兩個(gè)過水?dāng)嗝嫘涡狞c(diǎn)的高差為1.0m。A－A斷面管徑dA＝150mm，形心點(diǎn)壓強(qiáng)pA＝68.5KN/m2。B－B斷面管徑dB＝300mm，形心點(diǎn)壓強(qiáng)pB＝68.5KN/m2，斷面平均流速vB＝1.5m/s，試求：（1）管中水流的方向；（2）兩斷面之間的能量損失；（3）通過管道的流量。3－3圖示為一管路突然縮小的流段。由測壓管測得1－1斷面壓強(qiáng)水頭=1.0m，已知1－1、2－2過水?dāng)嗝婷娣e分別為阿A1＝0.03m2，A2＝0.01m2，形心點(diǎn)位置高度z1＝2.5m，z2＝2.0m，管中通過流量Q＝20L/s，兩斷面間的水頭損失hw＝0.3。試求2－2斷面的壓強(qiáng)水頭及測壓管水頭，并標(biāo)注在圖上。3－4如圖示一矩形斷面平底渠道。寬度B＝2.7m，河床在某處抬高Δz＝0.3m，若抬高前的水深H＝2.0m，抬高后的水面跌落Δh＝0.2m，不計(jì)水頭損失，求渠道中通過的流量Q。3－5水輪機(jī)的錐形尾水管如圖示。已知A－A斷面的直徑dA＝0.6m，斷面平均流速vA＝5m/s。出口B－B斷面的直徑dB＝0.9m，由A到B的水頭損失hw＝0.2。試求當(dāng)z＝5m時(shí)，A－A斷面的真空度。3－6某虹吸管從水池取水，如圖所示。已知虹吸管直徑d＝150mm，出口在大氣中。水池面積很大且水位保持不變，其余尺寸如圖示，不計(jì)能量損失。試求：（1）通過虹吸管的流量Q；（2）圖中A、B、C各點(diǎn)的動(dòng)力壓強(qiáng)；（3）如果考慮能量損失，定性分析流量Q如何變化。3－7水箱側(cè)壁接一段水平管道，水由管道末端流入大氣。在喉管處接一鉛垂向下細(xì)管，下端插入另一個(gè)敞口的盛水容器中，如圖所示。水箱面積很大，水位H保持不變，喉管直徑為d2，管道直徑為d，若不計(jì)水頭損失，問當(dāng)管徑之比為何值時(shí)，容器中的水將沿細(xì)管上升到h高度。3－8測定水泵揚(yáng)程的裝置如圖示。已知水泵出口吸水管直徑d1＝200mm，水泵進(jìn)口真空表讀數(shù)為4m水柱。壓水管直徑d2＝150mm，水泵出口壓力表讀數(shù)為2at（工程大氣壓1at＝9.80665×104Pa），1－1、2－2兩斷面之間的位置高差Δz＝0.5m，測得流量Q=0.06m3/s，水泵效率η＝0.8。試求水泵的揚(yáng)程HP及軸功率NP。3－9某泵站的吸水管路如圖示，已知管徑d=150mm，流量Q=40L/s,水頭損失（包括進(jìn)口）hw＝1.0m，若限制水泵進(jìn)口前A－A斷面的真空度不超過7m水柱，試確定水泵的最大安裝高程。3－10圖示為一水平安裝的文丘里流量計(jì)。已知管道1－1斷面壓強(qiáng)水頭＝1.1m，管徑d1＝100mm，喉管2－2斷面壓強(qiáng)水頭＝0.4m，管徑d2＝150mm，水頭損失hw＝0.3。試求：（1）通過管道的流量Q；（2）該文丘里流量計(jì)的流量系數(shù)μ。3－11圖示一傾斜安裝的文丘里流量計(jì)。管軸線與水平面的夾角為α，已知管道直徑d1＝150mm，喉管直徑d2＝100mm，測得水銀壓差計(jì)的液面差Δh＝20cm，不計(jì)水頭損失。試求：（1）通過管道的流量Q；（2）若改變傾斜角度α值，當(dāng)其他條件均不改變時(shí)，問流量Q是否變化，為什么？3－12某管路系統(tǒng)與水箱連接，如圖示。