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 _______ _______。 2

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)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)

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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 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。

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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 m/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 )

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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 m。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。

9/201/10/(n9/10g1/2) 式中 i 为底坡；n 为糙率；q 为单37、试证宽浅矩形断面渠道中恒定均匀流时弗劳德数 Fr?iq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。

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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=

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15 m/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，

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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 m/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。

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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 m/s 。跃前水深 h1 = 0.5m，水流作用在单宽低坎上的总压力R??(?gh12)/2。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)] (qv?0.849m3/s )

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47、某矩形断面平底渠道，底宽 b=7 m，通过流量 qv=40 m/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/(7?2.5)=2.28m/s；?E?0.64m )

348、梯形断面壤土渠道，已知通过流量Q?10.5m/s，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 )

349、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

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