第七章明槽恒定流动 1、缓变流一定是缓流,急变流一定是急流 2、棱柱形明渠中形成S2型水面曲线时,其弗劳德数Fr沿程减小。 3、S2型水面曲线是发生在 (1)缓坡渠道中的缓流 (2)陡坡渠道中的缓流 (3)缓坡渠道中的急流 (4)陡坡渠道中的急流 4、在明渠渐变流中 (1)总水头线一定平行于底坡线 (2)总水头线与自由水面相重合 (3)测压管水头线与自由水面一致 (4)水面线与底坡线平行 (1)从层流过渡到紊流(2)从陡坡过渡到缓坡3)从缓流过渡到急流(4)从急流过渡到缓流) 5、发生水跃的充分必要条件是 6、已知某水闸下游收缩断面水深h0=06m(相应的跃后水深hc0"=3.5m),临界水深hc=1.6m,下游河道水深t 14m,则闸下将发生 (1)远离水跃 (2)临界水跃 (3)淹没水跃 (4)急流 7、明渠中发生M3、S3、H3、A3型水面曲线时,其弗劳德数Fr (1)小于1 (2)等于1 (3)大于1 (4)无法确定 8、有两条梯形断面渠道1和2,已知其流量、边坡系数、糙率和底宽均相同,但底坡>n2,则其均匀流水深h和 ha2的关系为 (I)hoI >h02 (2)0l ho ()01= ho (4)无法确定 9、有两条梯形断面渠道1和2,已知其流量、边坡系数、底坡和糙率均相同,但底宽b1>b2,则其均匀流水深ho 和h2的关系为 (2ho1小于ho 3)相等 4)无法确定 10、有两条梯形断面渠道Ⅰ和2,其流量、边坡系数、底宽及底坡均相同,但糙率n1>m2,则其均匀流水深h和 ha2的关系为 (1)ho大于ho (2ho1小于ho2 (3)相等 (4)无法确定 11、有四条矩形断面棱柱形渠道,其过水断面面积、糙率、底坡均相同,其底宽b与均匀流水深h。有以下几种情 况,则通过流量最大的渠道是 (1)b1=4m ho1=lm (2)b2=2m (3)b3=2.83m 03=1.414m (4)b4=267m 04=1.5m 12、矩形明渠水流中,断面单位能量Es与势能h之比值Esh=1.8时,水流的弗劳德数Fr为 Fr>1.0 Fr<1.0 13、M型水面曲线发生在坡上,其水流属于_流。曲线的特征是 14、两条棱柱形明渠的断面形状、尺寸、底坡和通过的流量均相同,但糙率不同(n1>m2)。它们的正常水深h1_h02 临界水深helh2。 15、水跌是水流从流过渡到流的局部水力现象。当流量一定时,跌坎处的水深等于 16、水跃是水流从流过渡到流的局部水力现象:当流量一定,跃前水深增大时,跃后水深的变化是 17、在明渠水流中,发生_型水面曲线时,断面单位能量Es沿程增大:发生型水面曲线时,Es沿程减小 (各举一例) l8、若明渠均匀流水深0=3m,相应流量的临界水深he=1.5m,则弗劳德数Fr的范围为 若流量不变,糙率n增大,则F 19、在进行明渠渐变流水面曲线计算时,对于流,控制断面应选在上游:对于流,控制断面应选在下游。 20、图示为一棱柱形明渠,两段渠道的断面形状、尺寸及底坡均相同,但糙率不同(n1<n2)。则其正常水深ho1和 2的比较是 临界水深hel和h2的比较是 临界底坡ll和i2的比较是 21、棱柱形明渠恒定渐变流基本微分方程d駟ds=(J)l-Frˉ)表示水深h沿程变化规律,其分子反映水流的 分母反映水流的 22、平底棱柱形明渠的水跃函数为 水跃的前后水深以h和h表示,则有水跃 函数关系式 23、明渠水流的弗劳德数Fr表示水流的力与力作用之比,可作为判别流态的标准,当水流为急流时, 力作用为主,Fr 当水流为缓流时,力作用为主,Fr 24、定性绘出图示棱柱形明渠的水面曲线,并注明曲线名称。(各渠段均充分长,各段糙率相同)
