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《水力学与桥涵水文》课程试卷（一）一、填空题（每题2分，共20分）1、径流形成过程一般可分为降雨、流域蓄渗和坡面漫流、河槽集流四个阶段。2、河流的基本特征一般可用河流断面、河流长度、和河流比降来表示。3、表征河床稳定性的指标可分为横向稳定性系数和纵向稳定性系数、综合稳定性系数三类。4、泥沙按其在河流中的运动形式可分为悬移质、推移质、床沙三部分。5、水文现象的共同特点是随机性、周期性、地区性。6、河流水量补给可分为雪源类、雨源类、雨雪源类。7、建桥后河床冲刷由自然演变冲刷、桥下断面一般冲刷、墩台局部冲刷三部分组成。8、洪水三要素是指洪峰流量、洪水总量、洪水过程。9、根据涵洞出水口是否被下游淹没，可把涵洞的水流图式分为自由式出流和淹没式出流两类。10、大中桥水力计算的三大基本内容是桥长、桥面最低标高、基础最小埋置深度。二、名词解释（每题4分，共20分）1临界底坡：以全渠的临界水深作均匀流动时相应的底坡称为临界底坡。2造床流量：为了便于对河床演变进行研究，用一个与多年流量过程的综合造床作用相当的流量作为代表流量。3、桥孔净长：桥孔长度扣除全部桥墩宽度后的长度成为桥孔净长。4、抽样误差：用样本代表总体确定参数时必定存在一定误差，这个误差称为抽样误差。5、重现期：洪水频率的倒数，即某一变量在若干年后再次出现的时距。三、问答题（1、3、4、5、6每题7分，2题5分，共40分）1、桥位设计的基本原则有哪些？答：1、以地区发展为第一要素；2、处理好道路与桥梁的关系；3、跨河构造物的布设应保障天然河水的顺利宣泄并顺应预计河道的自然演变；4、保证跨河构造物对车辆安全稳定的服务态势；5、最佳的综合技术经济指标；6、尽量选用与自然环境协调美观的桥型。2、河床演变的主要影响因素有哪些？答：1、流量大小及变化；2、河段来沙量及来沙组成；3、河段比降；4、河床地质情况；5、河床形态3、平原区桥涵布设要点是什么？答：1、在弯曲河段上，高水位可能会产生截弯取直的地方，路堤最易被冲成缺口，宜在主槽上集中设置桥梁，采取一河一桥布置；2、在游荡性河段上布设桥梁，应采取必要的导流措施，使主槽的摆动有所约束，从而归于趋槽；3、在分汊河段上修建桥梁，河道上具有两个以上的主槽，一般均宜在各主槽上分别建桥，尽量少改变水流的天然状态。4、如何确定桥面最低高程？影响桥面最低高程的因素有哪些？答：桥面最低标高的确定受到设计洪水水位、设计最高通航水位、因桥梁建筑而引起的水位升高、水面漂浮物、通航船只净高以及桥梁结构物高度、道路线型布设的需要等因素的综合影响，因此应从地区政治、经济、军事、交通运输业的发展及工程的技术经济合理为基点，综合分析，确定此标高值。5、试述桥梁墩台局部冲刷的基本概念及对其影响的主要因素。答：由于桥墩对水流的干扰作用，墩前及墩侧产生了不利于床面稳定的局部水流，剧烈冲刷桥墩迎水端及其周围的泥沙，形成局部的冲刷坑成为桥梁墩台局部冲刷，对其影响的主要因素是涌向桥墩的流速、桥墩宽度、桥墩形式、墩前水深及床沙粒径等。6、什么叫做适线法？为什么要用它来确定Cs？答：适线法的基本原理就是让理论曲线与经验曲线相吻合，当两曲线吻合较好时皮尔逊三型曲线几个参数的可信度就比较高，在三个参数中，平均流量可以直接根据数据计算得出，比较准确，稳定的变差系数需要20-30年的资料，而稳定的偏差系数需要100年以上的资料，因此从理论公式的准确性来讲只有Cs相对误差较大，所以要用它来确定Cs。四、计算题（每题10分，共20分）1、矩形渠道底宽b=0.6m,h=0.8m,通过流量Q=1.7m3/s,谢才系数C=60.4m1/2/s，求流速及底坡。解：A=b*h=0.6*0.8=0.48X=0.6+2*0.8=2.2R=A/X=0.48/2.2=0.218V=Q/A=1.7/0.48=3.54m/si=v2/c2R=0.0162、某站有11年不连续的最大流量记录，但年雨量有较长期的记录，如下表所示。