管路由兩段組成，其過水?dāng)嗝婷娣e分別為A1＝0.04m2，A2＝0.03m2，管道出口與水箱水面高差H＝4m，出口水流流入大氣。若水箱容積很大，水位保持不變，當(dāng)不計(jì)水頭損失時(shí)，試求：（1）出口斷面平均流速v2；（2）繪制管路系統(tǒng)的總水頭線及測壓管水頭線；（3）說明是否存在真空區(qū)域。3－13水箱中的水體經(jīng)擴(kuò)散短管流入大氣，如圖所示，若1－1過水?dāng)嗝嬷睆絛1＝100mm，形心點(diǎn)絕對(duì)壓強(qiáng)p2＝39.2KN/m2，出口斷面直徑d2＝150mm，不計(jì)能量損失，求作用水頭H。3－14在矩形平底渠道中設(shè)平板閘門，如圖所示。已知閘門與渠道同寬B＝3m，閘前水深H＝4.5m，當(dāng)流量Q=37m3/s時(shí)，閘孔下游收縮斷面水深hc＝1.6m，不計(jì)渠底摩擦阻力。試求水流作用于閘門上的水平推力。3－15水流經(jīng)變直徑彎管從A管流入B管，管軸線均位于同一水平面內(nèi)，彎管轉(zhuǎn)角α＝45°，如圖所示。已知A管直徑dA＝250mm，A－A斷面形心點(diǎn)相對(duì)應(yīng)強(qiáng)pA＝150KN/m2，B管直徑dB＝200mm，若不計(jì)水頭損失，試求水流對(duì)彎管的作用力。3－16某壓力輸水管道的漸變段由鎮(zhèn)墩固定，管道水平放置，管徑由d1＝1.5m漸縮d2＝1.0m到，如圖所示。若1－1過水?dāng)嗝嫘涡狞c(diǎn)相對(duì)應(yīng)強(qiáng)p1＝392KN/m2，通過的流量Q=1.8m3/s。不計(jì)水頭損失，試確定鎮(zhèn)墩所受的軸向推力。如果考慮水頭損失，其軸向推力是否改變？3－17有一水平射流從噴嘴射出，沖擊在相距很近的一塊光滑平板上，平板與水平面的夾角為α，如圖所示。已知噴嘴出口流速v1，射流流量Q1，若不計(jì)能量損失和重力的作用，試求：（1）分流后的流量分配，即和各為多少；（2）射流對(duì)平板的沖擊力。3－18如圖所示為一四通分叉管，其管軸線均位于同一水平面內(nèi)。水流從1－1、3－3斷面流入，流量分別為Q1和Q3，形心點(diǎn)相對(duì)應(yīng)強(qiáng)為p1和p3，水流從2－2斷面流入大氣中，其余尺寸如圖示，試確定水流對(duì)叉管的作用力。3－19根據(jù)習(xí)題3－1的已知條件，求過水?dāng)嗝嫔系膭?dòng)能修正系數(shù)α及動(dòng)量修正系數(shù)β值。3－20水箱側(cè)壁開有圓形薄壁孔口，如圖所示。影響收縮斷面平均流速vc的因素有：孔口水頭H，孔口直徑d，液體密度ρ，動(dòng)力黏滯系數(shù)μ，重力加速度g及表面張力系數(shù)σ。試用量綱分析法推求流速vc的表達(dá)式。3－21圓球在實(shí)際液體中做勻速直線運(yùn)動(dòng)。已知圓球所受的阻力F與液體的密度ρ、動(dòng)力黏滯系數(shù)μ、圓球與液體的相對(duì)速度v、圓球的直徑d有關(guān)，試用量綱分析法推求阻力F的表達(dá)式。3－22文丘里管如圖所示。已知影響喉管處流速v2的主要因素有：文丘里管進(jìn)口前管道直徑d1，喉管直徑d2，液體密度ρ，動(dòng)力黏滯系數(shù)μ，過水?dāng)嗝?－1與2－2之間的壓強(qiáng)差Δp。試用量綱分析法推求文丘里管的流量表達(dá)式。

