水文學試題與答案

./水文學試題及答案名詞解釋〔共12分1、徑流系數(shù)：降雨量與相應徑流深之比.2、重現(xiàn)期：某事件在多年期間重復出現(xiàn)的時間間隔之平均數(shù).3、水庫調(diào)節(jié)周期：從庫空到庫滿再到庫空所經(jīng)歷的時間.4、防洪限制水位：汛期洪水來臨前允許興利蓄水的上限水位.三、是非題〔共10分,在正確的題號上打"√",在錯誤的題號上打"×".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.√2、一流域年徑流量的變差系數(shù)越大對水資源的開發(fā)利用越有利.×3、一般而言,水文資料系列越長其代表性越高.√4、P—Ⅲ型曲線有三個統(tǒng)計參數(shù),即均值、變差系數(shù)和偏態(tài)系數(shù).√5、計算有特大值的不連序系列的經(jīng)驗頻率的兩種方法,對特大值經(jīng)驗頻率的計算方法是不同的.×6、由設計暴雨推求設計洪水的過程引入了一個假定：暴雨與洪水同頻率.√7、小流域設計暴雨采用暴雨強度公式法,而在暴雨強度公式中,當暴雨歷時很長很長時,暴雨強度趨于零,顯然邊界條件不符合實際,因此采用暴雨強度公式設計暴雨的誤差肯定是很大很大的.×8、同一流域不同時段長的單位線是相同的.×9、水庫興利調(diào)節(jié)計算的原理是水量平衡,而且是在調(diào)節(jié)周期內(nèi)進行來水與用水的平衡計算.√10、水庫調(diào)洪計算的原理仍然是水量平衡,只不過方程的具體形式與水庫興利調(diào)節(jié)計算的不同罷了.×1徑流模數(shù)：單位面積上的產(chǎn)流量.2、水文資料的一致性：水文資料系列的試驗基礎是相同的.3、正常高水位：為滿足興利要求在供水期開始應蓄到的水位.4、結合庫容：汛期限制水位與正常高水位之間的庫容.1、選擇題：〔1在水力學中,單位質(zhì)量力是指〔a、單位面積液體受到的質(zhì)量力；b、單位體積液體受到的質(zhì)量力；c、單位質(zhì)量液體受到的質(zhì)量力；d、單位重量液體受到的質(zhì)量力.〔2在平衡液體中,質(zhì)量力與等壓面〔a、重合；b、平行c、斜交；d、正交.〔3水力學中的一維流動是指〔a、恒定流動；b、均勻流動；c、層流運動；d、運動要素只與一個坐標有關的流動.〔4有壓管道的管徑d與管流水力半徑的比值d/R=〔a、8；b、4；c、2；d、1.〔5同種液體通過兩根相同長度,但粗糙高度不同的等直徑長直管道,當雷諾數(shù)Re相同時,它們的水頭損失在〔內(nèi)是相同的.a、層流；b、層流至紊流過渡區(qū)；c、紊流光滑區(qū)；d、紊流過渡區(qū)；e、紊流粗糙區(qū)〔6在緩坡明渠中不可能發(fā)生的流動是〔a、均勻緩流；b、均勻急流；c、非均勻緩流；d、非均勻急流.〔8滲流研究的對象是〔的運動規(guī)律a、重力水；b、毛細水；c、氣態(tài)水；d、薄膜水.2、判斷題：〔1任意受壓面上的平均壓強等于該受壓面形心處的壓強.〔錯誤〔2水流總是從壓強大的地方向壓強小的地方流動.〔錯誤〔3同樣條件下直接水擊比間接水擊更不安全.〔正確〔5在正坡非棱柱渠道內(nèi)可以形成均勻流.〔錯誤〔6矩形斷面水力最佳斷面的寬深比β=2.〔正確〔7明槽水流的斷面比能沿流程總是減小的.〔錯誤〔8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.〔錯誤3、問答題：〔1什么是理想液體？為什么要引入理想液體的概念？答案：理想液體是指沒有粘滯性的液體.實際液體都具有粘滯性,在液體流動中引起能量損失,給分析液體運動帶來很大困難.為了簡化液體運動的討論,引入了理想液體的概念,分析其運動規(guī)律,再考慮粘滯性加以修正,可以得到實際水流運動規(guī)律,這是水力學中重要的研究方法.〔2簡述尼古拉茲實驗中沿程水力摩擦系數(shù)λ的變化規(guī)律.答案：通過尼古拉茲實驗發(fā)現(xiàn)：在層流中λ僅是雷諾數(shù)Re的函數(shù)并與Re成反比；在層流到紊流過渡區(qū),λ僅是Re的函數(shù)；在紊流光滑區(qū)λ=f1〔Re,過渡區(qū)λ=f2〔Re,,粗糙區(qū)λ=f3〔,紊流粗糙區(qū)又稱阻力平方區(qū).〔3從力學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水頭沿程不變,但水流運動總要消耗能量,因此從能量方程來分析,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在滲流計算中達西定律與杜比公式有何區(qū)別？