试做相关分析并用实测年雨量系列补插延长最大流量系列。序号实测年份Qi(m3/s)Hi(mm)序号实测年份Qi(m3/s)Hi(mm)11950----1601019596517221951-----158111960381343195233120121961------16841953451371319624915351954551781419636917561955-----156151964------14371956842051619656716581957761841719665216191958-----136解：序号年份Qi=yiHi=xiyi-/yxi-/x(yi-/y)2(xi-/x)2(xi-/x)(yi-/y)1195233120-25-42625176410502195345137-13-251696253253195455178-3169256-48419568420526436761849111851957761841822324484396619596517271049100707196038134-20-284007845608196249153-9-98181819196369175111312116914310196567165938192711196652161-6-13616合计633178400257161223728/H=/x=Σxi/n=1784/11=162mm,/Q=/y=Σyi/n=633/11=58m3/sr=Σ(xi-/x)(yi-/y)/{Σ(xi-/x)2Σ(yi-/y)2}1/2=3728/(6122*2571)1/2=0.94a=0.94*(2571/6122)1/2=0.61y-58=0.61(x-162)y=0.61x-40.8序号补插延长年份年雨量xi(mm)补插延长的yi(m3/s)1195019075.12195118069.03195517666.64195813038.55196118672.76196412837.3《水力学与桥涵水文》课程试卷（二）一、填空题（每空一分，共20分）1、水力学中常用的实验方法有原型观测、模型试验两种。2、作用在液体上的力按力的物理性质区分可有粘性力、重力、惯性力、弹性力、表面张力等。3、复杂管路可分为串联管路、并联管路、管网。4、河川径流按形成径流量的原因区分可分为洪水径流量、枯水径流量。5、洪水三要素包括洪峰流量、洪水总量、洪水过程。6、桥位测量的基本内容有总平面图、桥址地形图、桥址纵断面图。7、涵洞按洞顶填土情况分为明涵、暗涵。二、名词解释（每题4分，共20分）1、易流动性：静止时，液体不能承受切力、抵抗剪切变形的特性。2、局部阻力：局部边界条件急剧改变引起流速沿程突变所产生的惯性阻力。3、弯曲系数：河道全长与河源到河口的直线长度之比。4、河槽集流：坡面汇流由溪而涧进入河槽，最后到达流域出口断面的过程。5、设计流量：符合规定频率标准的流量。三、问答题（每题6分，36分）1、简述水静力学基本方程的几何意义？答：z+p/r=C，z指计算点的位置高度，即计算点M距计算基准面的高度，p/r指测压管中水面至计算点M的高度，z+p/r指计算点处测压管中水面距计算基准面的高度，z+p/r=C指静止液体中各点位置高度与压强高度之和不变。2、什么是“阻力平方区”？阻力平方区为什么可为自动模型区？答：“阻力平方区”就是紊流水力粗糙区，在此流区内，水流阻力与流速平方成正比。在此阻力流区内，对于模型试验研究的阻力相似条件，因λ与雷诺数无关，只与管壁粗糙度有关，只要保证模型与原型的几何相似即可达到阻力相似的目的，故水力粗糙区又称为自动模型区。3、复式断面明渠有哪些水力特性？答：1过水断面形状多呈上部宽而浅，下部窄而深，断面几何形状有突变；2过水断面面积及湿周都不是水深的连续函数，水位流量关系曲线不能连续；3过水断面上的糙率可能不一致。4、洪水调查工作包括哪些？答：1、河段踏勘；2、现场访问；3、形态断面及计算河段选择；4、野外测量。