37 第七章 明槽恒定流动 1、缓变流一定是缓流，急变流一定是急流。 ( ) 2、棱柱形明渠中形成 S2 型水面曲线时，其弗劳德数 Fr 沿程减小。 ( ) 3、S2 型水面曲线是发生在 ( ) (1) 缓坡渠道中的缓流 (2) 陡坡渠道中的缓流 (3) 缓坡渠道中的急流 (4) 陡坡渠道中的急流 4、在明渠渐变流中 ( ) (1)总水头线一定平行于底坡线 (2)总水头线与自由水面相重合 (3)测压管水头线与自由水面一致 (4)水面线与底坡线平行 5、发生水跃的充分必要条件是 ( ) (1)从层流过渡到紊流 (2)从陡坡过渡到缓坡 (3)从缓流过渡到急流 (4)从急流过渡到缓流 6、已知某水闸下游收缩断面水深 hc0 = 0.6 m (相应的跃后水深 hc0 = 3.5 m) ,临界水深 hc = 1.6 m，下游河道水深 t = 1.4 m ,则闸下将发生 ( ) (1)远离水跃 (2) 临界水跃 (3) 淹没水跃 (4) 急流 7、明渠中发生 M3、S3、H3、A3 型水面曲线时，其弗劳德数 Fr ( ) (1)小于 1 (2)等于 1 (3)大于 1 (4)无法确定 8、有两条梯形断面渠道 1 和 2，已知其流量、边坡系数、糙率和底宽均相同，但底坡 i1 > i2 ,则其均匀流水深 h01 和 h02 的关系为 ( ) (1)h01 > h02 (2)h01 < h02 (3)h01 = h02 (4)无法确定 9、有两条梯形断面渠道 1 和 2，已知其流量、边坡系数、底坡和糙率均相同，但底宽 b1 > b2 ,则其均匀流水深 h01 和 h02 的关系为 ( ) (1)h01 大于 h02 (2)h01 小于 h02 (3)相等 (4)无法确定 10、有两条梯形断面渠道 1 和 2，其流量、边坡系数、底宽及底坡均相同，但糙率 n1 > n2，则其均匀流水深 h01 和 h02 的关系为 ( ) (1)h01 大于 h02 (2)h01小于 h02 (3)相等 (4) 无法确定 11、有四条矩形断面棱柱形渠道，其过水断面面积、糙率、底坡均相同，其底宽 b 与均匀流水深 h。有以下几种情 况，则通过流量最大的渠道是 ( ) (1) b1 =4 m ， h01 =1m (2) b2 =2 m ， h02 = 2m (3) b3 = 2.83 m ， h03 = 1.414m (4) b4 = 2.67 m ， h04 = 1.5m 12、矩形明渠水流中，断面单位能量 Es 与势能 h 之比值 Es /h =1.8 时，水流的弗劳德数 Fr 为 ( ) (1) Fr >1.0 (2) Fr <1.0 (3) Fr =1.0 (4) 不定 13、M2 型水 面曲 线发 生在____坡 上， 其水 流属 于_____ 流。 曲线 的特 征是_____________________________ ______________________________。 14、两条棱柱形明渠的断面形状、尺寸、底坡和通过的流量均相同，但糙率不同( n1 > n2)。它们的正常水深 h01 ___h02 ; 临界水深 hc1 ___hc2 。 15、水跌是水流从____流过渡到____流的局部水力现象。当流量一定时，跌坎处的水深等于_______。 16、水跃是水流从_____流过渡到_____流的局部水力现象；当流量一定，跃前水深增大时，跃后水深的变化是 ____________。 17、在明渠水流中，发生____型水面曲线时，断面单位能量 Es 沿程增大；发生____型水面曲线时，Es 沿程减小。 (各举一例) 18、若明渠均匀流水深 h0 =3m，相应流量的临界水深 hc=1.5m，则弗劳德数 Fr 的范围为_________________。 若流量不变，糙率 n 增大，则 Fr ______。 19、在进行明渠渐变流水面曲线计算时，对于____流，控制断面应选在上游；对于____流，控制断面应选在下游。 20、图示为一棱柱形明渠，两段渠道的断面形状、尺寸及底坡均相同，但糙率不同 (n1 < n2)。则其正常水深 h01 和 h02 的比较是__________，临界水深 hc1 和 hc2 的比较是____________,临界底坡 ic1 和 ic2 的比较是 _______ _______。 