水力学（堰流及闸孔出流）-试卷1
(总分：94.00，做题时间：90分钟)
一、 单项选择题(总题数：6，分数：12.00)
1.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。（分数：2.00）
__________________________________________________________________________________________ 解析：
2.两个WES型实用堰，都属于高堰，它们的设计水头H d1 ＞H d2 ，但堰顶水头H 1 =H d1 ，H 2 =H d2 ，两者的流量系数关系是_____。 ( ) （分数：2.00） A.m 1 =m 2 √ B.m 1 ＞m 2 C.m 1 ＜m 2 D.不能确定 解析：
3.锐缘平面闸门的垂向收综系数ε’随相对开度e／H的增大而_______。 ( ) （分数：2.00） A.增大 √ B.减小 C.不变 D.不能确定 解析：
4.当实用堰堰顶水头大于设计水头时，其流量系数m与设计水头的流量系数m d 的关系是____。 ( ) （分数：2.00） A.m=m d B.m＞m d √ C.m＜m d D.不能确定 解析：
5.平底渠道中弧形闸门的闸孔出流，其闸下收缩断面水深h c 小于下游水深对应的水跃跃前水深，则下游水跃的型式为_______。 ( ) （分数：2.00） A.远离式水跃 √ B.临界式水跃 C.淹没式水跃 D.无法判断 解析：
6.当水头等于设计水头H d 时，WES型实用堰(高堰)的流量系数m等于______。 ( ) （分数：2.00） A.0．385 B.0．36 C.0．502 √ D.0．32 解析：
二、 填空题(总题数：6，分数：12.00)
7.填空题请完成下列各题，在各题的空处填入恰当的答案。（分数：2.00）
__________________________________________________________________________________________
解析：
8.闸孔自由出流的流量系数随开度增大而______，流量随开度增大而_______。 （分数：2.00）
__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：减小、增大) 解析：
9.宽顶堰的总水头H 0 =2m，下游水位超过堰高度h s =1．0m，此种堰流为______出流。 （分数：2.00）
__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：自由) 解析：
10.影响宽顶堰流量系数m值的主要因素为________和_______。 （分数：2.00）
__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：进口底坎形式和翼墙形式、相对堰高) 解析：
11.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。 （分数：2.00）
__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：无侧收缩、有侧收缩) 解析：
12.对于宽顶堰式闸孔出流，当下游水深h 小于闸后收缩断面水深对应的跃后水深h \时，发生________t c 水跃；当h t ＞h c \时，发生_______水跃；当h t =h c \时，发生_______水跃。 （分数：2.00）
__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：远驱、淹没、临界) 解析：
三、 判断题请判断下列各题正误。(总题数：5，分数：10.00)
13.当水头及其他条件相同时，堰流的流量系数随相对堰高增大而增大。 ( ) （分数：2.00） A.正确 B.错误 √ 解析：
14.只要下游水位超过宽顶堰堰顶，一定是淹没出流。 ( ) （分数：2.00） A.正确 B.错误 √ 解析：
15.当水头、堰型及其他条件相同时，无侧收缩的过流能力大于有收缩的过流能力。 ( ) （分数：2.00） A.正确 √ B.错误 解析：
16.矩形棱柱体渠道上的无侧收缩宽顶堰自由出流，流量系数为0．5，堰顶水头为1m，则单宽流量为( )
（分数：2.00） A.正确
。
B.错误 √ 解析：解析：H 0 ≠1m
17.当实用堰流下游发生淹没水跃时，堰流为淹没出流。 （分数：2.00） A.正确 B.错误 √ 解析：
四、 简答题(总题数：1，分数：2.00)
