题30 题31
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。
3
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 )
2
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。
37、试证宽浅矩形断面渠道中恒定均匀流时弗劳德数 Fr?i9/20q1/10/(n9/10g1/2) 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。
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=
3
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，下游渠宽 b2=4
3
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。
题41 题42 题43
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。
245、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?
题45 题55
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 )
3
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 )
26
48、梯形断面壤土渠道，已知通过流量Q?10.5m3/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 )
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?8.11m3/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，求流量和流速。 (Q=16.58m3/s ,v=1.318m/s )
51、直径为d的圆形管道中的明槽均匀流动，试根据式（7-2-5）导出Q/Q1~h/d的关系式（Q1为h/d?1时的流量），并论证当充满度h/d为多大时，Q/Q1达到最大值。 (h/d=0.938时 Q/Q1=1.076 )
52、有一顶盖为拱形的输水隧洞，过水断面为矩形，宽b?3.3m，糙率n?0.017，底坡i?0.001，当流量Q?16m3/s时，求水深h，问流速是否超过2.0m/s？ (h=2.6m,v=1.86m/s<2m/s )
53、一梯形断面土渠，糙率n?0.0225，边坡系数m?1.5，底坡i?0.0001，流量Q?75m3/s，规定流速v?0.8m/s。试确定渠道的底宽和水深。 (b=28.52m ,h0=2.86m )
54、一大型输水渠道为梯形断面，底坡i?1/25000，糙率n?0.015，设计流量Q?500m3/s时，正常水深h0?7.10m。已知某一渠段的边坡系数m?2.0，请设计该渠道的底宽，并计算相应的流速。(b=40.3m ,v=1.293m/s)
55、采用机械化方法开挖大型土质渠道或河道时，过水断面常呈抛物线形。若已知水深h和水面宽B，试推导过水断面面积和湿周的
2?B?2h表达式。(A=hB, ???34h?B?2???4h??1?()1?????)
B?B?????56、已知三角形断面明槽的边坡系数m，流量Q，底坡i和糙率n，试导出其正常水深的表达式。当
24h2?4h?ln??2?B?13m?0.75,Q?0.3m/s,i?0.0004,n?0.013时，求正常水深h0。 (h0=0.815m )
57、已知梯形断面渠道的流量Q?30m/s，糙率n?0.025，边坡系数m?1.5，底坡i?0.0009，试分别根据水力最佳断面条件和
确定正常水深h0和底宽b，并校核流速是否满足0.6m/s?v?2.0m/s？ ((1)A/Am?1.04的实用经济断面条件选择宽深比?，
2
按水力最佳断面条件:hm=3.006m,b=1.828m;Am=19.05m,v=1.575m/s(2)按A/Am=1.04设计实用经济断面:h=2.053m,b=6.574m,A=19.8m2,v=1.514m/s )
58、试证明：（1）水力最佳的梯形断面水力半径R?h/2；（2）给定过水断面面积A，边坡系数m?1/最佳断面的湿周为最小。
59、若不对称的梯形断面两侧边坡系数分别为m1,m2，试推导其水力最佳条件。
3（??60）的梯形水力
