(总分：100.00，做题时间：90分钟)
一、第Ⅰ部分 选择题
单项选择题(总题数：10，分数：20.00)
1.下面说法中错误的是______ （分数：2.00）
A.当孔口直径与孔口形心在水面下的深度相比很小时，便可认为是小孔口 B.当孔口断面上各点的水头相等时，这样的孔口为小孔口
C.当d＞H/10时，应考虑不同高度上的水头不等，这样的孔口为大孔口 D.孔口出流的水头损失包括沿程水头损失和局部水头损失 √ 解析：[考点] 本题主要考查的知识点为孔口出流的特点。 由于孔口沿流动方向的边界长度很短，因此水头损失只有局部损失。
2.从水管末端突然关阀开始，水击波传播过程中，四个阶段的传播波依次是______ （分数：2.00）
A.增压、减压、减压、增压 √ B.减压、增压、减压、增压 C.增压、减压、增压、减压 D.减压、增压、增压、减压
解析：[考点] 本题主要考查的知识点为水击波的传播过程。
水击以波的形式传播，称为水击波。水击波典型的传播过程如下：设阀门在t=0瞬时关闭，第一阶段，增压波从阀门向管道进口传播；第二阶段，减压波从管道进口向阀门传播；第三阶段，减压波从阀门向管道进口传播；第四阶段，增压波从管道进口向阀门传播。 3.在明渠中不可以发生的流动是______ （分数：2.00） A.恒定均匀流 B.恒定非均匀流 C.非恒定均匀流 √ D.非恒定非均匀流
解析：[考点] 本题主要考查的知识点为明渠流动的特点。
与有压管流相比较，明渠流动有以下特点：(1)明渠流动具有自由表面，沿程各断面的表面压强都是大气压，重力对流动起主导作用。(2)明渠底坡的改变对断面的流速和水深有直接影响。而有压管流，只要管道的形状、尺寸一定，管线坡度变化对流速和过流断面面积无影响。(3)明渠局部边界的变化，如设置控制设备、渠道形状和尺寸的变化，改变底坡等，都会造成水深在很长的流程上发生变化。因此，明渠流动实际上存在均匀流和非均匀流。而在有压管流中，局部边界变化影响的范围很短，只需计入局部水头损失，仍按均匀流计算。
4.明渠均匀流可能发生在______ （分数：2.00） 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
解析：[考点] 本题主要考查的知识点为明渠均匀流形成的条件。
明渠均匀流形成的条件是位能沿程减少值等于沿程水头损失，而水流的动能保持不变。按这个条件，明渠均匀流只能发生在底坡不变，断面形状、尺寸、壁面粗糙系数都不变的顺坡长直渠道中。在平坡渠道、逆坡渠道、非棱柱形渠道以及天然河道中都不能形成均匀流。
5.断面单位能量e随水深h的变化特点是______ （分数：2.00） A.e存在极小值 √ B.e存在极大值
C.e随h增加而单调减少 D.e随h增加而单调增加
解析：[考点] 本题主要考查的知识点为断面单位能量随临界水深变化的特点。
如图所示，以水深h为纵坐标，单位断面能量e为横坐标，作e=f(h)曲线，其间极小值为e 。e (h=h min min )点将e=f(h)曲线分为上、下两支：上支(h＞h )，断面单位能量随水深增加而增加 c
6.只适用于明渠均匀流流动状态的判别标准是______ （分数：2.00） A.临界流速 B.临界底坡 √ C.弗劳德数 D.临界水深
解析：[考点] 本题主要考查的知识点为明渠均匀流流动状态的判别。
临界流速、弗劳德数及临界水深作为判别标准是等价的，无论均匀流或非均匀流都适用，是普通标准。而临界底坡作为判别标准只适用于明渠均匀流，是专属标准。 7.下列各型水面曲线中，降水曲线是______ （分数：2.00） A.M1型 B.S1型 C.M2型 √ D.C3型
解析：[考点] 本题主要考查的知识点为水面曲线的分析。
在各区域中，1、3区域的水面线(M 1 、M 3 、S 1 、S 3 、C 1 、C 3 、H 3 、A 3 型水面线)是壅水曲线；2区的水面线(M 2 、S 2 、H 2 、A 2 型水面线)是降水曲线。 8.矩形修圆进口宽顶堰在（分数：2.00） A.m＜0.32 B.m=0.32 C.m=0.36 √ D.m＞0.36
解析：[考点] 本题主要考查的知识点为矩形修圆进口宽顶堰的流量系数。 矩形修圆进口宽顶堰，当 （分数：2.00） A.流量相同 √ B.流速相同 C.各点压强不同 D.渗流阻力不同
时， 当 时，m=0.36。
的条件下，其流量系数______
下支(h＜h )，c
c
断面单位能量随水深增加而减小 9.渗流模型与实际渗流相比较______
解析：[考点] 本题主要考查的知识点为渗流模型与实际渗流的比较。
