武汉大学：《水力学》课程教学资源（习题与解答）解答（3/3）

H=0.67m 28、qmax=00424ms h=7.65cm 30, Pmax P2=81.0 kPa 31、F=14.5N 32、(1)流动从A到B:(2)q=1.83mh 第七章明槽恒定流 1、(×)2、(×)3、(4)4、(3)5、(4)6、(4)7、(3)8、(2)9、(2)10、(1) 1l、(3)12、(1)13、缓坡:缓流:水深沿流减小的降水曲线,上游以NN线为渐近线,下游与CC线 垂直 14、>;=。15、缓;急:临界水深。16、急;缓:减小。 M18、01.0:重力,<1.0 到t

1 (2) z = 3.97 m 27、 H = 0.67m 28、qvmax = 0.0424 m3 /s 29、 h p = 7.65cm 30、 pmax=p2=81.0 kPa 31、 F = 14.5N 32、(1) 流动从 A 到 B；(2) qv=1.83m3 /h 第七章 明槽恒定流 1、 () 2、 () 3、 (4) 4、 (3) 5、 (4) 6、 (4) 7、(3) 8、(2) 9、(2) 10、(1) 11、 (3) 12、 (1) 13、缓坡；缓流；水深沿流减小的降水曲线，上游以 N-N 线为渐近线，下游与 C-C 线 垂直。 14、> ; = 。 15、缓；急；临界水深。 16、急 ； 缓； 减小。 17、S2 ； M2 18、01.0； 重力; <1.0 24、 25、 26、 27

因为洞内是无压流,N1-N1线一定低于洞顶 32、(1)缓坡:(2)缓流:渠中发生M型水面线 N 二M2 C 33、(1) c=√g(001s+ (2)T=20.3(s) 34、(1)h=234m;b=1.94m

2 28、 29、 30、 31、 º 因为洞内是无压流，N1－N1 线一定低于洞顶。 32、 (1) 缓坡； (2)缓流；渠中发生 M2 型水面线 33、 (1) c = g(0.01s + 2) £ (2) T = 20.3(s) 34、 (1) h = 2.34m;b =1.94m

(3)h=2.26m;b=4.53m 35、36、、37、38、39略 40、()h.=√aq2/g=137m:l1h,n>为陡坡:加02h,nh1故为缓坡hn2=2m>h2故为缓坡 水面线如图 MI A H N1NB趣 N qd>qa>q。>qb 43、急流时,当E>E2时,则h1<h2:h1<h2+a水面上升。 44 可能,s很小,H3很短,因而末端水深h1<ho2<he 可能,s较长,H3很长,因而末端水深h02<h<he 可能s相当长,平底渠段发生水跃,水跃后H2曲线,末端h1=he 45、h,=3.55 无低坎时h=359m 46、q,=0.849m3/s 47、2=40(7×2.5)=2.28ms:AE=064m

3 (2) q 9.19m /s 3 v = (3) h = 2.26m ； b = 4.53m 35、36、、37、38、39 略 40、 (1) h 3 q / g 1.37m 2 c =  = ；h01 ic 为陡坡；h02 >hc ，i2 <ic 为缓坡 (2 ) 水跃发生在缓坡 i2 上。 (3)水面线如图 41、 h c1 =1.043m; h c2 = 0.861m；因 h01 = 1 8  h1 . m c 故为缓坡 h02 = 2m hc2 故为缓坡 水面线如图 42、 qd  qa  qc  qb 43、急流时，当 Es1  Es2 时 ，则 h1  h2； h h a 1  2 + 水面上升。 44、 可能，s 很小，H3 很短，因而末端水深 h1 < h02 < hc 。 可能，s 较长，H3 很长，因而末端水深 h02 < h < hc 。 可能 s 相当长，平底渠段发生水跃，水跃后 H2 曲线，末端 h1 =hc 。 45、 h2 = 3.55m ；无低坎时 h2= 3.59m 46、 q 0.849m /s 3 v = 47、v2=40/(72.5)=2.28m/s； E = 0.64m

