武大水力学习题第7章 明槽恒定流动教案(3)

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。 (742.7m/s)

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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：Q?1730m3/s,v?6.86m/s,B?90m。

(甲：缓流；乙：急流)

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 )

m3/s，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?2100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？

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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。 ( 3.13m/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/m; 48.7%) 73、一直径D=1.0m的水平无压圆管中发生水跃，已知流量Q=1.0m/s，跃前水深h'为0.4m，求跃后水深h''。(0.802m)

?'Q2B?0。 74、试证明与水跃函数的极小值Jmin相应的水深满足条件1?gA33

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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

5333?232??(??1)??(??1)(??1)??[(??1)??]??3?2?0

222??14其中 ??h''/h',??Qb,?? 5/2mh'g1/2mh'76、矩形断面斜坡明槽上发生水跃，假设水跃区水体的重量G?1K?L(h'?h'')（L为水跃段长度，K2h''12为修正系数），试推导水跃方程，并证明其跃前、跃后水深满足'?1?8W1?1，式中

h2W12?Fr12/[cos??KLsin?22'3],Fr??q/(gh) 1h'?h''

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？

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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。

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。

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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?500m。设流量Q?15m3/s，试分析和计算其水面曲

线。

83、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?hh[2?(K)3]?常数。 2ih85、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。

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 )

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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A1?27.20m2和A2?24.0m2，湿周分别为??11.7m和?2?10.6m，若已知流量

1Q?25m3/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; 15.7m/s )

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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5 186 z/m 测站4 186 187 188 13500 14200 15000 687 690 695 6000 测站3 187 188 189 18100 19100 20000 988 995 1000 10500 测站2 187 188 189 19000 20500 22000 1170 1180 1190 15000 测站1 188 189 190 14000 14500 15300 738 743 750 24000 187 188 18100 A/m2 19000 20000 830 B/m 833 836 s/m 0

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