水文学试题与答案.docx
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水文学试题与答案.docx
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水文学试题与答案
二、名词解释(共12分)
1、径流系数:
降雨量与相应径流深之比。
2、重现期:
某事件在多年期间重复出现的时间间隔之平均数。
3、水库调节周期:
从库空到库满再到库空所经历的时间。
4、防洪限制水位:
汛期洪水来临前允许兴利蓄水的上限水位。
1径流模数:
单位面积上的产流量。
2、水文资料的一致性:
水文资料系列的试验基础是相同的。
3、正常高水位:
为满足兴利要求在供水期开始应蓄到的水位。
4、结合库容:
汛期限制水位与正常高水位之间的库容。
三、是非题(共10分,在正确的题号上打“√”,在错误的题号上打“×”。
)
1、一般而言,一次降雨所形成的河川径流包括地面径流、壤中流和浅层地下径流。
2、一流域年径流量的变差系数越大对水资源的开发利用越有利。
3、一般而言,水文资料系列越长其代表性越高。
4、P—Ⅲ型曲线有三个统计参数,即均值、变差系数和偏态系数。
5、计算有特大值的不连序系列的经验频率的两种方法,对特大值经验频率的计算方法是不同的。
6、由设计暴雨推求设计洪水的过程引入了一个假定:
暴雨与洪水同频率。
7、小流域设计暴雨采用暴雨强度公式法,而在暴雨强度公式中,当暴雨历时很长很长时,暴雨强度趋于零,显然边界条件不符合实际,因此采用暴雨强度公式设计暴雨的误差肯定是很大很大的。
8、同一流域不同时段长的单位线是相同的。
9、水库兴利调节计算的原理是水量平衡,而且是在调节周期内进行来水与用水的平衡计算。
10、水库调洪计算的原理仍然是水量平衡,只不过方程的具体形式与水库兴利调节计算的不同罢了。
、1、对;2、错;3、对;4、对;5、错;6、对;7、错;8、错;9、对;10、错
1、选择题:
(1)在水力学中,单位质量力是指()
a、单位面积液体受到的质量力;b、单位体积液体受到的质量力;
c、单位质量液体受到的质量力;d、单位重量液体受到的质量力。
答案:
c
(2)在平衡液体中,质量力与等压面()
a、重合;b、平行c、斜交;d、正交。
答案:
d
(3)水力学中的一维流动是指()
a、恒定流动;b、均匀流动;
c、层流运动;d、运动要素只与一个坐标有关的流动。
答案:
d
(4)有压管道的管径d与管流水力半径的比值d/R=()
a、8;b、4;c、2;d、1。
答案:
b
(5)同种液体通过两根相同长度,但粗糙高度不同的等直径长直管道,当雷诺数Re相
同时,它们的水头损失在()内是相同的。
a、层流;b、层流至紊流过渡区;c、紊流光滑区;
d、紊流过渡区;e、紊流粗糙区
答案:
a、b、c
(6)在缓坡明渠中不可能发生的流动是()
a、均匀缓流;b、均匀急流;c、非均匀缓流;d、非均匀急流。
答案:
a、c、d
(8)渗流研究的对象是()的运动规律
a、重力水;b、毛细水;c、气态水;d、薄膜水。
答案:
a
2、判断题:
(1)任意受压面上的平均压强等于该受压面形心处的压强。
()
答案:
错误
(2)水流总是从压强大的地方向压强小的地方流动。
()
答案:
错误
(3)同样条件下直接水击比间接水击更不安全。
()
答案:
正确
(5)在正坡非棱柱渠道内可以形成均匀流。
()
答案:
错误
(6)矩形断面水力最佳断面的宽深比β=2。
()
答案:
正确
(7)明槽水流的断面比能沿流程总是减小的。
()
答案:
错误
(8)在流量和渠道断面形式一定的条件下,跃前水深越大,跃后水深也越大。
()
答案:
错误
3、问答题:
(1)什么是理想液体?
为什么要引入理想液体的概念?
答案:
理想液体是指没有粘滞性的液体。
实际液体都具有粘滞性,在液体流动中引起能量损失,给分析液体运动带来很大困难。
为了简化液体运动的讨论,引入了理想液体的概念,分析其运动规律,再考虑粘滞性加以修正,可以得到实际水流运动规律,这是水力学中重要的研究方法。
(2)简述尼古拉兹实验中沿程水力摩擦系数λ的变化规律。
答案:
通过尼古拉兹实验发现:
在层流中λ仅是雷诺数Re的函数并与Re成反比;在层流到紊流过渡区,λ仅是Re的函数;在紊流光滑区λ=f1(Re),过渡区λ=f2(Re,),粗糙区λ=f3(),紊流粗糙区又称阻力平方区。
(3)从力学意义上解释明渠均匀流只能在正坡渠道中产生的原因。
答案:
均匀流的断面平均流速水头和压强水头沿程不变,但水流运动总要消耗能量,因此从能量方程来分析,只能消耗位能克服水流阻力。
所以均匀流只能产生在正坡渠道中。
(4)在渗流计算中达西定律与杜比公式有何区别?
