2025年大二（水利水电工程）水力学基础测试卷.doc

2025年大二（水利水电工程）水力学基础测试卷

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题 共40分）
答题要求：（总共8题，每题5分，每题只有一个正确答案，请将正确答案填在括号内）

1. 水力学中研究液体运动的两种方法是（ ）
A. 拉格朗日法和欧拉法
B. 牛顿法和柯西法
C. 达朗贝尔法和拉格朗日法
D. 欧拉法和达朗贝尔法

2. 理想液体的特征是（ ）
A. 无黏性
B. 不可压缩
C. 无黏性且不可压缩
D. 有黏性

3. 恒定流是指（ ）
A. 流动随时间按一定规律变化
B. 各空间点上的运动要素不随时间变化
C. 各过流断面的速度分布相同
D. 迁移加速度为零

4. 圆管层流的沿程水头损失系数与（ ）有关。
A. 雷诺数
B. 相对粗糙度
C. 雷诺数和相对粗糙度
D. 管长

5. 水流在明渠中的流态为缓流时，其水深h与临界水深hc的关系是（ ）
A. h>hc
B. h<hc
C. h=hc
D. 不确定

6. 水跃发生的条件是（ ）
A. 从急流过渡到缓流
B. 从缓流过渡到急流
C. 水流速度突然增大
D. 水流速度突然减小

7. 作用在平面上的静水总压力的作用点（ ）
A. 与形心重合
B. 在形心的上方
C. 在形心的下方
D. 与压力大小有关

8. 水泵的扬程是指（ ）
A. 水泵提水高度
B. 水泵提水高度+吸水管的水头损失
C. 水泵提水高度+压水管的水头损失
D. 水泵提水高度+吸水管与压水管的水头损失

第II卷（非选择题 共60分）

（一）填空题（共10分）
答题要求：（总共5空，每空2分，请将正确答案填在横线上）

1. 液体的黏滞性随温度的升高而______。
2. 流线是一条表示______的曲线。
3. 均匀流的总水头线是一条______线。
4. 明渠均匀流的形成条件是______、______、______。
5. 压力体是由______、______和______所围成的封闭体积。

（二）简答题（共20分）
答题要求：（总共2题，每题10分，请简要回答问题）

1. 简述恒定总流的能量方程及其应用条件。
2. 简述堰流的分类及特点。

（三）计算题（共20分）
答题要求：（总共2题，每题10分，请写出详细的计算过程）

1. 已知某圆管的直径d=100mm，通过的流量Q=0.01m³/s，水温t=20℃，试判断管中水流的流态。（20℃时水的运动黏滞系数ν=1.01×10⁻⁶m²/s）
2. 有一矩形断面渠道，底宽b=2m，水深h=1m，糙率n=0.025，底坡i=0.0009，试求通过渠道的流量Q。（谢才系数C=R¹/⁶/n，R为水力半径）

（四）案例分析题（共10分）
答题要求：（总共1题，每题10分，请阅读案例并回答问题）

某水利枢纽工程中，有一条灌溉渠道。在渠道运行过程中，发现渠道某段出现了水流不畅、水位壅高的现象。经检查发现，该段渠道断面尺寸变小，且有杂物堵塞。

1. 请分析渠道出现水流不畅、水位壅高现象的原因。
2. 针对该问题，提出相应的解决措施。

（五）论述题（共10分）
答题要求：（总共1题，每题10分，请论述相关内容）

论述水力学在水利水电工程中的重要性及应用领域。

答案：
第I卷
1. A
2. C
3. B
4. A
5. A
6. A
7. C
8. D

第II卷
（一）填空题
1. 减小
2. 某一时刻液体质点运动方向
3. 平行于渠底的直
4. 明渠必须是长直的棱柱形渠道；底坡i>0；渠道表面粗糙系数n沿程不变
5. 受压面；受压面的延长面；自由液面或其延长面

（二）简答题
1. 恒定总流的能量方程为：z1+p1/ρg+v1²/2g=z2+p2/ρg+v2²/2g+hw。应用条件为：恒定流；不可压缩液体；质量力只有重力；所取两过水断面应符合渐变流条件，但两断面之间可以是急变流。
2. 堰流可分为薄壁堰流、实用堰流和宽顶堰流。薄壁堰流的特点是堰顶厚度δ较小，水流过堰时堰顶水面呈单一的降落曲线；实用堰流的堰顶厚度δ稍大，水流过堰时堰顶水面有收缩和扩散现象；宽顶堰流的堰顶厚度δ较大，水流过堰时堰顶水面有较长的渐变段。

（三）计算题
1. 解：雷诺数Re=vd/ν，其中v=4Q/(πd²)。
v=4×0.01/(3.14×0.1²)=1.27m/s
Re=1.27×0.1/(1.01×10⁻⁶)=125743>2000，所以管中水流为紊流。
2. 解：水力半径R=bh/(b+2h)=2×1/(2+2×1)=0.5m
谢才系数C=R¹/⁶/n=0.5¹/⁶/0.025=48.4
流量Q=AC√(Ri)=bhC√(Ri)=2×1×48.4√(0.5×0.0009)=1.8m³/s

（四）案例分析题
1. 渠道断面尺寸变小导致过流面积减小，流速增大，水头损失增加，从而水流不畅。杂物堵塞进一步增加了水流阻力，使水位壅高。
2. 措施：清理渠道内的杂物；修复渠道断面，使其尺寸恢复正常；对渠道进行定期检查和维护，防止类似问题再次发生。

（五）论述题
水力学在水利水电工程中具有极其重要的地位。在大坝设计中，水力学原理用于计算上下游水位差、渗流等，确保大坝安全稳定。在水电站中，通过水力学分析确定水流能量转换效率，优化机组运行。在灌溉渠道设计中，依据水力学知识计算流量、流速等，保障灌溉效果。其应用领域涵盖了水利枢纽工程、农田水利、城市给排水等多个方面，为水利水电工程的规划、设计、施工和运行管理提供了关键的理论支持和技术手段。