第四章習(xí)題4-1圓管直徑d=15mm，其中流速為15cm/s，水溫為12oC，試判別水流是層流還是紊流？4-2有一管道，管段長度L=10m，直徑d=8cm，在管段兩端接一水銀壓差計(jì)，如圖所示。當(dāng)水流通過管道時(shí)，測得壓差計(jì)中水銀面高差Δh=10.5cm。求水流作用于管壁的切應(yīng)力。習(xí)題4-2圖4-3有一圓管，其直徑為10cm，通過圓管的水流速度為2m/s，水的溫度為20oC，若已知為0.03，試求粘性底層的厚度。4-4有一矩形斷面渠道，寬度b=2m，渠中均勻流水深ho=1.5m。測得100m渠段長度的沿程水頭損失hf=25cm，求水流作用于渠道壁面的平均切應(yīng)力。4-5有一直徑為25cm的圓管，內(nèi)壁粘貼有Δ為0.5mm的砂粒，如水溫為10oC，問流動(dòng)要保持為粗糙區(qū)最小流量需要多少？并求出此時(shí)管壁上切應(yīng)力τ0為多大？4-6試求前題圓管中，通過的流量為5000cm3/s，20000cm3/s，200000cm3/s時(shí)，液流型態(tài)各為層流還是紊流？若為紊流應(yīng)屬于光滑區(qū)、過渡粗糙區(qū)還是粗糙區(qū)？其沿程阻力系數(shù)各為多少？若管段長度為100m，問沿程水頭損失各為多少？4-7為了測定AB管段的沿程阻力系數(shù)λ值，可采用如圖所示的裝置。已知AB段的管長l為10m，管徑d為50mm。今測得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：（1）A、B兩測壓管的水頭差為0.80m，（2）經(jīng)90秒鐘流入量水箱的液體體積為0.247m3。試求該管段沿程阻力系數(shù)值。習(xí)題4-7圖4-8某管道長度l=20m，直徑d=1.5cm，通過流量Q=0.02l/s，水溫T=20oC。求管道的沿程阻力系數(shù)和沿程頭損失hf。4-9溫度6oC的水，在長的圓管中流過，Q=24l/s，d=20cm，Δ=0.2mm，試用圖解法和計(jì)算法求沿程阻力系數(shù)及沿程水頭損失。4-10為測定彎管的局部阻力系數(shù)ζ值，可采用如圖所示的裝置。已知AB段管長l為10m，管徑d為50mm，該管段的沿程阻力系數(shù)λ為0.03，今測得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：（1）A、B兩測壓管的水頭差為0.629m，（2）經(jīng)2分鐘流入水箱的水量為0.329m3。試求彎管的局部阻力系數(shù)ζ值。習(xí)題4-10圖4-11斷面形狀和尺寸不變的順直渠道，其中水流為均勻流，紊流粗糙區(qū)。當(dāng)過水?dāng)嗝婷娣eA=24m2，濕周χ=12m時(shí)，流速v=2.84m/s，測得水力坡度J=0.002。求此渠道的粗糙系數(shù)n。4-12有一混凝土護(hù)面的圓形斷面隧洞（無抹灰面層，用鋼模板施工，質(zhì)量良好）。長度，直徑d=5m。水溫t=20oC。當(dāng)通過流量Q=200m3/s時(shí)，分別用達(dá)西—威斯巴赫公式及謝才公式計(jì)算隧洞的沿程水頭損失。4-13某管道由直徑為d1=45cm及d2=15cm的兩根管段組成，如圖所示。若已知大直徑管中的流速v1=0.6m/s，求突然收縮處的局部水頭損失。