0360、矩形渠槽，底宽b?4m，水深h?1.5m，设槽底糙率n1?0.0225，槽壁两边的糙率分别为n2?0.017和n3?0.012，试计算综合糙率。 (n=0.0209 )
61、有一土渠，经过衬砌，已知底部糙率n1?0.0225，中部糙率n2?0.03，上部糙率n3?0.02，各部分相应的湿周长度分别为
?1?6.32m,?2?5.37m,?3?3.13m，试计算综合糙率。 (n=0.0258 )
62、某河流在汛期洪水漫滩，实测纵向水面坡度JP?0.0003，主槽水深h1?3m，水面宽B1?120m，滩地水深h2?1.5m，水面宽
B2?230m。糙率分别为n1?0.025,n2?0.035。试估算洪水流量。 (742.7m3/s)
63、已知甲、乙两河的流量、流速和水面宽，试判断其水流的流态。（1）甲河：Q?173m3/s,v?1.6m/s,B?80m；（2）乙河：
3Q?1730m/s,v?6.86m/s,B?90m。 (甲：缓流；乙：急流)
题62 题76 题77
64、一梯形断面渠道，底坡宽b?10m，边坡系数m?1.5，流量Q?20m3/s，分别对底坡i?0.0005和i?0.3两种情况确定其临界水深。 （(1)0.714m; (2) 0.726m ）
65、有一矩形断面渠道，宽度B?6m，糙率n?0.015，流量Q?15m3/s，求临界水深hK和临界坡度iK。( 0.86m; 0.0039 ) 66、有一梯形断面渠道，底宽b?6m，边坡系数m?2.0，糙率n?0.0225，通过流量Q?12m3/s，求临界坡度iK。 ( 0.00628 ) 67、某一工程施工截流时，龙口近似为矩形断面，宽度b?100m，水深h?3m，流量Q?2100m3/s，试计算龙口处微幅波向上游和下游传播的绝对波速，并判断水流是急流还是缓流？
68、判断题（7-48）中渠道底坡是陡坡还是缓坡？流态是急流还是缓流？
69、试证明，当流量给定时，矩形断面明槽的临界坡度随宽度b的增加而变化的规律为：b?3.98(?Q2/g)15时，iK随b的增加而减小；b?3.98(?Q2/g)1/5时，iK随b的增加而增大。
70、一瀑布，在跌坎上游约4m处测得水深为1.0m，试估算其单宽流量。 ( 3.13m3/s )
'''71、某矩形断面平坡渠道，底宽b?8m，流量Q?16m3/s，设跃前水深h?0.6m，求跃后水深h和水跃长度。( 0.867m; 1.84m ) 72、有一底宽为12m的矩形断面渠道中发生水跃，已知渠底高程为120.43m，流量Q?60m3/s，测得跃后水位高程为123.5m，试求水跃中单位体积水体所消耗的能量和消能率。 (29.89KJ/m3; 48.7%)
27
73、一直径D=1.0m的水平无压圆管中发生水跃，已知流量Q=1.0m3/s，跃前水深h'为0.4m，求跃后水深h''。(0.802m) 74、试证明与水跃函数的极小值Jmin相应的水深满足条件1??QBgA3'2?0。
75、试证明，在边坡系数为m的平底梯形断面明槽中，水跃前、后的水深之间满足以下关系
25333?Qb4322??(??1)??(??1)(??1)??[(??1)??]??3??0 其中??h''/h',?? ,??'1/2'5/2222??1mhgmh76、矩形断面斜坡明槽上发生水跃，假设水跃区水体的重量G?程，并证明其跃前、跃后水深满足
hh'''122，试推导水跃方K?L(h?h)（L为水跃段长度，K为修正系数）
2'''?121?8W1?1，式中W1?Fr1/[cos??2KLsin?h?h'''],Fr1??q/(gh22'3)
77、实验水槽中的水流现象如图所示，且流量不变，若提高或降低尾门，试分析水跃位置向哪边移动，为什么？
78、试定性分析下面各种情况下渠道里的水面曲线形式，假设各段渠道均充分长，且流量、糙率、断面形状及尺寸均相同。
79、一排水渠上段底坡i1?0.0005，下段底坡i2?0.00033，排水入下游河道中，已知在排泄一定流量时两段渠道中均匀流水深均大于临界水深，下游河水位很低，试定性分析渠道中的水面曲线。
题79 题80 题82
80、一矩形断面渠道，底宽b?5m，底坡i?0.005，分为充分长的两段，糙率分别为n1?0.0225和n2?0.015。当流量Q?5m3/s时，试判断两段渠道底坡的性质，并定性绘出水面曲线。
81、矩形断面渠道，上、下两段宽度相等，底坡i1?i2，当单宽流量q?4m3/s时，正常水深分别为h01?0.66m,h02?1.55m，试绘制水面曲线，并确定水跃发生在哪段渠道中。
82、梯形断面明槽，底坡b?10m，边坡系数m?1.0，糙率n?0.025，分为底坡不同的三段：
