武汉大学水力学复习题及答案 下载本文

15、某完全普通井。井底至一水平不透水层。在不从井中取水时,井水位高 H ,取水流量为 qv 时,井中水位 为 h 。渗流系数为 k ,井的半径为 r0。试求井周围渗水层中的浸润线方程。 ( z2?h0? 20.733qvrlg ) kr0 16、现有一承压含水层,渗流系数为 k ,厚度为 t ,现在不透水层上钻孔(半径 r0)至下达到不透水层,形成一 完全自流井。流量为 qv 时,井中水 位为 h0 ,试求含水层的测压管水头线方程。 ( z2?h0?

2qvrln ) 2?ktr0

17、如图所示,在渗透仪的圆管中装有均质的中沙,圆管直径 d= cm,上部装有进水管,及保持恒定水 位的溢流管

3

b 。若测得通过沙粒的渗透流量 qv= cm/s,其余数据见图,从 2-2 到 3-3 断面的水头损失 忽略不计,要求计算渗透系数。 ( s )

18、一含水层宽(垂直纸面) b=500 m,长 L=2000 m,k1=/s,k2= cm/s,厚度 T=4 m,上下游水位 如图,求通过此含水层的流量和渗流流速。 ( 5.45?10?4m/s ; 2.7?10?5cm/s )

3

19、厚度M=15m的含水层,用两个观测井(沿渗流方向的距离为l=200m)测得观测井1中的水位为,观测井2中的水位为。含水层由粗砂组成,已知渗透系数k=45m/d。试求含水层单位宽度(每米)的渗流量q。d)

-320、如图所示,一渠道与一河道相互平行。长l=300m,不透水层的底坡i=,透水层的渗透系数k=2*10cm/s。当渠中水深h1=2m,河中水深h2=4m时,求渠道向河道渗流的单宽渗流量,并计算起浸润线。 (9.434?10?3cm/d)

-321、某处地质剖面如图所示。河道的左岸为透水层,其渗透系数k=2*10cm/s。不透水层的底坡i=。距离河道1000m处的地下水深为。今在该河修建一水库,修建前河中水深为1m,地下水补给河道;修建后河中水位抬高了10m,设

2

距离1000m处的原地下水位仍保持不变。试计算建库前和建库后的单宽渗流量。 (2.64?10?3cm/s;

2

4.3?10?3cm2/s)

22、如图所示,河边岸滩有两种土壤组成。已知河道水深为5m,不透水层底坡为零。距离河道250 m 处的地下水深为12m,试求距离河道为50m处的地下水深。砂卵石的渗透系数为50m/24hr,砂的渗透系数为2m/24hr。( )

23、有一完全井如图所示。井半径r0=10cm。含水层原厚度H=8m,渗透系数k=s。抽水时井中水深保持为h0=2m,影响半径R=200m求出水量Q和距离井中心r=100m处的地下水深度h。 (7.4?10?4cm/s; )

24、如图所示,利用半径r0=10cm的钻井(完全井)左注水试验。当注水量稳定在Q=s时,井中水深h0=5m,含水层

3

为细砂构成,含水层水深H=,试求其渗透系数值。 (3.66?10?3cm/s )

25、如图所示,在基坑四周设6个抽水井,位于r=50m的圆周上。井群为正六角形分布。原地下水深度H=20m,井的

-3半径r=,总抽水量Q=s(各井平均分担)。井群的影响半径R≈600m,含水层的渗透系数k=*10cm/s。试绘制图示M-N线的地下水位线。

26、某均质土坝建于水平不透水地基上,如图所示。坝高为17m,上游水深H1=15m,下游水深H2=2m,上游边坡系数m1=3,下游边坡系数m2=2,坝顶宽b=6m,坝身土的渗透系数k=*10-2cm/s。试求单宽渗透流量并绘出浸润线。

27、试绘出如下各图中透水地基的流网图(可将图放大两倍然后绘流网)。

-628、某闸的剖面如图所示,现已给出流网,渗透系数k=2*10m/s,求单宽渗流量,单宽扬压力,及绘出下游出渗面上

7米范围内的逸出流速分布图。 (q?4.8?10?6m3/sm; m )

-329、如图所示一筑于透水地基上的水闸,渗透系数k为4*10cm/s。试用流网法求单宽渗流量,渗透压强分布图和单宽扬压力。 ( q?36.7?10 m/sm; 3255KN/m )

30、某工厂区为降低地下水位,在水平不透水层上修建了一条长100m的地下集水廊道,然后经排水沟排走。经实测,在距廊道边缘距离s为80m处地下水位开始下降,该处地下水水深H为,廊道中水深h为,由廊道排出总流量Q为s,

3

?6试求土层的渗透系数k值。 ( 4?10?2m/s )

第十二章 紊动射流和紊动扩散

1、设某排污圆管将生活污水排入湖泊,且污水与湖水密度相同,放流管的直径D0=,出流的流速u0=s,污水浓度c0=1000ppm,出口平面位于湖面下25m,若出流方向铅垂向上,试求污水到达湖面处的最大流速、最大浓度cm和断面平均稀释度S。 (um=s ,cm= ,s=