第八章孔口(管嘴)出流、堰顶溢流和闸孔出流 1、(√)2、(×)3、(×)4、(√)5、(×)6、(√)7、(2)8、(1)9、(3)10、(3)11、(3) 12、自由。13、(4):(3)。14、堰的进口型式:堰高与水头之比 % 15、无侧收缩:有侧收缩 16、远离(驱)式:淹没式:临界式。17、闸孔出流受闸门影响,水面在闸门处不连续:堰流不受闸门影响, 19、当上游水位相同时,由图可知薄壁堰的计算水头H大于实用堰的计算水头H2,故前者的流量系数 小于后者。 q,=96818m3/s21、q=0.141m 22、q、=5886.9m 23、1、q,=00861m/2、H2=0.328m 62 24.当62m时,H=2=1.06725,为实用 当6=4m时 =2,0.67(〈25,仍为实用堰,过水能力不变 当δ=8m时88=425(m(0,变为宽顶堰,过水能力减小。 25、宽顶堰流线近似平行直线,堰顶断面压强近似静水压强分布。实用堰堰顶流线为上 凸曲线,因受离心力作用,堰顶断面压强小于静水压强,过水能力也大,故流量系数比 前者大 26、设题目所给溢流坝均为高堰 图(a):H=Hm=m 图(b):H)H,溢流水舌下缘与堰面脱离,堰面产生负压,过水能力增大, 图(c)H(H,溢流水舌下坠,压紧堰面,使堰面压强增大,过水能力减小m(m

4 第八章 孔口（管嘴）出流、堰顶溢流和闸孔出流 1、 (√) 2、 (×) 3、 (×) 4、 (√) 5、 (×)6、 (√) 7、 (2) 8、 (1) 9、 (3) 10、 (3) 11、(3) 12、自由。 13、 (4)；(3)。14、堰的进口型式；堰高与水头之比 H a 。15、无侧收缩；有侧收缩。 16、远离(驱)式；淹没式；临界式。17、闸孔出流受闸门影响，水面在闸门处不连续；堰流不受闸门影响， 水面连续。 18、 19、当上游水位相同时，由图可知薄壁堰的计算水头 H1 大于实用堰的计算水头 H2 ，故前者的流量系数 小于后者。 20、 q 968.18m /s 3 v = 21、 s m q 0.141 m 3  = 22、 s q 5886 .9m 3 v = 23、1、 s q 0.0861 m 3 v = 2、 H2 = 0.328m 24、当δ=2 m 时，  H = = 2 2 1， 2.5 H 0.67    ，为实用堰。 当  = 4m 时， 2 2 4 H = =  ， 2.5 H 0.67    ，仍为实用堰，过水能力不变。 当  = 8 m 时， 4 2 8 H = =  10 H 2.5    ，变为宽顶堰，过水能力减小。 25、宽顶堰流线近似平行直线，堰顶断面压强近似静水压强分布。实用堰堰顶流线为上 凸曲线，因受离心力作用，堰顶断面压强小于静水压强，过水能力也大，故流量系数比 前者大。 26、设题目所给溢流坝均为高堰。 图(a)： H = Hd m = md。 图(b)： HHd ，溢流水舌下缘与堰面脱离，堰面产生负压，过水能力增大， mmd。 图(c)：HHd ，溢流水舌下坠，压紧堰面，使堰面压强增大，过水能力减小 mmd

27、堰流淹没是指下游水位抬高,使堰的过流能力减小。水跃淹没是指下游水深I大于临界水跃的跃后 水深A02而形成淹没水跃。堰流淹没系数G=9Y:水跃淹没系数d q 3、1、q.=363832.因((h,从急流到缓流,发生水跃。又hm为远离式水 跃,即为自由出流,原计算流量正确 3、因h次、为缓坡,水面线如图 N 29、1、q=87m/m:2、因h0((h,从急流到急流,不发生水跃,为自由出流 3、因h仇、i)为陡坡。水面曲线如图 30、1、i2)i’为陡坡:i(。,为缓坡。h0=e=0.185(/h,闸孔出流为急流。因1很短, 只在渠段1发生H3曲线。水面曲线如图:2、H=345m 31、在同一上游水位下,二者流量应相等,即m,b2g=mb2g(H-011H1)x 可得m1= 32、在水舌下面靠近下游堰壁安装一与外界相通的通过气孔,使水舌下面的压力与外界 大气压相同 第九章泄水建筑物下游的水流衔接与消能 1、(1)2、(1)3、稍有淹没的:远离。4、水跃:消能池深度及长 5、1、闸上游发生无离式水跃,要做消能工。 6、1、H=365m2、E0=1865m3、由于ha(h,h入h故产生水跃。 4、ha,产生远离式水跃,故需做消能工 7、1、水深逐渐增大,看到水跃位置前移。 2、再增大出波状水跃 3、当h)O.8H时堰顶由缓流状态,成为淹没出流