5、桥位选择的一般要求有哪些？答：1、服从路线总方向及建桥的特殊要求；2、桥轴线为直线或为曲率小的平滑曲线；3、少占农田，少拆迁，少淹没；4、有利于施工；5、适应市政规划，协调水运、铁路运输，满足国防、经济开发等需要。6、与小桥相比，涵洞孔径计算有哪些特点？答：1、涵洞洞身随路基填土高度增加而增长，洞身断面的尺寸对工程数量影响较大，因此计算涵洞孔径时，还要求跨径与台高应有一定比例关系，其经济比例通常为1:1~1:1.5；2、计算涵洞孔径时，要考虑洞身过水阻力的影响；3、涵洞孔径较小，通常都采取人工加固河床的措施来提高流速，以缩小孔径；4、为提高泄水能力，最大限度地缩小孔径，降低工程造价，在涵洞孔径计算中，要考虑水流充满洞身触及洞顶的情况。四、计算题（1题12分，2题12分，共24分）1、如图所示，射流沿水平方向射向一斜置的固定平板后，即沿板面分成水平的两股水流，其流速分别为V1、V2。喷嘴出口直径为d，射流速度为V0，平板光滑，如不计水流重量，空气阻力及水头损失，求此射流分流后的流量分配情况及对平板的作用力。解：列断面0-0、1-1、2-2能量方程，有Z0+0+α0V02/2g=Z1+0+α1V12/2g+0Z0+0+α0V02/2g=Z2+0+α2V22/2g+0因α0=α1=α2=1,得V1=V2=V0沿平板板面取X轴，、Y轴垂直于平板。列X轴向的动量方程，有ρQ1V1—ρQ2V2—ρQ0V0x=ΣFxΣFx=P1—P2—P0cosθ=0—0—0×cosθ=0又V1=V2=V0得Q1—Q2—Q0cosθ=0而Q1+Q2=Q0得Q1=Q0/2（1+cosθ）Q2=Q0/2（1—cosθ）列Y轴向动量方程，有ΣFx=0—（—ρQ0V0sinθ）=ρQ0V0sinθ水流对平板作用力R‘=—R=—ρQ0V0sinθ2、有一情况较坏的梯形断面路基排水土渠，长1KM，底宽3m，按均匀流计算，设渠中正常水深为0.8m，边坡系数为1.5，渠底落差为0.5m，试验算渠道的泄水能力及渠中流速。（n=0.03）解：i=ΔZ/l=0.5/1000=0.0005A＝（b+mh）h=(3+1.5*0.8)*0.8=3.36m2χ＝b+2h(1+m2)0.5=(3+1.5*0.8)*0.8=R=A/χ=3.36/5.88=0.57m按曼宁公式计算：C=1/n×R1、6=（0.57）1、6/0.03=30.4m0.5/sQ=AC(Ri)0.5=3.36×30.4×（0.57×0.0005）0.5=1.72m3/sV=Q/A=1.72/3.36=0.513m/s《水力学与桥涵水文》课程试卷（三）一、填空题（每题2分，共20分）1、水面曲线的形状及变化有降水曲线、壅水曲线、水跃现象、水跌现象四种类型。2、判断河段稳定性和变形程度，通常以50年演变作为衡量标准。3、从径流形成过程来看，影响径流变化的主要因素可分为气候因素、下垫面因素两类。4、水文资料的来源主要有水文观测站资料、洪水调查资料、文献考证资料三方面。5、在桥位方案比选中，经济比较主要从工程费、运营费、投资回收期、经济效益四个方面比较。6、桥下断面的冲刷由自然演变冲刷、桥下断面的一般冲刷、桥梁墩台周边的局部冲刷三部分综合组成。7、按照宽顶堰理论，小桥下水流有自由式出流、淹没式出流两种水力图式。8、涵洞由洞身、洞口、基础三部分组成。9、三点适应法是指在经验频率曲线上任选三个点，利用该三点处的流量值和相应的频率，推求三个统计参数的初试值，再通过适线法确定统计参数值的方法。10、通常垂线最大流速出现在水面下0.2h处。二、名词解释（每题4分，共20分）1、明渠均匀流：水流的水深、断面平均流速沿程都不变的均匀流动。2、流域：一条河流两侧汇集水流的区域称为该河流的流域。3、河相关系：河流在水流、泥沙及河床的长期相互作用下，能形成与所在河段具体条件相适应的某种均衡状态，这种均衡状态与河流的有关部门要素常存在某种函数关系，这种函数关系称为河流的河相关系。4、冲止流