21、棱柱形明渠恒定渐变流基本微分方程 d h/d s =(i-J )/(1-Fr 2 )表示水深 h 沿程变化规律，其分子反映水流的 ___________________，分母反映水流的____________________________。 22、平底棱柱形明渠的水跃函数为______________________________,水跃的前后水深以 h 和 h 表示，则有水跃 函数关系式_________________________。 23、明渠水流的弗劳德数 Fr 表示水流的_____力与_____力作用之比，可作为判别流态的标准，当水流为急流时， _____力作用为主，Fr ______，当水流为缓流时，_____力作用为主，Fr ______。 24、定性绘出图示棱柱形明渠的水面曲线，并注明曲线名称。(各渠段均充分长，各段糙率相同)
25、定性绘出图示棱柱形明渠的水面曲线,并注明曲线名称。(各渠段均充分长,各段糙率相同) 26、定性绘出图示两段宽度不同的棱柱形明渠的水面曲线,并注明曲线名称。(各渠段均充分长,各段糙率 相同) i <ic (an (T■ 27、定性绘出图示棱柱形明渠的水面曲线,并注明曲线名称。(各渠段均充分长,各段糙率相同) 28、定性绘出图示棱柱形明渠的水面曲线,并注明曲线名称。(各渠段均充分长,各段糙率相同) 29、下列两图中所绘水面线是否正确,试分析改正之 30、宽矩形渠道由三段组成,均为长渠,三段渠道底宽均相等。AB渠段糙率为,BC渠段糙率为n,CD渠段糙 率为n3,m1<n3<n2。三段渠道底坡相等(心)。定性绘制水面线,并注明水面线类型 1、水库经长泄洪洞泄洪,泄洪洞断面为矩形,洞内水流为无压流,其纵剖面如图所示。洞后接一等宽的 矩形长陡坡,出口为平底矩形消能池。试定性绘出水面曲线,并标明型号。 co:收缩断面水深;临界底坡,hc:临界水深:d:消能池池深
38 25、定性绘出图示棱柱形明渠的水面曲线，并注明曲线名称。(各渠段均充分长，各段糙率相同) 26、定性绘出图示两段宽度不同的棱柱形明渠的水面曲线，并注明曲线名称。(各渠段均充分长，各段糙率 相同) 27、定性绘出图示棱柱形明渠的水面曲线，并注明曲线名称。(各渠段均充分长，各段糙率相同) 28、定性绘出图示棱柱形明渠的水面曲线，并注明曲线名称。(各渠段均充分长，各段糙率相同) 29、下列两图中所绘水面线是否正确，试分析改正之。 30、宽矩形渠道由三段组成，均为长渠，三段渠道底宽均相等。AB 渠段糙率为 n1，BC 渠段糙率为 n2，CD 渠段糙 率为 n3，n1 < n3 <n2 。三段渠道底坡相等 ( i> ic )。定性绘制水面线，并注明水面线类型。 31、水库经长泄洪洞泄洪，泄洪洞断面为矩形，洞内水流为无压流，其纵剖面如图所示。洞后接一等宽的 矩形长陡坡，出口为平底矩形消能池。试定性绘出水面曲线，并标明型号。 hc0 : 收缩断面水深； ic :临界底坡; hc : 临界水深； d : 消能池池深
32、一宽度b=10m的矩形断面棱柱形渠道,通过流量q=313m3时,正常水深h=15m。要求 (1)判别该渠道底坡属于缓坡、陡坡或临界坡 (2)测得某断面水深h=1.25m,判别该处水流为缓流或急流,渠中发生何种水面曲线,绘出其图形 33、底坡=0.01的等宽矩形断面渠道,内盛静水。今在相距△=100m两个断面测得水深分别为h1=2m及h2=3 m。试导出微波波速C随距离S变化的关系式,并求出波从断面1到断面2所需的时间t。(203s) 34、有一梯形断面渠道,底坡0.00,边坡系数m=1.糙率m0027,过水断面面积A=10m2。求水力最佳断面 及相应的最大流量。若改为矩形断面,仍欲维持原有流量,且其糙率及底坡i均不变,问其最佳尺寸如何? (h=234m,b=1.94m9.19m3 s,h=226m;b=4.53m) 35、论证明渠均匀流时水力坡度、测压管水头线坡度、底坡相等,即J=p=i 36、试举出在明渠中发生临界水深的两个实例,并用图标明临界水深的位置。 37、试证宽浅矩形断面渠道中恒定均匀流时弗劳德数F="q"0ng"2)式中i为底坡;n为糙率:q为单 宽流量:g为重力加速度。 8、断面单位能量Es和单位重量液体总能量E有什么区别?明渠均匀流Es和E沿流是怎样变化的?明渠非均匀 流Es和E沿流是怎样变化的? 39、何谓断面单位能量?试叙述断面单位能量曲线的特征