第五章習(xí)題5-1一簡單管道。如圖所示。管道長度800m，水頭為20m，管道中間有兩個(gè)彎頭，每個(gè)彎頭的局部水頭損失系數(shù)為0.3，已知沿程阻力系數(shù)=0.025，試求通過管道的流量。習(xí)題圖5-15-2壩下埋設(shè)一預(yù)制混凝土引水管，直徑D為1m，長40m，進(jìn)口處有一平板閘門控制流量，閘門全開時(shí)的局部水頭損失系數(shù)為0.4，引水管出口底部高程62m，當(dāng)上游水位為70m，下游水位為60.5m時(shí)，問閘門全開時(shí)的最大引水流量是多少。習(xí)題圖5-25-3倒虹吸管采用500mm直徑的鑄鐵管，長l為125m，進(jìn)出口水位高程差為5m，根據(jù)地形，兩轉(zhuǎn)彎角各為60°和50°，上下游渠道流速相等。問能通過多大流量？并繪出測壓管水頭線及總水頭線。習(xí)題圖5-35-4水泵自吸水井抽水，吸水井與蓄水池用自流管相接，其水位均不變，如圖所示。水泵安裝高度zs為4.5m；自流管長l為20m，直徑d為150mm；水泵吸水管長l1為12m，直徑d1為150mm；自流管與吸水管的沿程阻力系數(shù)λ為0.03；自流管濾網(wǎng)的局部水頭損失系數(shù)ζ=2.0；水泵底閥的局部水頭損失系數(shù)ζ=9.0；90°彎頭的局部水頭損失系數(shù)ζ=0.3；若水泵進(jìn)口真空值不超過6m水柱，求水泵的最大流量是多少？在這種流量下，水池與水井的水位差z為多少？習(xí)題圖5-45-5用水泵提水灌溉，水池水面高程▽179.5m，河面水位▽155.0m；吸水管長為4m、直徑200mm的鋼管，設(shè)有帶底閥的蓮蓬頭及45°彎頭一個(gè)；壓力水管長為50m、直徑150mm的鋼管，設(shè)有逆止閥（ζ=1.7）、閘閥（ζ=0.1）、45°的彎頭各一個(gè)。機(jī)組效率為80%；已知流量為50000cm3/s，問要求水泵有多大揚(yáng)程？習(xí)題圖5-55-6用虹吸管從蓄水池引水灌溉。虹吸管采用直徑0.4m的鋼管，管道進(jìn)口處安一蓮蓬頭，有2個(gè)40°轉(zhuǎn)角；上下游水位差H為4m；上游水面至管頂高程z為1.8m；管段長度l1為8m，l2為4m、l3為12m。要求計(jì)算：1.通過虹吸管的流量為多少？2.虹吸管中壓強(qiáng)最小的斷面在那里，其最大真空值是多少？習(xí)題圖5-65-7試定性繪出圖示管道的總水頭線和測壓管水頭線，并進(jìn)行標(biāo)注。圖中行近流速均不能忽略，出水池流速也不等于零。習(xí)題圖5-75-8水泵壓水管為鑄鐵管，向B、C、D點(diǎn)供水。D點(diǎn)的服務(wù)水頭為4m(即D點(diǎn)的壓強(qiáng)水頭為4m水柱)；A、B、C、D點(diǎn)在同一高程上。今已知qB為10000cm3/s，qC為5000cm3/s，qD為10000cm3/s；管徑d1為200mm,管長l1為500m；管徑d2為150mm；管長l2為450m；管徑d3為100mm，管長l3為300m，求水泵出口處的壓強(qiáng)水頭是多少？習(xí)題圖5-85-9有三個(gè)水源點(diǎn)在J處交匯，從水源A到J點(diǎn)750m長，管徑120cm,從B到J點(diǎn)的管長1800m，管徑100cm，從C到J點(diǎn)的管長3400m，管徑80cm，全部采用鑄鐵管。試計(jì)算各水源點(diǎn)的流量，已知水溫10℃，各水源點(diǎn)之間的高差見圖5-6。習(xí)題圖5-95-10在灌溉供水管道中，有一平坡鋪設(shè)的沿程泄流管道，管道總長90m，管徑40mm，為聚乙烯塑料管。在這一管道上每隔3m安裝一個(gè)分支管道，稱為灌水毛管，毛管長度均為100m，管道內(nèi)徑15mm，毛管上每2m有一個(gè)出水孔口，孔口流量為5L/h，為保持孔口流量均勻，在毛管的末端要求保持8m水頭，水溫按10℃考慮。