1、流体力学（明渠水流、堰流与渗流）历年真题试卷汇编 2 及答案与解析1 (西安建筑科技大学 2009 年考研试题)临界底坡。2 (西安建筑科技大学 2010 年考研试题)要使流量 Q=064m 3s 的水通过一按水力最优断面设计的矩形渠道，渠道断面尺寸 b、h 应为多大?已知渠底坡度i=0009 ，粗糙系数 n=0020。3 (西安建筑科技大学 2009 年考研试题)如图 10 一 14 所示为一边长 a=10cm 的正方形管，长 l=100cm，连通两贮水容器，管中填充均质各向同性的细砂与粗砂。上导细砂的渗透系数 k1=0002cms ，下层粗砂的渗透系数 k2=005cms，两容器中水深 H
2、1=100cm，H 2=50cm。求管中的渗透流量。4 (西安建筑科技大学 2008 年考研试题)梯形断面渠道，边坡系数 m=15，底坡i=00005 ，粗糙系数 n=0025，设计流量 Q=1 5m3s。按水力最优条件设计渠道断面的尺寸。5 (西安建筑科技大学 2008 年考研试题)简述明渠均匀流发生的条件和特征。6 (西安建筑科技大学 2008 年考研试题)解释渗流模型，并写出均匀渗流和渐变渗流的基本计算公式。7 (东南大学 2005 年考研试题)简述明渠均匀流的特性及发生条件。四、单项选择题下列各题的备选答案中，只有一个是符合题意的。8 (武汉科技大学 2008 年考研试题)明渠道流中发
3、生 b2 型水面曲线，则该水流为( )。（A）均匀的缓流（B）均匀的急流（C）非均匀的缓流（D）非均匀的急流9 (武汉大学 2008 年考研试题)满足 dESd S=0 条件的流动是( )。（A）非均匀渐变缓流（B）非均匀渐变急流（C）均匀流（D）临界流10 (天津大学 2005 年考研试题)在明渠均匀流中取一六面体，作用在该六面体上的力有( )。（A）切向力、正压力（B）正压力、惯性力、重力（C）正压力、重力（D）正压力、切向力、重力11 (武汉大学 2008 年考研试题)明渠非恒定流必是非均匀流。（A）正确（B）错误12 (天津大学 2004 年考研试题)当下游水位超过堰顶时，一定会出现淹
4、没式堰流。（A）正确（B）错误13 (天津大学 2004 年考研试题)明渠均匀流一定是恒定流。（A）正确（B）错误14 (天津大学 2003 年考研试题)明渠中均匀流一定是恒定流。（A）正确（B）错误15 (天津大学 2003 年考研试题)明渠水流的测压管水头线不可能沿程上升。（A）正确（B）错误六、填空题请完成下列各题，在各题的空处填入恰当的答案。16 (武汉科技大学 2008 年考研试题)水跃函数相等的两个不同水深称为_。17 (武汉科技大学 2008 年考研试题)若正常水深正好等于该流量下的_，相应的渠道底坡为临界底坡。18 (武汉科技大学 2008 年考研试题)当底坡，粗糙系数和断面面
5、积一定时，使_的断面形状，称为水力最优断面。19 (武汉科技大学 2008 年考研试题)当堰顶厚度与堰上水头的比值介于 067 与25 之间时，这种堰称为_。20 (西安建筑科技大学 2010 年考研试题)明渠均匀流只能发生在_。21 (西安建筑科技大学 2010 年考研试题)一粗砂和一细沙潜水含水层相比，_的渗流系数较大，_的平均水力坡度越大，_的井影响半径较大。22 (西安建筑科技大学 2009 年考研试题)渠道的设计流速应大于不淤允许流速和小于_。23 (西安建筑科技大学 2009 年考研试题)宽顶堰淹没溢流的堰上水深_临界水深。24 (西安建筑科技大学 2009 年考研试题)若矩形断面
