《工程水力計(jì)算》項(xiàng)目六 明渠水力計(jì)算自測題

項(xiàng)目六明渠水力計(jì)算第一部分明渠均勻流一、名詞解釋1．底坡2．順坡3．平坡4．逆坡5．糙率6．流量模數(shù)7．正常水深8．綜合糙率9．水力最佳斷面二、填空1．我們通常把渠底線與水平線夾角的正弦，稱為渠道的，以表示。2．矩形渠道水力最佳斷面的特征是。3．明渠非均勻流的水力特征是不相等，且水面線為線。三、簡答題1．明渠均勻流的渠底坡度、水面坡度和水力坡度之間有何關(guān)系？2．要產(chǎn)生明渠均勻流，渠道需要滿足哪些條件？3．平坡和逆坡渠道上能產(chǎn)生明渠均勻流嗎？為什么？4．一順坡棱柱體渠道根據(jù)生產(chǎn)要求需加大輸水能力，可采取哪些措施？5．在渠道設(shè)計(jì)中，為什么必須正確選定糙率？若選擇不合理（過大或過?。?，會產(chǎn)生什么后果？6．什么是水力最佳斷面？渠道是否都應(yīng)按水力最佳斷面設(shè)計(jì)？為什么？7．明渠非均勻流的水力特性是什么？8．?dāng)嗝姹饶芘c水流能量有何區(qū)別？9．矩形斷面明渠中，若水流為臨界流時(shí)，其斷面比能與臨界水深之間有何關(guān)系？10．兩條渠道斷面形狀、尺寸、糙率、底坡都一樣，它們的臨界水深一樣嗎？若兩條渠道的流量相同，斷面形狀、尺寸也相同，糙率、底坡不一樣，它們的臨界水深一樣嗎？11．在同一條梯形渠道里有兩個(gè)渠段，在下列三種情況下，兩段渠道的正常水深和臨界水深是否相同？如果不同，哪個(gè)大，哪個(gè)小？（1）>（Q、、、都相等）；（2）>（Q、、、都相等）；（3）>（Q、、、都相等）12．底坡一定的渠道，就可以肯定它是陡坡或緩坡嗎？為什么？13．水利工程中用水躍消能時(shí)，最理想的是哪種水躍？為什么？14．在非均勻流時(shí)，緩坡上能否有急流，陡坡上能否有緩流？舉例說明。15．在彎曲河段修建引水渠時(shí)，渠首應(yīng)選在哪一岸較好？為什么？四、計(jì)算題1．某干渠為梯形土渠，通過流量Q=35m3/s，邊坡系數(shù)=1.5，底坡=1/5000，糙率=0.020。試按水力最佳斷面原理設(shè)計(jì)渠道斷面。2．矩形渠槽，底寬b=4m，水深=1.5m，槽底糙率=0.0225，槽壁兩邊的糙率分別為=0.02和=0.025，試計(jì)算綜合糙率。3．一梯形斷面渠道，底坡=0.008，糙率=0.030，邊坡系數(shù)=1.0，底寬b=4.0m，水深=2.0m，求此渠道的流速和流量。4．一半圓混凝土U型渠槽，如圖6—1，寬1.2m，渠道底坡=1/1000，糙率=0.017，當(dāng)槽內(nèi)均勻流水深=0.8m時(shí)，求此渠槽的過水能力。5．有一環(huán)山渠道如圖6—2所示，底坡=0.002?？可揭贿叞?:0.5的邊坡開挖，=0.0275；另一邊為直立的混凝土邊墻，=0.017；渠底寬度b=2.0m，=0.020。試求=1.5m時(shí)輸送的流量。6．一梯形土渠，渠道中的水均勻流動。已知：渠中流量Q=30m3/s，底寬b=10m，邊坡系數(shù)m=1.5，底坡i=0.0005，糙率n=0.025，求：（1）正常水深，平均流速；（2）平均流速為1.5m/s，求正常水深及相應(yīng)的底坡。計(jì)圖6—1圖6—27．