試計(jì)算這一灌水單元總進(jìn)口需要的壓力水頭。習(xí)題圖5-105-11一城鎮(zhèn)供水管網(wǎng)如圖所示，試確定管網(wǎng)中各管道的流量，管道采用鑄鐵管，主要供水點(diǎn)和用水點(diǎn)的流量分別是Q1=0.1m3/s，Q2=0.3m3/s，Q3=0.25m3/s，Q4=0.03m3/s，Q5=0.12m3/s，水溫10℃，管徑及管長見圖示。習(xí)題圖5-11

第六章習(xí)題6-1有一梯形斷面渠道，已知底寬b=8m，正常水深h0=2m，邊坡系數(shù)m=1.5，糙率n=0.0225，底坡i=0.0002，試求斷面的平均流速及其流量。6-2一梯形土渠，按均勻流設(shè)計(jì)。已知水深h為1.2m.底寬b為2.4m，邊坡系數(shù)m為1.5，粗糙系數(shù)n為0.025，底坡i為0.0016。求流速v和流量Q。6-3某水庫泄洪隧道，斷面為圓形，直徑d為8米，底坡i為0.002，粗糙系數(shù)n為0.014，水流為無壓均勻流，當(dāng)洞內(nèi)水深h為6.2m時(shí)，求泄洪流量Q。6-4紅旗渠某段長而順直，渠道用漿砌條石筑成(n為0.028)，斷面為矩形，渠道按水力最佳斷面設(shè)計(jì)，底寬b為8m，底坡i為1/8000，試求通過流量。6-5已知流量Q=3m3/s,i0=0.002,m=1.5,n=0.025，試按水力最佳斷面設(shè)計(jì)梯形渠道斷面尺寸。6-6一梯形渠道，按均勻流設(shè)計(jì)。已知Q為23m3/s,h為1.5m,b為10m,m為1.5及i為0.0005，求n及v。6-7一引水渡槽，斷面為矩形，槽寬b為1.5m，槽長l為116.5m，進(jìn)口處槽底高程為52.06m，槽身壁面為凈水泥抹面，水流在渠中作均勻流動(dòng)。當(dāng)通過設(shè)計(jì)流量Q為7.65m3/s時(shí)，槽中水深h應(yīng)為1.7m，求渡槽底坡i及出口處槽底高程。6-8有一漿砌塊石砌護(hù)的矩形斷面渠道，已知底寬b=3.2m，渠道中均勻流水深h0=1.6m，糙率n=0.025，通過的流量Q=6m3/s，試求渠道的底坡i。6-9有一棱柱體渠道，斷面為梯形，底寬b=7.0m，邊坡m=1.5，為收集該渠道糙率n值，實(shí)測渠道中流量Q=9.45m3/s，均勻流水深h0=1.2m，流段長l=200m內(nèi)的水面降落Δz=0.16m，試確定該渠道的糙率n。6-10有一土渠，斷面為梯形，底寬b=5m，邊坡系數(shù)m=1.0，糙率n=0.020，底坡i=0.0004，今已知渠道中的流量Q=10m3/s，試分別用試算法和迭代法求渠道中的正常水深h。6-11有一梯形斷面的引水渠道，通過的流量Q=35m3/s，均勻流的水深h0=2.10m，渠道的邊坡m=1.5，糙率n=0.025，底坡i=0.00065，試用迭代法和圖解法求底寬b。6-12擬建梯形渠道，水在其中作均勻流動(dòng)，Q=1m3/s，i0=0.0022，m=1.0，n=0.030，最大允許不沖流速v′=0.8m/s，試根據(jù)v′設(shè)計(jì)斷面尺寸。6-13韶山灌區(qū)，某渡槽全長588米，矩形斷面，鋼筋混凝土槽身，n為0.014，通過設(shè)計(jì)流量Q為25.6m3/s，水面寬B為5.1m，水深h為3.08m，問此時(shí)渡槽底坡應(yīng)為多少？