6、渠道的临界水深为 2m，则断面单位能量的极小值为_。25 (西安建筑科技大学 2009 年考研试题)渗流流量与过流断面面积、_成正比，并与土壤的透水性能有关。26 (河海大学 2006 年考研试题)某水闸底板下有压渗流流网出 20 条等势线和 6 条流线所组成，渗流系数 k=000001cm s ，上下游水位差 h=30m，则闸下单宽渗q=_。流体力学（明渠水流、堰流与渗流）历年真题试卷汇编 2 答案与解析1 【正确答案】 正常水深与该流量下的临界水深相等，相应的渠道底坡称为临界坡度。【知识模块】 明渠水流、堰流与渗流2 【正确答案】 由于矩形断面水力最优时其宽深比 = =2，即 b=2h。
7、代入得：b=0254(m)，h=0127(m)【知识模块】 明渠水流、堰流与渗流3 【正确答案】 由题意可知，水里坡度为：J= ，A 1=A2=05a 2 在细沙中：Q1=k1A1J=0 00205a 205=005(mls) 在粗沙中： Q2=k2A2J=0 0505a 205=125(mls) 则可知所求流量： Q=1 3(mls)【知识模块】 明渠水流、堰流与渗流4 【正确答案】 设矩形断面宽为 b，高为 h。根据水力最有条件设计有：联立式、式 、式，并代入数据，得：b=061m，h=104m 【知识模块】 明渠水流、堰流与渗流5 【正确答案】 明渠均匀流发生的条件是，明渠均匀流只能出现
8、在底坡不变，断面形状、尺寸、壁面粗糙系数都不变的长直顺坡渠道中。 明渠均匀流的流线是相互平行的直线，因此具有以下特征： (1)过水断面的形状，尺寸及水深沿程不变。 (2)过水断面上的流速分布，断面平均流速沿程不变。 (3)总水头线、水面线及渠底线相互平行。所以，总水头线坡度(水力坡度)J、水面线坡度(测压管水头线坡度)J p 和渠道底坡 i 彼此相等，即 J=Jp=i。【知识模块】 明渠水流、堰流与渗流6 【正确答案】 渗流模型是指，在保持渗流区原有边界条件和渗透流量不变的条件下，把渗流看成是由液体质点充满全部渗流区的连续总流流动。 均匀渗流基本公式：Q=vA=Aki ，v=u=ki 渐变渗流
9、的基本公式：Q=Av=【知识模块】 明渠水流、堰流与渗流7 【正确答案】 (1)特性：运动方面，Q、i、n、w 、A 均不变；能量方面，流体减少的单位势能等于沿程损失， =hf；方向方面，三线平行，即 J，J Z， i 三者相互平行； (2) 发生条件： 明渠流为恒定流，流量沿程不变；渠道是长直的菱柱体须坡渠道； n(渠道的表面粗糙系数)沿程不变；没有局部阻力离渠道进口有一段距离，且是人工渠道。【知识模块】 明渠水流、堰流与渗流四、单项选择题下列各题的备选答案中，只有一个是符合题意的。8 【正确答案】 D【知识模块】 明渠水流、堰流与渗流9 【正确答案】 C【知识模块】 明渠水流、堰流与渗流1
10、0 【正确答案】 D【知识模块】 明渠水流、堰流与渗流11 【正确答案】 A【知识模块】 明渠水流、堰流与渗流12 【正确答案】 B【试题解析】 可能会出现但未必一定会出现。【知识模块】 明渠水流、堰流与渗流13 【正确答案】 A【知识模块】 明渠水流、堰流与渗流14 【正确答案】 A【知识模块】 明渠水流、堰流与渗流15 【正确答案】 A【知识模块】 明渠水流、堰流与渗流六、填空题请完成下列各题，在各题的空处填入恰当的答案。16 【正确答案】 共轭水深【知识模块】 明渠水流、堰流与渗流17 【正确答案】 临界水深【知识模块】 明渠水流、堰流与渗流18 【正确答案】 流量最大【知识模块】 明渠水流、堰流与渗流19 【正确答案】 实用堰【知识模块】 明渠水流、堰流与渗流20 【正确答案】 底坡不变，断面形状，尺寸，壁面粗糙系数不变的长直顺坡渠道中【知识模块】 明渠水流、堰流与渗流21 【正确答案】 粗砂 细沙 粗砂【知识模块】 明渠水流、堰流与渗流22 【正确答案】 冲刷破坏最大容许流速【知识模块】 明渠水流、堰流与渗流23 【正确答案】 大于【知识模块】 明渠水流、堰流与渗流24 【正确答案】 3m【知识模块】 明渠水流、堰流与渗流25 【正确答案】 平均水力坡度【知识模块】 明渠水流、堰流与渗流26 【正确答案】 78910 -7m2s【知识模块】 明渠水流、堰流与渗流