答案:
达西定律适用于任一点的渗流流速u=kJ,其适用于恒定均匀层流渗流;而杜比公式是适用于恒定非均匀渐变层流渗流,同一过水断面上各点的渗流流速都相等且等于v=kJ。
4、作图题:
定性绘出图示棱柱形明渠的水面曲线,并注明曲线名称及流态。
(各渠段均充分长,各段糙率相同)。
解:
5、计算题:
1.图示一跨河倒虹吸管,正方形断面面积A=0.64m2,长l=50m,两个30。
折角、进口和出口的局部水头损失系数分别为ζ1=0.2,ζ2=0.5,ζ3=1.0,沿程水头损失系数λ=0.024,上下游水位差H=3m。
求通过的流量Q。
解:
2.从水箱接一橡胶管道及喷嘴(如图)。
橡胶管直径D=7.5cm,喷嘴出口直径d=2.0cm。
水头H=5.5M。
由水箱至喷嘴的水头损失hw=0.5m。
用压力表测得橡胶管与喷嘴接头处的压强p=4.9Ncm2。
如用手握住喷嘴,需要多大的水平力R,行近流速v0=0,取动能校正系数均为1。
解:
列水箱渐变流断面11和喷嘴出口断面22能量方程
列X向动量方程
水流对喷嘴冲击力
即为手握喷嘴所需之力。
)
3.有一梯形渠道,底宽b=10m,水深h=3m,边坡为1:
1,糙率n=0.014,底坡i=0.001。
如流动在紊流粗糙区,求流量Q。
解:
m2
m
Q=A.C.(RJ)0.5=145.1m3/s
]一、是非题(正确的划“√”,错误的划“×”)
(本大题分10小题,每小题1.5分,共15分)
1、在连续介质假设的条件小,液体中各种物理量的变化是连续的。
(√)
2、相对压强可以大于、等于或小于零。
(√)
3、紊流可以是均匀流,也可以是非均匀流。
(√)
4、谢才系数C的单位是m(×)
5、在渗流模型中,任意一微小过水断面的平均渗流流速u应比该断面实际渗流的
真实断面平均流速u小。
(√)
6、均匀缓流只能在缓坡上发生,均匀急流只能在陡坡上发生。
(√)7、公式
既适用于层流,也适用于紊流。
(√)
8、串联长管道各管段的水头损失可能相等,也可能不相等。
(√)
9、其它条件相同时,实用堰的流量系数大于宽顶堰的流量系数。
(√)
10、局部水头损失系数可以用尼古拉兹的试验图来分析说明其规律。
(×)
(本大题分5小题,每小题2分,共10分)
1、静止液体中同一点各方向的压强(
(1))
(1)数字相等
(2)数值不相等
(3)仅水平方向数值相等(3)铅直方向数值最大
2、可以形成均匀急流的明渠底坡是(
(2))
(1)缓坡
(2)陡坡
(3)平坡(4)负坡
3、宽顶堰流量系数m的最大值为(
(2))
(1)0.30
(2)0.385(3)0.502(4)0.75
4、流函数((3))
(1)在等势面上为常数
(2)只有在无旋流中才存在
(3)沿流线为常数(4)表达了速度与压强的关系
三、思考题(4×8=32分)
1.图(a)表示一水闸正在提升闸门放水,图(b)表示一水管正在打开阀门放水,若它们的上游水位均保持不变,问此时的水流是非符合A1V1=A2V2的连续方程?
为什么?
答:
不符合,因连续方程适用条件为:
恒定流;而以上两种情况均为非恒定流。
2.何谓断面比能曲线?
比能曲线有哪些特征?
答:
一、比能曲线:
当流量Q,过水断面形状,尺寸一定时,断面比能Es随水深h的变化关系曲线:
二、特征:
1)一条二次曲线,下端以水平轴线为渐进线,h→0,Es→∞;曲线上端与以坐标轴成45°角直线为渐近线h→∞,Es→∞;
2)当h由0→∞,Es由∞→∞,其中有一最小值Esmin,相应的水深为hk;
3)最小比能Esmin相应K点将曲线分成上下两支,上支Fr<1,为缓流;下支Fr>1,急流;
4)临界水深hk可判断流态:
(1)当h=hk临界流;
(2)当h>hk缓流;
(3)当h 3.试验槽中水流现象如图示,流量不变,如提高或降低一些尾门(尾门之前的水流始终为缓流),试分析水跃位置是否移动? 向前或是向后移动? 为什么? 答: 因为Q=常数,所以: 1)尾门提高,跃后水深下降,跃前水深h上升,故水跃向后移; 2)尾门降低,跃后水深上升,跃前水深h下降,故水跃向前移。 4.长管、短管是怎样定义的? 书中介绍了哪四种复杂管道? 长管: 以沿程水头损失hf为主,局部水头损失hj和流速水头很小(所占沿程水头损失hf的5%以下); 短管: 局部水头损失hj和流速水头在总水头损失中所占比例较大,不能忽略的管道。 书中介绍了: 串联、并联、分叉和沿程均匀泄流的管路。 四、作图题(2×6=12分) 1、定性绘出图示管道的总水头线和测压管水头线。 2.在各段都长而直的棱柱体渠道中,已知Q,糙率n均为一定,试定性绘出下列各渠道中的水面线。 五、根据题目要求解答下列各题(本大题共3小题,总计31分) 、(本小题8分) 已知某流场的流速势为 ,式中a为常数,试求: (1)ux及uy; (2)流函数方程。 2、(本小题12分) 一四通叉管(如图),其轴线均位于同一水平面内,两端输入流量Q1=0.2m3/s,Q3=0.1m3/s,相应断面动水压强p1=20kPa,p3=15kPa,两侧叉管直接喷入大气,已知各管直径d1=0.3m,d2=0.2m,d3=0.15m,θ=30°。 试求交叉处,水流对管壁的作用力(忽略摩擦力)。 x 3、如图所示,水从水箱A流入水箱B,管路长l为25m,管径d为25mm,沿程阻力系数λ为0.03,管路中有两个90弯管 及一个闸板式阀门 ,当两水箱的水位差H为1.0m时,试求管内通过的流量为若干?
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