2、设题1的情况,将排污圆管改为狭长的矩形孔口,其宽度为2b0=,其余情况不变,试求污水到达湖面处的最大流速、最大浓度cm和断面平均稀释度S;问此题的结果与题1的结果相比说明什么问题。

(um=s ,cm= ,s=

3、在一静止的湖泊中,有一铅垂排放的圆形排污孔,直径为,排放污水的速度为s,排放孔在湖面下8m,试求距离排放口和的轴线流速。 (um均为 m/s)

4、宽度为的矩形明槽中充满了深度h=的静水。有质量为M0=2kg的普通盐(NaCl)投放到x=0处的水体中,并迅速扩

-52

散到明槽全断面。已知水体中盐的分子扩散系数D=10cm/s。试确定:(1)盐分随时间的纵向扩展,(可分别取t=0,579579

10,10,10s,计算W=4?x的值);(2)最大浓度随时间的变化(可分别取t=0,10,10,10s进行);(3)试绘制出时间为10s时的浓度分布。

7

x239933((1) σx=2×10)t , w=4σx;(2) Cmax(t)=) (g/m)) (g/m);(3) C=2541exp(-0.049?x2

-5

5、设一矩形断面的长直明渠,渠宽(即y坐标,以断面中心处为y坐标原点)为100m,水流沿纵向(即x坐标)为近似的均匀流,断面平均流速u=s,水深为5m。为求横向紊动扩散系数,在明渠起始断面中心处瞬时投放示踪质。当水

0

温为15C时,在下游450m处的横断面上,测得横向(即y方向的)浓度分布如下表所列(表中浓度c是对某一参考浓

2

度的相对比值)。试估算横向紊动扩散系数的值。 (EY= m/s;)

y/m -24 -21 -18 -15 -12 -9 -6 -3 0 c 22 30 45 52 60 66 74 87 87 y /m 3 6 9 12 15 18 21 24 27 c 86 86 80 55 42 31 22 16 17

12-6、在流速为s的均匀流中,测出相隔50m的上下游两点A、B处的物质浓度分别为350ppm和300ppm,设水流方

32-32

向的扩散系数为310cm/s,求两点中间位置的物质迁移率。 (q=(q1+q2)=×10g/(s cm))

7、某污染物沿一等截面静水直渠的初始浓度分布为:t=0时,0h处c=0;x=0处浓度始终为零。试求x>0处的浓度分布c(x,t)。 (c=

8、设有一火力发电厂烟囱的有效源高H=38m,连续排出的SO2源强m=s,大气风速u=s,试求距离烟囱下风向600m

-63

处的地面轴线浓度c。已知?y?34m,?z?14。 (c(x,0,0,H)=×10kg/m)

9、在一范围很大的水域中的某点上瞬时投放10kg的示踪质,在主流方向上有均匀流速u=s,求在240秒钟后,在

22x=100m、y=z=0处的浓度值,设紊动扩散系数分别为:Ex?0.2m/s,Ey?Ez?0.03m/s。 (c=

10、在三维水域中的某点上以每秒4kg的速率连续投放示踪质,均匀流速u=s,设紊动系数Ex?1.5m2/s,求扩散空间中一点(x=500m,y=50m,z=0)处的浓度值。 (c=

第一章 导 论

1、(√) 2、(×) 3、(×) 4、( 1 ) 5、( 2 ) 6、等于;相同;相反。 7、L/T

2FT/L。

2 2

;L/T;M/LT 或

-42

m/s

c02??x?2erf????4kt???x?h??x?h????erf???erf???) ???????4kt??4kt???1- 8、变形; 弹性。 9、直线; 渠底。 10、连续介质。 11、相反;相同。 12、μ= Pa·s ;ν=×1013、则薄板所受切力 T=μ?3

15、ρ=m,? =μ/ρ=s,空气的μ=×10N S/m;16、 dp=×10Pa

33243

17、 ?=678(Kg/m)=(N/m), ρ=(Kgf s/m)=678(Kg/m); 18、 F= N 19、 μ= s

-5

2

7

?u+

x??x?A ; 14、ρ=1030Kg/m , s= , ? =m

3

3

20 τ0=5×10Pa ; ?-2

y?0.02?2.5?10?2Pa;?y?0.04?0; 21、 fx=ω2?cosθ, fy=ω2?sinθ, fz=-g

第二章 水静力学

1、 ( ) 2、( ) 3、( ) 4、( ) 5、( ) 6、( ) 7、( ) 8、( ) 9、( ) 10、( )

11、( 3 ) 12、( 3 ) 13、( 4 ) 14、( 3 ) 15、 ( 4 ) 16、( 2 ) 17、( 4 ) 18、( 2 ) 19、( 1 ) 20、( 2 )

21、单位重量液体的总势能 22、单位重量液体的位置势能;单位重量液体的压强势能 。23、0 ; 当地大气压强。 24、 。 25、解:

26、

27、

28、解:

29、

30、 h?p?g?2.00H2O 31、P?1 937.9 N 32、h? m 33、a= m/s2

35、(1)

34、 h= m