第八章习题答案选择题 （单选题） 明渠均匀流只能出现在： （ b ）（ a ）平坡棱柱形渠道； （b ）顺坡棱柱形渠道； （c ）逆坡棱柱形渠道； （d ）天然河道中。

水力最优断面是： （ c ）（a ）造价最低的渠道断面； （ b ）壁面粗糙系数最小的断面； （ c ）过水断面积一点，湿 周最小的断面； （ d ）过水断面积一定，水力半径最小的断面。

水力最优矩形渠道断面，宽深比 b/ h 是：（c ）（a ）增大；（b ）减小；（c ）不变；（d ）不定。

在流量一定，渠道断面的形状、尺寸一定时，随底坡的增大，临界水深将： （b ）（a ）增大；（b ）减小；（c ）不变；（d ）不定。

宽浅的矩形断面渠道，随流量的增大，临界底坡 i c 将：（b ）（a ） 增大；（ b ）减小；（c ）不变；（d ）不定。

明渠水流如图 8-49 所示，试求 1、2 断面间渠道底坡，水面坡度，水力坡度。

a ）；（b ）；（c ）；（d ）。

断面单位能量沿程的变化： de =0； ds 平坡和逆坡渠道中， （a ） de >0； ds 明渠流动为急流时：b ） a)F r >1； 明渠流动为紊流时： a )F r >1； b) de<0； ds(a)b) h >h c ； a ）b) h >h c ； 明渠水流由急流过渡到缓流时发生： 在流量 c ） c ）c ）d ）都有可能。

v <c ； v <c ； a ）a ）水跃；（b ）水跌；（c ）连续过渡； 定，d ） d ） de<0。

dhde<0。

dhd ）都可能。

渠道断面的形状、尺寸和壁面粗糙一定时，随底坡的增大，正常水深将：3 2 10.03330 3042 4.5 2 8 4 6.5 4.52g 2g0.0428 30答： 1、2 断面间渠道底坡 i 0.033，水面坡度 J p 0.05 ，水力坡度 J0.0428。

梯形断面土渠，底宽 b =3m ，边坡系数 m =2，水深 h =1.2m ，底坡 i =，渠道受到中等养护， 试求通过流量。

解： A h b hm 1.2 3 1.2 2 6.48 （ m 2）b 2 h 2 hm b 2h 1 m 23 2 1.2 5 8.367 （ m ）AR0.7745 （ m ），取 n 0.0225 （见教材 153 页表 6-4 ）2Q1R16 RiA6.48 0.774530.0002Qn R RiA 0.0225答：通过流量 Q 3.435 m 3 /s 。

解：5mv 1=4m/s4.5m3m30m2m8 6.5 30 0.05 33.435Q =m 3 /s ，底坡 i =，试按水力最优v 1=4m/s修建混凝土砌面（较粗糙）的矩形渠道，要求通过流量断面设计断面尺寸。

解：对矩形断面，水力最优断面满足b 2h 。

∴ A bh 2h2， b 2h 4h ，∴ R 2h 24h 212h 1.70 （ m ）， b 3.40（m ） 0.366hb mh 20.3662m∵ Q A 1 R 3i ，取 i 0.001， n 0.017 n4.14答：断面尺寸为 h 1.70 m ， b 3.40m 。

修建梯形断面渠道，要求通过流量 Q =1m 3/ s ，边坡系数 m =，底坡 i = ，粗糙系数 n =，试按不冲允许流速 v max =m/ s ，设计断面尺寸。

解：v max 0.8 ，∴ Q0.8 ，A AQ1vmax0.821.25又∵v max ，即 R 3n v max1120.03 0.80.502 0.0022∴有 hb mh 21.252h 10.0179.7123h12即有 hbh 22 2h1.25 3.42解得： h 21.87 h 0.684 0∴b 2.00 答：断面尺寸为 b0.51.32.012.455 m ），2.000.5 （m ） h 0.5 m 。

已知一钢筋混凝土圆形排水管道，污水流量 Q =m 3/s ，底坡 i =，粗糙系数 n =，试确定此管道的直径。

解： 取充满度为 h0.6 ，则 A 0.4920d 2， R 0.2776d 。

d ∴ Q 1 AR 3 i 1 0.4920d 2 0.2776d 3 0.005 1.0575d 3n 0.014 ∴ d 0.535 （ m ） h 2故应取 0.75 ，则由表 8-4 查得 A 0.6319 d 2， R 0.3017d d0.21.4357d 30.2， d 0.478（m ） 其中 A C h C 2， B C 2h C故取 d 500（ mm ） 答：管道的直径 d 500 mm 。