一條粘土渠，需要輸送的流量為2.0m3/s，初步確定渠道底坡取0.007，=1.5，=0.025，b=2.0m，試用試算法和圖解法求渠中的正常水深，并校核渠中流速。8．渠道的流量Q=30m3/s，底坡=0.009，邊坡系數(shù)=1.5，糙率=0.025，已知寬深比=1.6，求水深和底寬b。9．某干渠為矩形斷面，=1/1000，=0.0225，b=5m，試?yán)L出水深與流量關(guān)系曲線，并求出相應(yīng)于最小流量=8m3/s，設(shè)計(jì)流量=10m3/s，加大流量=14m3/s時(shí)的正常水深。10．有一混凝土圓形排水管道（=0.014），已知半徑R=2.0m，管中均勻流水深為2.5m，要求通過設(shè)計(jì)流量Q=4m3/s，試求管道底坡。第二部分明渠非均勻流一、名詞解釋1．急流2．緩流3．臨界流4．?dāng)嗝姹饶?．比能曲線6．臨界水深7．佛汝德數(shù)8．臨界底坡9．陡坡10．緩坡11．水跌12．水躍13．壅水曲線14．降水曲線15．水躍的共軛水深二、填空1．明渠水流有三種流態(tài)，分別是、和。2．當(dāng)渠道的流量、糙率、形狀、尺寸不變時(shí)，的底坡稱為臨界坡。3．水跌是明渠水流由過度到時(shí)，發(fā)生的水面急劇的局部水力現(xiàn)象。4．水躍是明渠水流由過度到時(shí)，發(fā)生的水面急劇的局部水力現(xiàn)象。5．棱柱體渠道中非均勻漸變流水面曲線共有種。其中，順坡上有種，平坡上有種，逆坡上有種。6．棱柱體渠道中水面曲線計(jì)算最基本、最常用的方法是。7．相應(yīng)于斷面比能的水深稱臨界水深；當(dāng)恰等于臨界水深時(shí)其相應(yīng)底坡稱為臨界底坡。8．在K—K線和N—N線之上的是區(qū)，兩線之下是區(qū)。9．除a3、c3型外，當(dāng)水深趨近h0時(shí)，水面曲線均以線為漸進(jìn)線，當(dāng)水深趨勢近于hk時(shí)，均于線相垂直。10．a(chǎn)和c型水面曲線都是水曲線，b型水面曲線是水曲線。11．水躍計(jì)算的基本任務(wù)主要是計(jì)算水深以及長度。12．從工程角度考慮，理想的水躍銜接是式水躍，遠(yuǎn)驅(qū)式水躍銜接時(shí)，建筑物后有相當(dāng)長一段水流處于狀態(tài)。13．橋前壅水深H=2.0m深，正常水深h0=1.0m，臨界水深hk=1.2m，其橋前水面曲線是。型，當(dāng)h0>h>hk時(shí)，水面曲線為型。14．根據(jù)佛汝德數(shù)，判別流態(tài)為急流或緩流，當(dāng)Fr時(shí)為急流。此時(shí)h與hk的關(guān)系必為。16．?dāng)嗝姹饶苁且詾榛鶞?zhǔn)面，水流所具有的能。15．?dāng)嗝姹饶芘c水深關(guān)系曲線在臨界水深點(diǎn)把曲線分成二支，當(dāng)水深大于hk時(shí)，屬曲線上支，為流區(qū)，其佛汝德數(shù)Fr1。三、選擇題1．兩條渠道的斷面水頭、尺寸、糙率以及流量均相等，若底坡i1>i2，則正常水深（）。A.h01>h02；B.h01<h02；C.h01=h02；2．非均勻流的水流基本現(xiàn)象是（）A.水跌、水躍、壅水、降水；B.急流、緩流、臨界流；C.有壓流、自由流、急變流；D.明渠流、圓管流、堰流、閘孔出流3．?dāng)嗝姹饶苁侵福ǎ〢.；B.；C.4．非均勻流的平坡、逆坡渠道的斷面比能（）A.沿程減少；B.沿程不變；C.