18.图8-15所示的三个溢流坝，作用水头不同，而其他条件完全相同，试比较其流系数m的大小，并说明理由。 （分数：2.00）
__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：m b ＞m a ＞m c )。) 解析：
五、 计算题(总题数：29，分数：58.00)
19.已知顶角为直角的三角形薄壁堰的堰顶水头变化为H=0．1m～0．30m，试绘制堰顶水头与流量关系曲线。 （分数：2.00）
__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：当H=0．1～0．25m时，流量公式用Q=1．4H 。 当H=0．25～0．30m时，流量公式用Q=1．343H 由上式计算出H～Q关系见表8—1和图8—6。 解析：
20.如图8—7所示，有一种建在岩石河床上的桩板坝，由埋入河床的钢筋混凝土桩柱和固定于两桩柱之间的松木面板构成，桩柱之间跨度不超过3m，每米坝宽通过流量不超过30m ／s。已知上、下游坝区河段两岸是直立的块石浆砌挡土墙，河床上游宽B 0 =40m，坝宽b=30m，通过流量Q=150m ／s，坝高P=3m，(1)当下游水深h t =2m，试求坝上水头H；(2)若洪水期上、下游水位差z=1．65m，下游水深h t =4．0m，求通过流量为若干? （分数：2.00）
__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案： 联立求解可得H=1．941m，m 0 =0．418 (2)当h t =4．0m，z=1．65m时，
) 3
3
2.47
5/2
) H=h t +z—P=4+1．65—3=2．65(m) 此时由式(8—4)计算得：m 0 =0．4256 解析：
21.如图8—8所示，某水闸溢洪道建于低WES堰上，溢洪道上游引水渠与溢洪道同样宽，下游接矩形陡槽。低WES堰上下游堰高相同，P=3．0m，堰顶高程21．0m，设计水头H =15m，在正常库水位时，采用宽b=14md 的弧形闸门控制泄洪，墩厚d=2．0m，边墩和中墩的头部都是圆形的，要求保坝洪水流量Q=8770m ／s时，库内非常洪水位不超过37．5m。问此闸应设几孔? （分数：2.00）
__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：(1)P／H =3／15=0．2＜1．33，属于低堰，H ／H =(37．5—21．0)／15=1．1，d 0 d 查图得，m=0．47 先不考虑侧收缩影响，估算流量为Q=8770m ／s时所需的宽度 B=5×14=70(m)， 3
3
(2)取5孔，则
故取5孔可以满足要求(若考虑行近流速水头，流量系数和流量会更大)。)
解析：
22.已知堰高P=50m，上游堰面垂直，设计水头H d =8．0m，堰面下游直线段坡m 1 =0．65，若最大工作水头为10m，孔闸有12孔，每孔净宽b=15m，闸墩和边墩的头部为尖圆形，堰上游的引水渠总宽B 0 =220m，闸墩厚d=2．5m，采用WES堰型，求通过流量应为多少? （分数：2.00）
__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：P／H =50／8=6．25＞1．33m，故属于高堰，H／H =10／8=1．25，查图得m=0．520 d d
) 解析：
23.水库的正常高水位为72．0m，非常洪水位为75．6 m，溢洪道为无闸控制的宽顶堰进口，下接陡槽和消能池。宽顶堰宽60 m，堰坎高P=2 m，坎顶高程70．6 m，坎顶进口修圆。若堰与上游的引水渠同宽，问上述两种水位时，通过的流量为多少? （分数：2.00）
__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：依题意流动为无侧收缩、自由溢流的宽顶堰。B=60m，P=2m。 (1)当堰顶水头H 1 =
=72—70．6=1．4(m)时，0＜P／H=2／1．4=1．43＜3．0 3
如忽略行进流速水头流量 ，P／H 2 =2／5=0．4＜3．0 =160.6(m 试算 ／s) 试算得Q 1 =165．0m ／s (2)当堰顶水头 3
3
得Q 2 =1247．6m ／s 在正常水位下流量和流速较小，忽略行近流速对计算结果影响不大，在洪水位下流量和流速较大，忽略行进流速对计算结果影响较大，流量误差为11％。) 解析：
24.如图8—9所示，有一水库的平底四孔溢洪道，每孔宽b=13．0 m，墩厚d=3．0 m，边墩头为半径r=6．0 m的1／4圆弧，弧与上游引渠垂直挡土墙连接。中墩头为尖圆形，通过最大流量时，闸门全开，已知溢洪道底坎高程为272．0 m，溢洪道闸室末端接陡槽。问通过特大洪水流量Q=6000 m ／s时，库内洪水位将为多少? 3