i1?0.001,l1?5000m,i2?0,l2?150m,i3?0.05,l3?50m0。设流量Q?15m/s，试分析和计算其水面曲线。
383、一梯形断面土质渠道，糙率n?0.025，底宽b?8.2m，边坡系数m?1.5，底坡i?0.0004，通过流量Q?35m3/s。渠中建有一座节制闸，当闸前水深H?4m时，计算节制闸上游的水面曲线，确定回水影响范围（本题以水深与正常水深相差不到1cm的断面作为回水末端）。 84、试证明，无摩阻的矩形渠道水面曲线可以表示为s?h2i[2?(hKh)]?常数。
385、某闸的下游为一水平渠道，然后与一断面形状尺寸相同的陡坡长渠连接， （1）试定性分析水平段长度l不同时，渠道中会出现哪些类型的水面曲线？
（2）若渠道断面均为矩形，底宽b?10m，糙率n?0.025，水平段长度l?37m,长渠底坡i?0.03，且已知通过的流量Q?80m3/s，
闸下收缩断面水深hc?0.68m，试计算水平段和长渠上的水面曲线。
28
86、水流从引水渠经渐变段流入渡槽，糙率均为n?0.022，流量Q?10m3/s。引水渠底宽b1?4m，底坡i1?0.001，渡槽底宽
b2?2.5m，底坡i2?0.005，断面均为矩形；渐变段长度l?18m，宽度沿流动方向按直线收缩，底坡与引水渠相同。试计算渐变段
进、出口断面的水深。 ( 1.834m; 1.581m )
题85 题86 题88
87、某小河上设有两测站，距离800m，测得水位分别为z1?177.50m和z2?177.30m（测站1在上游），过水断面面积分别为
22A1?27.20m和A2?24.0m，湿周分别为?13?11.7m和?2?10.6m，若已知流量Q?25m/s，试估算该河段的糙率；若已知糙
率n?0.04，试估算流量。 ( 0.0271; 15.7m3/s )
88、某河纵剖面如图所示，在断面5—5修坝蓄水后，流量Q?26500m3/s，断面5—5处的水位z5?186.65m，河床糙率n?0.04，各断面距断面5—5的距离s以及在不同水位下的过水断面面积A和水面宽B见下表，试计算断面5—5到断面1—1的水面曲线。 ( z1=188.45m,z2=187.77m,z3=187.47m, z4=187.02m, z5=186.65m ) 要素 测站5 测站4 测站3 测站2 测站1 186 z/m 186 187 188 13500 14200 15000 687 690 695 6000 第八章
187 188 189 18100 19100 20000 988 995 1000 10500 187 188 189 19000 20500 22000 1170 1180 1190 15000 188 189 190 14000 14500 15300 738 743 750 24000 187 188 18100 A/m 219000 20000 830 B/m 833 836 0 s/m 孔口（管嘴）出流、堰顶溢流和闸孔出流
1、当 H=2 m，δ=0.6 m，如图所示的的建筑物为实用堰。 ( ) 2、当水头及其它条件相同时，薄壁堰的流量大于实用堰的流量。 ( ) 3、只要下游 水位超过宽顶堰堰顶，一定是淹没出流。 ( )
4、两个WES型实用堰，堰高大于三倍水头，它们的设计水头不等，即Hd1?Hd2，但泄水时H1?Hd1，H2?Hd2，则它们的流量系数 m1=m2。 ( )
5、无侧收缩与收缩的实用堰，当水头、堰型及其它条件相同时，后者通过的流量比前者大。 ( ) 6、锐缘平面闸门的垂向收综系数 ?? 随相对开度 eH的增大而 ( )
(1) 增大 (2) 减小 (3) 不变 (4) 不定
7、当实用堰水头 H 大于设计水头 Hd 时，其流量系数 m 与设计流量系数 md 的关系是 ( ) (1) m=md (2) m> md (3) m< md (4) 不能确定
8、平底渠道中弧形闸门的闸孔出流，其闸下收缩断面水深 hc0 小于下游水跃的跃前水深 h1，则下游水跃的型式为 ( )
(1) 远离式水跃 (2) 临界式水跃 (3) 淹没式水跃 (4)无法判断
9、有两个 WES 型实用堰(高堰)，它们的设计水头分别为 H1=Hd1，H2=Hd2，则它们的流量系数 m1 与 m2 之间的关系为 ( )
(1) m1 > m2 (2) m1 < m2 (3) m1=m2 (4)无法确定
10、WES 型实用堰 (高堰)，当水头等于设计水头 Hd 时，其流量系数 m 等于 ( ) (1) 0.385 (2) 0.49 (3) 0.502 (4) 0.65
11、闸孔自由出流的流量公式为 ( ) (1) qv??mnb(3) qv??nbe2gH302 (2) qv???mnb2gH2g(H0302