沿程增加；D.沿程可增可減5．?dāng)嗝姹饶芎瘮?shù)Es=f（h）是（）A.單調(diào)增加；B.單調(diào)減少；C.由∞漸減到最小值后又增加至∞；D.由極小值漸增到極大值后又減至極小值6．臨界水深是（）A.均勻流時(shí)發(fā)生的水深；B.通過設(shè)計(jì)流量時(shí)的水深；C.斷面比能最大的相應(yīng)水深；D.斷面比能最小的相應(yīng)水深7．底坡一定的棱柱型渠道（）A.永遠(yuǎn)是陡坡或緩坡B.可能是陡坡或緩坡，不會為臨界坡；C.它可能是陡坡、緩坡或臨界坡8．臨界水深與（）A.流量、斷面形狀、尺寸、底坡有關(guān)；B.流量、斷面形狀、尺寸、糙率有關(guān)；C.流量、斷面形狀、糙率、底坡有關(guān)；D.流量、斷面形狀、尺寸有關(guān)；9．對非均勻流判別流態(tài)（）A.在任何情況下都有可以用實(shí)際底坡與臨界底坡對比；B.只能用實(shí)際流速與臨界流速對比；C.可以實(shí)際水深與臨界水深對比或佛汝德數(shù)判定10．緩流時(shí)Fr（）A.<1；B.>1；C.<0；D.>0；E.=1；F.=011．緩坡河渠橋前發(fā)生的水面曲線是（）Aa1；Ba3；Cb0；Dc112．當(dāng)h〞c<ht（下游天然水深）時(shí)，發(fā)生的水躍是（）A.遠(yuǎn)驅(qū)式；B.淹沒式；C.臨界式13．急變流的流線是（）。A.近乎平行；B.夾角很大；C.曲率很??；D.夾角很小14．當(dāng)渠道斷面水頭尺寸、糙率均不變，通過一定流量時(shí)，若底坡改變，則正常水深h0和臨界水深hk的情況是（）A.hk變而h0不變；B.h0變而hk不變；C.h0和hk都變；D.h0和hk都不變15．急流槽陡坡終點(diǎn)水深為槽內(nèi)正常水深情況是（）A.臨界水深；B.正常水深；C.設(shè)計(jì)水深；D.天然水深16．在急流槽上段水面曲線是（）A.a型；B.b型；C.c型；17．急流槽陡坡終點(diǎn)水深為槽內(nèi)正常水深情況是（）A.實(shí)際陡坡長小于水面曲線計(jì)算長；B.實(shí)際陡坡長大于水面曲線計(jì)算長；C.和實(shí)際陡坡長與水面曲線對比無關(guān)四、作圖題試定性分析下圖所示棱柱體渠道中可能出現(xiàn)的水面曲線形式，并標(biāo)注水面線名稱。（渠道有足夠長度，且流量、糙率沿程不變）五、計(jì)算題1．一矩形斷面棱柱體渠道，底寬b=2m，底坡i=0.0001，糙率n=0.015，渠中流量Q=8m3/s。（1）試求此渠道的臨界水深hk；（2）試求此渠道的臨界底坡ik；（3）判別此渠道的底坡是緩坡還是陡坡；（4）判別此渠道中的均勻流是否為緩流。2．某梯形排水渠道，底寬b=2m，水深h=1m，邊坡系數(shù)m=1.5，粗糙系數(shù)n=0.020，底坡i=0.0003。求（1）渠道水流為均勻流時(shí)的流速及流量；（2）判別水流流態(tài)。3．某梯形斷面渠道，流量Q=3m3/s，底寬b=2m，邊坡系數(shù)=1.5，試?yán)L出斷面比能曲線，并由該曲線求出臨界水深。4．某梯形斷面長渠，底寬b=2m，糙率=0.017，底坡=0.0007，通過的流量Q=6.9m3/s，試判別渠道的底坡是陡坡還是緩坡，渠道中產(chǎn)生的均勻流是緩流還是急流？5．某灌溉渠道為矩形斷面，底寬b=4m，通過的流量Q