（分数：2.00）
__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：b=13．0m，d=3．0m，r=6．0m，n=4，B =nb+(n一1)d+2r=4×13+(4—1)×3+2×6=73(m) 0
试算得：H=15．78m，故库内洪水位为272．0+15．78=287．78(m)) 解析：
25.水库的平底闸溢洪道底板高程为122．0 m。要求在水库非常水位为130．4 m时下泄流量Q=1150 m ／s。设溢洪道总宽与上游引水渠一样，每孔净宽b不超过6．0 m，敦厚不超过1．5 m，边墩和闸墩头部为圆形，闸室后接陡槽，问此闸应设多少孔? （分数：2.00）
__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：依题意流动为无坎宽顶自由堰流，先设m=0．385，H =H，估计所需过水宽度B 0 (1)若取b=6m，n=4，d=1．5m，B 0 =nb+nd=4×6+4×1．5=30(m) 3
3
3
查表得：m=m m =m s =0．366 试计算得：Q=1123m ／s＜1150m ／s，故不能取4孔。 (2)取b=6m，n=5，d=1．5m，B 0 =nb+nd=5×6+5×1．5=37．5(m) 3
查表得：m=m m =m s =0．366 试算得：Q=1404m ／s＞1150m
3
／s，可通过洪水，但过流能力偏大，可适当缩窄孔宽。 (3)取b=5m，n=5，d=1．5m，B 0
=nb+nd=5×5+5×1．5=32．5(m) 3
查表得：m=m =m =0．3665 m s 试算得：Q=1152m ／s＞1150m
3
／s，故可通过洪水。)
解析：
26.如图8—10所示，矩形宽顶堰底坎进口边缘为直角，堰壁厚δ=6．5m。堰高P=1．5m，堰宽b=4．0m，上、下游渠道渠底同高，上游引渠宽B 0 =8．0m，下游水深h t =2．4m。试求通过流量Q=4．0m ／s时堰顶水头H。 （分数：2.00）
__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：先假设H=0．95m，则解析：
27.如图8—11所示，平底闸闸底高程为28．5m，闸前水位为32．5m，闸门开度e=1．0m时，闸下游水位为30．0m，下游渠底与闸上游渠底同高。闸宽b=5m，流速系数φ=0．95。求通过平板闸门的流量。如闸门开度e=1．6m，下游水位为31．5m，其他条件不变，过闸流量应为多少?（分数：2.00）
__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：(1) =0．25＜0．65，属闸孔出流。 查表得：ε=0．622，h =εe=0．622m c
) ) 3
流量系数：μ 0 =0．60一 解析：
=0．6一0．18×0．25=0．555 28.如图8—12所示，弧形闸门4孔，每孔宽b=13．0m，弧半径R=20．0m，闸门转动轴高c=14．9m。闸前水头H=14m，闸门开度e=6．0m，弧形闸门的底坎为平底，底坎末端紧接跌坎，求通过的流量。（分数：2.00）
__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：解析：
29.如图8—13所示，梯形渠道流量Q=2．0m ／s，边坡m=1．5，正常水深h 0 =1．2m，底宽B 0 =1．6m，因要穿过公路底下，拟建一矩形涵洞，洞底宽b=0．8m，洞长δ=7m，洞高为1．40m，涵洞进口平顺，采用八字翼墙，求涵洞进口前渠道水深H为多少? （分数：2.00）
__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：已知进口平顺，进口前渠道水深H=1．39m，解析：
30.如图8—14所示，泄洪闸采用低WES堰，堰前河床高程26．5m，堰顶高程29．0m，堰下游河床高程27．0m，宣泄最大洪水流量Q=4000m ／s时，上游水位33．59m，下游水位32．55m，设计水头H d =0．9H max ，堰顶装有弧形闸门，每孔宽b=12．0m，闸墩头为圆形，墩厚d=1.60m，闸前行近流速v 0 =1．0m／s，边墩ξ k =0．7。试确定闸孔总宽及孔数。 （分数：2.00）
3
3
故为闸孔出流 依题意，闸下游紧接陡槽，故可按自由出流情况计算：) =0．5，取cotθ=3，查表得，m=0．358试算得：H=1．39m，
属宽顶堰堰流。)
水力学(堰流及闸孔出流)-试卷1