5 27、堰流淹没是指下游水位抬高，使堰的过流能力减小。 水跃淹没是指下游水深 t 大于临界水跃的跃后 水深 hc02 而形成淹没水跃。堰流淹没系数  = q q vY v Z ； 水跃淹没系数  = t hc02 28、1、 s q 36.38 m 3 v = 2、 因 hc hc0  ，hc h0  ，从急流到缓流，发生水跃。又 hc02 h0 为远离式水 跃，即为自由出流，原计算流量正确。 3、 因 h h i i 0   c、 c 为缓坡，水面线如图： 29、1、 s m q 8.79 m 3  = ； 2、因 hc0 t hc   ，从急流到急流，不发生水跃，为自由出流 3、因 h h i i 0   c、 c ，为陡坡。水面曲线如图： 30、1、 2 c i i ，为陡坡； 3 c i i ，为缓坡。 hc0 = e hc  = 0.185 ，闸孔出流为急流。因 1 l 很短， 只在渠段 1 发生 H3 曲线。水面曲线如图： 2、 H = 3.45m 31、在同一上游水位下，二者流量应相等，即 2 3 1 2 3 2 m b 2gH = m b 2g(H − 0.112H) 可得 2 2 1 3 1.195m (1 0.112) 1 m = − = 32、在水舌下面靠近下游堰壁安装一与外界相通的通过气孔，使水舌下面的压力与外界 大气压相同。 第九章 泄水建筑物下游的水流衔接与消能 1、( 1 ) 2、( 1 ) 3、稍有淹没的；远离。 4、水跃；消能池深度及长度。 5、1、闸上游发生无离式水跃，要做消能工。 6、1、 H0 = 3.65m 2、 E0 =18.65m 3、 由于 hc0 hc  ，ht hc  故产生水跃。 4、hc02 ht  ，产生远离式水跃 ，故需做消能工。 7、1、水深逐渐增大，看到水跃位置前移。 2、再增大出波状水跃。 3、当 s 8H0 h 0. 时堰顶由缓流状态，成为淹没出流

第十章有压管道和明槽非恒定流 1、(1)2、(4)3、(3) Ap→pa:水库阀门:恢复原状 5、(1)缩短管道长度:(2)延长阀门启动历时:(3)采用合理的阀门关闭方式 6、水击压强Ap=37388Kp 7、因间接水击的阀门启闭时间T> 瞬时阀门尚未关闭,即阀门处水击压强尚未达到最 大值时,降压反射波已经返回阀门,并减小了阀门处的水击压强,故小于直接水击压强 8、()9、()10、(4)11、 A+=0-为过水断面面积随时间的变化率 t 2q.为流量随流程的变化率。12、大于。13、顺行:逆行:涨水:落水 as 第十一章 1、()2、()3、(∞)4、()5、)6、(2)7、(4)8、(2)9、v=k/:一。 10、完全井井底到达不透水层、否则为非完全井 1.、1、q=028m/y2.h,=102mA处水位拍高=图×B8=-1365 2、u,=6.7×106 3, H.=H.=H.-2AH= &m H=H.-6AH= 4m H=H= p4=882N 686y r 积分得z=9 2丌kt 石时二=h,则c=h1--,1 2丌kt viNi 2πkt 17、k=0.0467 18、9.=545×0-m7/:U=27×10cm/s

6 第十章 有压管道和明槽非恒定流 1、 ( 1 ) 2、 (4) 3、 (3) 4、 0 p p0 p  → ；水库阀门；恢复原状 。 5、 (1)缩短管道长度；(2) 延长阀门启动历时；(3)采用合理的阀门关闭方式。 6、 水击压强 Kpa p = 3738 .8 7、因间接水击的阀门启闭时间 c 2L TS  ，在 c 2L t = 瞬时阀门尚未关闭，即 阀门处水击压强尚未达到最 大值时，降压反射波已经返回阀门，并减小了阀门处的水击压强，故小于直接水击压强。 8、( ) 9、(  ) 10、( 4 ) 11、 0 s q t A v =   +   t A   为过水断面面积随时间的变化率； s qv   为流量随流程的变化率.。 12、大于 。 13、顺行 ；逆行；涨水；落水。 第十一章 1、( ) 2、( ) 3、() 4、( ) 5、() 6、(2 ) 7、(4) 8、(2) 9、v = kJ ；一。 10、完全井井底到达不透水层、否则为非完全井。 12、1、 day q 0.278 m 2 = 2、 h1 =10.21m A 处水位抬高 pc = −g 13.84 = −135.65 13、1、 A 2 m p = 73.5 kN 2、 s u 6.7 10 6 m B − =  3、 H(1) = H(2) = H1 − 2H = 8m H(3) = H1 − 6H = 4m 14、 HA = HB = 5m ； H c = 2m ； A 2 m p = 88.2 kN ； B 2 m p =107.8 kN ； c 2 m p = 68.6 kN 15、 0 v 2 0 2 r r q lg k 0.733 z − h = 16、 积分得 z q kt = v 2 lnr+c  r = r0Ê 时 z = h0 ，则 c 2 lnr v = h − 0 q kt 0  0 v 0 r r ln 2 kt q z h   − = 17、 s k = 0.0467 cm 18、 s q 5.45 10 m 3 4 v − =  ； 2.7 10 cm/s −5  = 