并校核此時(shí)槽內(nèi)流速是否滿足通航要求（渡槽內(nèi)允許通航流速v<1.8m/s）6-14某電站引水渠，在粘土地段開挖，未加護(hù)面，渠線略有彎曲，在使用中，岸坡已因養(yǎng)護(hù)不善而生有雜草。今測得下列數(shù)據(jù)：梯形斷面的邊坡系數(shù)m=1.5，底寬b=34m，底坡i=1/6500，渠底至堤頂?shù)母卟顬?.20m，如題6-14圖所示。（1）當(dāng)電站引用流量Qp=67m3/s試求此渠道的均勻流水深h0；（2）因工業(yè)發(fā)展需要供水，試計(jì)算渠道在保證超高為0.5m的條件下，除電站的上述引用流量外，尚能供給工業(yè)用若干？并校核此時(shí)渠道中是否發(fā)生沖刷？（3）與電站最小水頭所相應(yīng)的渠道中水深為1.5m，試計(jì)算此時(shí)渠道中通過的流量為多少？在此條件下，渠道是否發(fā)生淤積（v不淤=0.5m/s）？（4）為了便于運(yùn)行管理，要求繪制渠道的水位流量關(guān)系曲線（在第（1），（2）、（3）問題基礎(chǔ)上繪制）。6-15有一環(huán)山渠道的斷面如題6-15圖所示，水流近似為均勻流，靠山一邊按1：0.5的邊坡開挖（巖石較好，n1為0.0275)，另一邊為直立的漿砌塊石邊墻n2為0.025，底寬b為2m，底坡i為00.002，求水深為1.5m時(shí)的過流能力。6-16某天然河道的河床斷面形狀及尺寸如題6-16圖所示，邊灘部分水深為1.2m，若水流近似為均勻流，河底坡度i為0.0004，試確定所通過的流量Q。

第七章習(xí)題7－1一矩形斷面渠道b為3m，Q為5.2m3/s，n為0.022，i為0.001。試分別用幾種不同方式判別明渠水流流態(tài)。7－2證明：當(dāng)斷面比能Es以及渠道斷面形狀、尺寸（b、m）一定時(shí)，最大流量相應(yīng)的水深是臨界水深。7－3一梯形明渠b為5m,m為1.2,n為0.015,i為0.003；試計(jì)算該明渠在通過流量Q=15m3/s時(shí)的臨界底坡，并判別渠道是緩坡或陡坡。7-4一水躍產(chǎn)生于一棱柱體梯形水平渠段中。已知：Q為25m3/s,b為5.0m,m為1.25,h2為3.14m。求h1。7-5一水躍產(chǎn)生于一棱柱體矩形水平渠段中。已知：b為5.0m，Q為50m3/s，h1為0.5m。試判別水躍的形式并確定h2。7-6一水躍產(chǎn)生于陡槽下游的矩形水平擴(kuò)散段中。已知：b1為2.0m，Q為5.4m3/s，θ為6°及h1為0.35m。求Lj和h2。7-7試定性分析并繪出圖中底坡變化時(shí)渠道水面曲線的形式。已知渠道斷面形狀、尺寸及粗糙系數(shù)均相同并為長直棱柱體明渠。7-8有一梯形斷面渠道，底寬b為6m,邊坡系數(shù)m為2,底坡i為0.0016,n為0.025,當(dāng)通過流量Q為10m3/s時(shí)，渠道末端水深h為1.5m。試計(jì)算水面曲線。7-9一矩形斷面明渠，b為8m,i為0.00075,n為0.025,當(dāng)通過流量Q為50m3/s時(shí)，已知渠道末端斷面水深h2為5.5m，問上游水深h1為4.2m的斷面距渠末斷面的距離為多少？7-10平底矩形渠道后緊接一直線收縮的變寬陡槽，斷面仍為矩形，進(jìn)口寬度b1與上游渠道相等，b1為8m,出口寬度b2為4m，陡槽底坡i為0.06,n為0.016，槽長為100m。試?yán)L出陡槽中通過設(shè)計(jì)流量40m3/s時(shí)的水面曲線。7-11為實(shí)測某小河的糙率，二測站控制的河段長度為800m。