39 32、一宽度 b=1.0 m 的矩形断面棱柱形渠道，通过流量 qv =3.13 m3 /s 时，正常水深 h0=1.5 m。要求： (1)判别该渠道底坡属于缓坡、陡坡或临界坡； (2)测得某断面水深 h=1.25 m，判别该处水流为缓流或急流，渠中发生何种水面曲线，绘出其图形。 33、底坡 i=0.01 的等宽矩形断面渠道，内盛静水。今在相距 s =100 m 两个断面测得水深分别为 h1=2 m 及 h2= 3 m 。试导出微波波速 C 随距离 S 变化的关系式，并求出波从断面 1 到断面 2 所需的时间 t 。 ( 20.3s ) 34、有一梯形断面渠道，底坡 i=0.0005，边坡系数 m=1,糙率 n=0.027，过水断面面积 A＝10 m2。求水力最佳断面 及相应的最大流量。若改为矩形断面，仍欲维持原有流量，且其糙率及底坡 i 均不变，问其最佳尺寸如何? ( h=2.34m; b=1.94m; 9.19m3 /s; h=2.26m; b=4.53m ) 35、论证明渠均匀流时水力坡度、测压管水头线坡度、底坡相等，即 J = Jp= i 。 36、试举出在明渠中发生临界水深的两个实例，并用图标明临界水深的位置。 37、试证宽浅矩形断面渠道中恒定均匀流时弗劳德数 /( ) 9 / 2 0 1 / 1 0 9 / 1 0 1 / 2 F r = i q n g 式中 i 为底坡；n 为糙率；q 为单 宽流量；g 为重力加速度。 38、断面单位能量 Es 和单位重量液体总能量 E 有什么区别?明渠均匀流 Es 和 E 沿流是怎样变化的?明渠非均匀 流 Es 和 E 沿流是怎样变化的? 39、何谓断面单位能量?试叙述断面单位能量曲线的特征
0、有一由两段不同底坡i1和n的渠道相连接的棱柱形明渠,渠道断面为矩形,宽度b=3m。当通过流量q= 15m3时,已知n1和2渠段的正常水深分别为1=07m,h02=2m要求 (1)判别上、下游渠道各为何种底坡 (2)确定水跃发生在哪一渠段上 (3)定性绘出渠道的水面曲线,并注明曲线的名称 41、图示为一渐变扩散渠段AB连接二棱柱形长渠。已知渠道断面为矩形,上游渠宽b1=3m,正常水深ho1=1.!8m 下游渠宽b2=4m,正常水深h02=2m,渐变段底坡=0,上游端断面A处水深h=194m,渠中流量q√=10m3k。要 求绘出水面曲线相接图,并注明棱柱形渠段的水面曲线类型 42、图示为四种过水断面形状不同的明渠,但其过水断面面积、糙率、底坡均相同,试论证并比较各明渠通过流量 的大小。(q>q>q。>q。) 43、证明急流通过矩形断面明渠中的障碍物时,障碍物上的水面必然上升。即图中h1<h2+a 44、试分析以下三种水面线发生的可能性,如能发生,请说明发生的条件,曲线名称符号及h和h2的取值大小 或范围