2g(H0???e) (4) qv?mnbe???e)
12、宽顶堰的总水头 H0=2 m，下游水位超过堰高度 ha=1.0 m，此种堰流为_______________出流。 13、图示 4 种管嘴出流中，出口流速最大的是________，流量系数最大的是_______。
29
题2 题13 题18 14、影响宽顶堰流量系数 m 值的主要因素为_________________________和________________________。
15、当堰的溢流宽度与上游渠道宽度相等时，称为_______________的堰流，当堰的溢流宽度小于上游渠道宽度时，称为________________的堰流。 16、对于宽顶堰式闸孔出流，当下游水深 t< hc02时，发生________________水跃；当 t > hc02 时，发生_______________水跃；当 t=hc02 时，发生_________________水跃。
17、闸孔出流和堰流的水流特征的不同点是______________________________________________________________________。 18、在下图中绘出宽顶堰淹没出流时的水面曲线示意图。
19、薄壁堰的水流阻力小于实用堰的水流阻力，为何其流量系数却小于后者？ 20、某溢流坝，共 4 孔，每孔宽度 b=8 m，各部分高程如图所示。上游设计水位为 210.0 m，下游水位为 168.0 m。当闸门开启高度 e=5
3
m时，求通过溢流坝的流量。 ( 968.18m/s )
题20 题23 题24 21、某宽顶堰式水闸闸门全部开启时，上游水位为 0.6 m，闸底坂高程为 0.4 m，河底高程为 0，下游水位为 0.5 m，流量系数 m=0.35。不计侧收缩影响。求水闸的单宽流量 q。 ( 0.141m3/sm )
22、某水库的溢洪道断面为 WES 实用剖面。溢洪道共五孔，每孔净宽 b=10 m。堰顶高程为 343 m。上游水位为 358.7 m，下游水位为 303.1 m。流量系数 m=0.45，侧收缩系数 ??0.95。忽略行近流速 v0。求通过溢洪道的流量 qv。 ( 5886.9m3/s )
23、在宽度 B=1 m 的矩形明渠中，前后各装设一矩形薄壁堰(堰高 a1=1 m)和三角形薄壁堰(堰高 a2=0.5 m)，如图所示。水流为恒定流时，测得矩形薄壁堰前水头 H1=0.13 m，下游水深 t=0.4 m。试求：(1)通过明渠的流量 qv；(2) 三角堰前水头 H2。 ( 0.0861m3/s; 0.328m )
24、有一溢流堰，堰顶厚度 δ=2 m，堰上水头 H=2 m，下游水位在堰顶以下，如图所示。如上、下游水位及堰高、堰宽均不变、堰宽均不变，当 δ 分别增大至 4 m 及 8 m 时，堰的过水能力有无变化？为什么？ 25、在堰上水头 H 相同的条件下，为何实用堰的流量系数大于宽顶堰的流量系数？
26、图示的三个溢流坝，作用水头不同，而其其它条件完全相同，试比较其流系数 m 的大小，并说明理由。
题26 题28 题29 27、简述堰流淹没和水跃淹没的概念，并说明堰流淹没系数? 和水跃淹没系数??的物理意义。
28、某矩形断面渠道中，设一弧形闸门，如图所示。已知闸前水深 H=14 m，闸门开度 e=1 m，闸孔净宽与渠道宽度 b 相等，且 b=3 m，闸孔垂向收缩系数???0.72。流量系数??0.732。通过设计流量时，渠中正常水深h0=3 m。不计闸前行近流速。要求：(1)计算闸孔的流量 qv；(2)判别闸下游水流衔接形式；(3)定性绘出闸上、下的水面曲线，并标明曲线类型。 ( 36.38m3/s; ) 29、某 WES 剖面溢流坝位于宽顶矩形渠道中，如图所示。坝高 a =15 m，坝顶水头 H=2.5 m，流量系数 m=0.502。不计侧收缩影响。坝下游收缩水深 hc0=0.5 m，下游渠道底坡 i=0.02，糙率 n=0.014，下游水深 t 为均匀流水深。要求：(1)计算溢流坝的单宽流量 q ；(2)分析坝下游是否发生水跃，说明其水流是缓流还是急流；(3)定性绘出坝下游水面曲线，标明曲线类型。 ( 8.79 m3/sm; hc0?t?hc) 30、图示为矩形断面棱柱体渠道中设一平面闸门，已知闸门开度 e=0.3 m，闸孔流量系数 m=0.98，垂向收缩系数???0.615，渠道宽度 b=4 m，糙率 n=0.02，底坡 i1=0，i2=0.02，i3=0.001。长度 l1 很短，l2、l3充分长。临界水深 hc=0.6 m。不计闸前行近流速。要求：(1)判别渠道底坡类型，定性绘出渠中的水面曲线，注明曲线类型；(2)计算闸前水深 H。 ( H?3.45m)
30