答案：達西定律適用于任一點的滲流流速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,同一過水斷面上各點的滲流流速都相等且等于v=kJ.4、作圖題：定性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,各段糙率相同>.解：5、計算題：圖示一跨河倒虹吸管,正方形斷面面積A=0.64m2,長l=50m,兩個30.折角、進口和出口的局部水頭損失系數(shù)分別為ζ1=0.2,ζ2=0.5,ζ3=1.0,沿程水頭損失系數(shù)λ=0.024,上下游水位差H=3m.求通過的流量Q解：2．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.用壓力表測得橡膠管與噴嘴接頭處的壓強p=4.9Ncm2.如用手握住噴嘴,需要多大的水平力R,行近流速v0=0,取動能校正系數(shù)均為1.解：列水箱漸變流斷面11和噴嘴出口斷面22能量方程列X向動量方程水流對噴嘴沖擊力即為手握噴嘴所需之力.>3．有一梯形渠道,底寬b=10m,水深h=3m,邊坡為1:1,糙率n=0.014,底坡i=0.001.如流動在紊流粗糙區(qū),求流量Q.解：m2mQ=A.C.<RJ>0.5=145.1m3一、是非題〔正確的劃"√",錯誤的劃"×"〔本大題分10小題,每小題1.5分,共15分1、在連續(xù)介質(zhì)假設的條件小,液體中各種物理量的變化是連續(xù)的.〔√2、相對壓強可以大于、等于或小于零.〔√3、紊流可以是均勻流,也可以是非均勻流.〔√4、謝才系數(shù)C的單位是m〔×5、在滲流模型中,任意一微小過水斷面的平均滲流流速u應比該斷面實際滲流的真實斷面平均流速u小.〔√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.〔√7、公式既適用于層流,也適用于紊流.〔√8、串聯(lián)長管道各管段的水頭損失可能相等,也可能不相等.〔√9、其它條件相同時,實用堰的流量系數(shù)大于寬頂堰的流量系數(shù).〔√10、局部水頭損失系數(shù)可以用尼古拉茲的試驗圖來分析說明其規(guī)律.〔×〔本大題分5小題,每小題2分,共10分1、靜止液體中同一點各方向的壓強〔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負坡3、寬頂堰流量系數(shù)m的最大值為〔2〔10.30〔20.385〔30.502〔40.754、流函數(shù)〔3〔1在等勢面上為常數(shù)〔2只有在無旋流中才存在〔3沿流線為常數(shù)〔4表達了速度與壓強的關系三、思考題〔4×8=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閥門放水,若它們的上游水位均保持不變,問此時的水流是非符合A1V1=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？答：一、比能曲線：當流量Q,過水斷面形狀,尺寸一定時,斷面比能Es隨水深h的變化關系曲線：二、特征：1一條二次曲線,下端以水平軸線為漸進線,h→0,Es→∞；曲線上端與以坐標軸成45°角直線為漸近線h→∞,Es→∞；2當h由0→∞,Es由∞→∞,其中有一最小值Esmin,相應的水深為hk；3最小比能Esmin相應K點將曲線分成上下兩支,上支Fr<1,為緩流；下支Fr>1,急流；4臨界水深hk可判斷流態(tài)：〔1當h=hk臨界流；〔2當h>hk緩流；〔3當h<hk急流3．試驗槽中水流現(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？向前或是向后移動？為什么？答：因為Q=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．長管、短管是怎樣定義的？書中介紹了哪四種復雜管道？長管：以沿程水頭損失hf為主,局部水頭損失hj和流速水頭很小〔所占沿程水頭損失hf的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〔2×6=12分1、定性繪出圖示管道的總水頭線和測壓管水頭線.VV0=0V4≠0V1V2V3V0=0V4≠0V1V2V3總水頭線測壓管水頭線2．在各段都長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.五、根據(jù)題目要求解答下列各題〔本大題共3小題,總計31分、〔本小題8分已知某流場的流速勢為,式中a為常數(shù),試求：〔1ux及uy；〔2流函數(shù)方程.2、〔本小題12分一四通叉管〔如圖,其軸線均