40 40、有一由两段不同底坡 i1 和 i2 的渠道相连接的棱柱形明渠，渠道断面为矩形，宽度 b=3 m。当通过流量 qv= 15 m3 /s 时，已知 i1 和 i2 渠段的正常水深分别为 h01=0.7 m，h02 =2 m。要求： (1)判别上、下游渠道各为何种底坡； (2)确定水跃发生在哪一渠段上； (3)定性绘出渠道的水面曲线，并注明曲线的名称。 41、图示为一渐变扩散渠段 AB 连接二棱柱形长渠。已知渠道断面为矩形，上游渠宽 b1 =3 m，正常水深 h01=1.8 m， 下游渠宽 b2=4 m，正常水深 h02=2 m，渐变段底坡 i=0，上游端断面 A 处水深 h=1.94 m; 渠中流量 qv=10 m3 /s。要 求绘出水面曲线相接图，并注明棱柱形渠段的水面曲线类型。 42、图示为四种过水断面形状不同的明渠，但其过水断面面积、糙率、底坡均相同，试论证并比较各明渠通过流量 的大小。 ( qd qa qc qb ) 43、证明急流通过矩形断面明渠中的障碍物时，障碍物上的水面必然上升。即图中 h1 h2 + a。 44、试分析以下三种水面线发生的可能性，如能发生，请说明发生的条件，曲线名称符号及 h1 和 h2 的取值大小 或范围
45、图示为一矩形断面平底明渠中的水跃,水跃底部有一低坎。已知单宽流量q=6m/。跃前水深h 5m,水流作用在单宽低坎上的总压力R'=(gh2)/2。取动量校正系数为1 (1)求跃后水深h2 (h2=355m;无低坎时h=359m) (2)此跃后水深与无低坎时的跃后水深相比,哪个大?大多少? 46、已知梯形断面渠道的底宽b=1m,边坡系数m=l。在水平渠段上的水跃共轭水深为h1=02m,h2=0.6m,求通 过渠道的流量φ。[梯形断面形心的深度k=h(3b+2bh)/6(b+mh)](q,=0.849m3/s) 47、某矩形断面平底渠道,底宽b=7m,通过流量q=40m/s。若渠中发生水跃时,跃前水深h=0.8m。求该水跃 的水头损失。(2=407×2.5)=2.28ms:AE=064m) 48、梯形断面壤土渠道,已知通过流量Q=10.5m3/s,底宽b=89m,边坡系数m=1.5,正常水深h。=125m 糙率n=0.025,求底坡讠和流速v (i=0.000377,v=0.78m/s 49、有一灌溉干渠,断面为梯形,底宽b=22m,边坡系数m=1.5,实测流量Q=81lm3/s时,均匀流水深 ho=2m,在1800m长的顺直渠段水面落差Ah=0.5m,求渠道的糙率n。(m=0.0228 50、一石渠的边坡系数m=0.1,糙率n=0020,底宽b=4.3m,水深h=2.75m,底坡i=1/2000,求流量和
41 45、图示为一矩形断面平底明渠中的水跃，水跃底部有一低坎。已知单宽流量 q = 6 m2 /s 。跃前水深 h1 = 0.5m，水流作用在单宽低坎上的总压力 ( ) / 2 2 R = gh1 。取动量校正系数为 1。 (1)求跃后水深 h2； ( h2 = 3.55m ；无低坎时 h2= 3.59m ) (2)此跃后水深与无低坎时的跃后水深相比，哪个大?大多少? 46、已知梯形断面渠道的底宽 b=1m，边坡系数 m=1。在水平渠段上的水跃共轭水深为 h1=0.2 m，h2=0.6 m，求通 过渠道的流量 qv。[梯形断面形心的深度 hc= h(3b + 2bh)/ 6(b + mh) ] ( q 0.849m /s 3 v = ) 47、某矩形断面平底渠道，底宽 b=7 m，通过流量 qv=40 m3 /s。若渠中发生水跃时，跃前水深 h1=0.8 m。求该水跃 的水头损失。 (v2=40/(72.5)=2.28m/s； E = 0.64m ) 48、梯形断面壤土渠道，已知通过流量 Q 10.5m /s 3 = ，底宽 b = 8.9m ，边坡系数 m =1.5 ，正常水深 h0 =1.25m ， 糙率 n = 0.025 ，求底坡 i 和流速 v 。 ( i=0.000377 ,v=0.78m/s ) 49、有一灌溉干渠，断面为梯形，底宽 b = 2.2m ，边坡系数 m =1.5 ，实测流量 Q 8.11m /s 3 = 时，均匀流水深 h0 = 2m ，在 1800m 长的顺直渠段水面落差 h = 0.5m ，求渠道的糙率 n 。 (n=0.0228 ) 50、一石渠的边坡系数 m = 0.1 ，糙率 n = 0.020 ，底宽 b = 4.3m ，水深 h = 2.75m ，底坡 i = 1/ 2000 ，求流量和