钢筋混凝土圆形排水管，已知直径d =1.0m ，粗糙系数 n =，底坡 i =，试校核此无压管道的 过流量。

解： 满流时的过流量Q 0 A 0 1R 2n1 2 d 30.0114 4d 02 d 40.0021 0.01230.000.996 m/s ）对管径为 1m 的输水管， 0.80由图 8-16 查得：Q0.98， ∴ Q 0.974 m/s ）0.80，解法 2：取d ∴ Q A R 3in2则 A 0.6736d0.67360.3042230.014 0.6736 ； R 0.3042d 0.3042 0.002 0.973 （ m 3/s ）答：无压管道的过流量 Q 0.973 m 3/s 。

三角形断面渠道，顶角为 90°，通过流量 Q =m 3/ s ，试求临界水深。

解： 临界水深满足Q 2 A C 3 gB C答：临界水深 h C 0.665 m 。

有一梯形土渠，底宽 b =12m ，边坡系数 m =，粗糙系数 n =，通过流量 Q =18 m 3/s ，试求临界水深和临界底坡。

解：QA C 3gB A Ch C b mh C12h C 1.5h C 2B Cb 2mh C 12 3h Ch C 0.6（ m ）临界底坡满足： i C g2 CCC C 2B C其中： A C 0.6 12 1.5 0.6 7.74 m 2B C 12 3h C 13.8 mC12 2 0.6 1 1.52 14.16 m答：临界水深 h C 0.6 m ，临界底坡 i C 0.00696 。

在矩形断面平坡渠道中发生水跃， 已知跃前断面的 Fr 1= 3 ，问跃后水深 h ''是跃h C 5 2hC2Q 2 15g2 0.82 59.8070.665 （ m ）12h C 1.5h C 212 3h C1829.807 33.04 iCgCC C 2B C0.006961R 1 6BCn前水深h' 的几倍？解： h 1 1 8Fr 12 1 11 8 3 1 2h 2 1 2 答：跃后水深 h ''是跃前水深 h'的 2倍。

试分析下列棱柱形渠道中水面曲线衔接的可能形式i 1<i ci 2>i ci 1<i ci 1<i 2<i ci 2<i c解：N 1 N1 CN 2CN 2i 2>i ci 1<i cN 1 N 1在该点相切1CN 2N 2i 1<i ci 1<i 2<i cCi2<ic有棱柱形渠道， 各渠段足够长， 其中底坡 0<i 1<i c ， i 2 >i 3 >i c ，闸门的开度小于临界水深 h c ， 试绘出水面曲线示意图，并标出曲线的类型。

CC 0<i 1<i ci 2>i ci 3>i c (i 3<i 2)解：C N 1h 01<h 02N 2h 01=h 02h01>h 02N 2h 01i 1>i cN 1h 02N 1N 1有矩形断面长渠道向低处排水，末端为跌坎，已知渠道底宽 h 0 =0.5m ，粗糙系数 n =，试求：（1）渠道末端出口断面的水深； （ 2）绘渠道中水面曲线示 意图。

解：（ 1）确定临界水深 h C 。

2）计算水面曲线N 20<i 1<i cN 3i 2>i cN2CN 3i 3>i c （i 3<i 2）b =1m ，底坡 i = ，正常水深R 0bh 0 b 2h 0 1 0.51 2 0.5 0.25 （ m ）∴h CK 0 i A 0n 1R 023i3bh C bb 2h C3130.50.25 2 3 0.0004 0.283Q223Q 2b 2g1321 31.0 0.283220.202iJ3）渠道水面曲线示意图：0.50.40.30.2026.69 6.28 3.89答：（1）渠道末端出口断面的水深为 0.202m ；（ 2）渠道中水面曲线示意图见上图。

矩形断面长渠道，底宽 b =2m ，底坡 i =，粗糙系数 n =，通过流量 Q =m 3/ s ，渠尾设有溢流 堰，已知堰前水深为 1.5m ，要求定量给出堰前断面至水深断面之间的水面曲线。

bh b 2h 1R 1 6 n2gR1R2C1 C2v 22C 2R3 J 10 32v解：（1）正常水深计算。

迭代计算：可得正常水深 h 0 1.04 m2）列表计算水面曲线。

bh b 2h 1 R 1 6 n2 v 2gR1 R22.15mC1C2Q 1 A 0 R 02 3in1bh 0 n231h0h 0 i 0.0114 2 h 023h00.0011 h 0∴h 023h 0 1 h 00.014 32 0.0010.6642v4 2C 2RJ 102）水面曲线图。

h (m)1.1 26.531.220.101.313.521.41.56.85 0.0。