測得流量Q為25m3/s時(shí)，二測站水位分別為z1為177.5m和z2為177.3m,過水?dāng)嗝婷娣e分別為A1為27.2m2和A2為24.0m2，濕周χ1、χ2分別為11.7m和10.6m。試估算該河段糙率n值。7-12某矩形斷面渠道，底寬為4.0m，通過流量為8.0m3/s。渠道某處有彎段，彎段內(nèi)半徑為13.7m,外半徑為26.3m,直段平均水深為1.25m,試計(jì)算彎道斷面上的橫向超高。

第八章習(xí)題8－1在一矩形渠槽中，安設(shè)了一無側(cè)收縮的矩形薄壁堰。已知堰寬，上下游堰高相同，，下游水深，當(dāng)堰上水頭為時(shí)，試求過堰流量。8－2在矩形斷面平底明渠中設(shè)計(jì)一無側(cè)收縮的矩形薄壁堰。已知薄壁堰最大流量，對(duì)應(yīng)的下游水深=0.45m；為保證堰流為自由出流，堰頂至少應(yīng)高于下游水面0.1m，明渠邊墻高度為1m，邊墻頂至少也應(yīng)高于上游水面0.1m，試設(shè)計(jì)薄壁堰的高度和寬度。8－3某直角三角形薄壁堰，堰高=0.65m，上游渠槽水面寬度B=1.0m。今測得堰上水頭，求自由出流時(shí)的過堰流量。8－4某電站溢洪道擬采用WES曲線型實(shí)用堰。已知：上游設(shè)計(jì)水位高程為267.85m；設(shè)計(jì)流量，對(duì)應(yīng)的下游水位高程為210.5m；筑壩處河底高程為180m；上游河道近似三角形斷面，水面寬度B=200m，已確定溢流壩做成三孔，每孔凈寬=16m；閘墩頭部為半圓形，邊墩頭部為圓弧型。試確定：（1）堰頂高程；（2）當(dāng)上游水位高程分別為267.0m和269.0m時(shí)，自由出流情況下通過堰的各流量。8－5某河中筑有單孔WES曲線型實(shí)用堰。已知：筑堰處河底高程為12.20m，堰頂高程為20.00m，上游設(shè)計(jì)水位高程為21.31m，下游水位高程為16.35m，壩前河道斷面近似為矩形，河寬B=100m，邊墩頭部為圓弧形。試求上游為設(shè)計(jì)水位時(shí)，通過流量所需的堰頂寬度b=？8－6某溢流壩按WES剖面設(shè)計(jì)，堰頂設(shè)計(jì)9個(gè)溢流孔，每孔凈寬m，邊墩頭部為圓弧形，中墩頭部為半圓形，且與上游堰面位置相齊，壩前河道斷面近似為矩形，河寬B=200m。當(dāng)設(shè)計(jì)水位為48.00m時(shí)，下泄的設(shè)計(jì)流量為。試求：下泄最大洪水流量時(shí)，水庫的最高洪水位。8－7某小型水利工程采用梯形斷面漿砌塊石溢流壩，無閘墩和翼墻。已知堰寬和河寬相等，即m，上下游堰高m，堰頂厚度m，上游面鉛直，下游面坡度為1：1，堰上水頭m，下游水面超過堰頂?shù)乃?，試求過堰流量。8－8某矩形斷面渠道上修建一寬頂堰。堰寬m，堰高m，邊墩頭部為方形，堰頂頭部為直角形。若m，求下列情況下的過堰流量：⑴渠道寬度B=2m，堰頂以上的下游水深；⑵，；⑶m，hs=1.8m。8－9某灌溉進(jìn)水閘為3孔，每孔寬=10m；閘墩頭部為半圓形，閘墩厚d=3m；邊墩頭部為圓弧形，邊墩計(jì)算厚度m；閘前行近流速m/s；閘底坎形式及其它數(shù)據(jù)如圖所示。閘底坎圓頭半徑。試確定相應(yīng)于不同下游水位時(shí)的過閘流量：⑴下游水位高程為17.75m；⑵下游水位高程為16.70m。8－10有一圓角形堰頭的無側(cè)收縮寬頂堰，堰高m，堰頭圓弧半徑，堰上水頭限制為0.9m，通過堰的流量為。求堰寬b以及不使堰流為淹沒出流的下游最大水深。8－11一具有水平頂?shù)难?，各部分尺寸如圖所示（圖中尺寸單位為m）。試確定：⑴堰的類型；⑵通過堰的流量。8－12某攔河閘共9孔，每孔寬為14m；閘墩厚度為d=3.5m，閘墩頭部為半圓形，邊墩迎水面為圓弧型，圓弧半徑r=5m，計(jì)算厚度；閘前水位高程為18m；閘底板與上游河底平齊，高程均為6m；閘前行近流速為=3m/s；下游水位不影響出流。試確定閘門全開時(shí)的過閘流量。題8－11圖8－13一圓角形堰頭的無側(cè)收縮的寬頂堰，流量Q=12m3/s，堰寬b=4.80m；堰高m，堰頭圓弧半徑，上游渠寬與堰寬相同，下游水深m，求堰上水頭H。8－14有一帶有胸墻的平底5孔進(jìn)水閘，如圖所示。每孔寬度m，閘下游接一陡坡，閘前水位為45m，試求：（1）當(dāng)閘門開度m時(shí)的過閘流量（不計(jì)行近流速水頭）；（2）當(dāng)閘門全開時(shí)，從胸墻下通過的泄流量（此時(shí)流量系數(shù)，行近流速m/s）。8－15在一梯形長渠道上建閘，建閘處為矩形斷面，下游用漸變段與梯形渠道相連。過閘流量m3/s，渠道底寬m，邊坡系數(shù)，渠底坡度，粗糙系數(shù)。每孔閘寬，共兩孔，當(dāng)閘門開度m時(shí)，問閘前水深H將為多少？（提示：判別閘孔出流形式時(shí)，需要計(jì)算梯形渠道的正常水深。）8－16某水利樞紐設(shè)有平底沖沙閘，用弧形閘門控制流量。閘孔寬m，弧形門半徑m，門軸高程為16.0m，上游水位高程為18.0m，閘地板高程為6.0m。試計(jì)算：閘孔開度m，下游水位高程為8.5m及14.0m時(shí)，通過閘孔的流量（不計(jì)行近流速水頭的影響）。8－17在底寬m、邊坡系數(shù)的梯形渠道中，設(shè)置有兩孔水閘，用平板閘門控制流量。閘底坎高度為零，閘孔為矩形斷面，閘墩頭部為半圓形，墩厚m；邊墩頭部為矩形。試求閘孔開度m、閘前水深m時(shí)，保證通過流量m3/s時(shí)所需的閘孔寬度（下游為自由出流）。8－18某實(shí)用堰頂部設(shè)一平板閘門以調(diào)節(jié)上游水位。閘門底緣的斜面朝向上游，傾斜角為。已知：流量m3/s，堰上水頭m，閘孔凈寬m，下游水位低于堰頂，不計(jì)行近流速水頭。試求所需的閘孔開度e。8－19某實(shí)用堰共七孔，每孔寬度m，堰上設(shè)弧形閘門。已知：閘上游水頭m，閘孔開度m，下游水位在堰頂以下，求通過閘孔的流量（不計(jì)行近流速水頭）。8－20已知設(shè)計(jì)流量Q=15m3/s，取碎石單層鋪砌加固河床，其不沖允許流速m/s，橋下游水深m，取，上游河道斷面近似為矩形，寬度m，，(在一些設(shè)計(jì)部門，小型建筑物的值取1)，允許壅水高度m。試設(shè)計(jì)小橋孔徑b。8－21某梯形斷面渠道，底寬b=7.0m，邊坡系數(shù)m=2.0，流量Q=16m3/s，設(shè)渠中建一矩形單孔橋，橋臺(tái)有八字形翼墻，橋孔凈寬b=5.0m，橋下游水深m，試求橋前水深（取）及橋下流速。8－22有一無壓涵洞，下游水位對(duì)涵洞的泄流無影響。涵洞長為12m，斷面為矩形，高2m，寬1.5m，底坡i=0.0025，進(jìn)口具有八字形翼墻，底部與上游渠底同高。洞前水深H=1.8m，該處渠道過水?dāng)嗝娼茷榫匦危瑢挾葹锽=5.6m，求此涵洞通過的流量。

第九章習(xí)題9-1曲線型實(shí)用堰，下游堰高P2=6m，單寬流量q=8m3/s·m時(shí)的流