渗流模型是渗流区域的边界条件保持不变，略去全部土颗粒，认为渗流区连续充满流体，而流量与实际渗流相同，压强和渗流阻力也与实际渗流相同的替代流场。 10.速度v、长度l、重力加速度g的无量纲集合是______ A． B． C． D．
（分数：2.00） A. B. C. D. √
解析：[考点] 本题主要考查的知识点为无量纲量的计算。
速度的量纲是LT ，长度的量纲是L，加速度的量纲是LT ，因此可求得，速度v、长度l、重力加速度g的无量纲集合是 。
-1
-2
二、第Ⅱ部分 非选择题
填空题(总题数：10，分数：20.00)
11.游泳池长25m，宽10m，水深1.5m，池底设有直径10cm的放水孔直通排水地沟，则放净池水所需的时间为 1。
（分数：2.00） 解析：7.89h
12.在有压管道中，由于某种原因(如阀门突然起、闭，换向阀突然变换工位，水泵机组突然停车等)，使水流速度突然发生变化，引起压强大幅度波动的现象，称为 1。
（分数：2.00） 解析：水击(或水锤)
13.发生直接水击的条件是阀门关闭时间 1一个相长。
（分数：2.00） 解析：小于
14.有一预制的钢筋混凝土水管，断面为圆形，管径d=1.0m，底坡i=0.002，管壁粗糙系数n=0.014，则最大设计充满度时的流量为 1。
（分数：2.00） 解析：0.91m /s
15.正常水深h =1.85m，底宽b=5m、粗糙系数n=0.017，底坡i=0.000 3的矩形断面渠道，流量为10m /s，0 判别渠道中水流是 1。(填急流或缓流)
（分数：2.00） 解析：缓流
3
3
16.某泄水建筑物下游梁道，泄流单宽流量q=15m /s。若产生水跃，跃前水深h\"=0.8m，则跃后水深h\"为 1。
（分数：2.00） 解析：7.19m
17.明渠缓流因流动边界急剧变化而发生的明渠急变流现象，称为 1。
（分数：2.00） 解析：堰流
18.在渗流模型的基础上，渗流可以按欧拉法的概念进行分类，根据流线是否平行直线，分为 1和非均匀渗流。
（分数：2.00） 解析：均匀渗流
19.有一普通完全井，半径为0.2m，含水层厚度为10m，土的渗透系数为0.001m/s，抽水时井水深4m，估算井的出水量为 1。
（分数：2.00） 解析：0.033m /s
20.采用国际单位制进行量纲分析时，对于不可压缩流体，三个基本量纲分别是 1。
（分数：2.00） 解析：M、L、T
3
3
三、名词解释题(总题数：5，分数：15.00)
21.有压管流
（分数：3.00）
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解析：有压管流：流体沿管道满管流动的水力现象称为有压管流。 22.水力最优断面
（分数：3.00）
__________________________________________________________________________________________ 正确答案：()
解析：水力最优断面：当底坡i、粗糙系数n和断面面积A一定，使流量Q最大的断面形状，也就是使水力半径R最大，即湿周χ最小的断面形状，称为水力最优断面。 23.水跃
（分数：3.00）
__________________________________________________________________________________________ 正确答案：()
解析：水跃：明渠水流从急流状态(水深小于临界水深)过渡到缓流状态(水深大于临界水深)时，水面骤然跃起的急变流现象。 24.薄壁堰
（分数：3.00）
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解析：薄壁堰：当堰壁厚δ＜0.67H时，过堰水流和堰壁只有一条边线接触，堰顶厚度对水流无影响，称为薄壁堰。 25.运动相似
（分数：3.00）
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解析：运动相似：指两个流动相应点速度方向相同，大小成比例。
四、简答题(总题数：3，分数：15.00)
26.管嘴出流的水力特点是什么?
（分数：5.00）
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解析：在孔口上对接长度为3～4倍孔径的短管，水通过短管并在出口断面满管流出的水力现象称为管嘴出流。水力机械化施工用水枪及消防水枪都是管嘴的应用。管嘴出流虽有沿程水头损失，但与局部损失相比甚小，可忽略不计，水头损失仍只计局部损失。
27.简述明渠水流的三种流态及其四个判别方法及标准。
（分数：5.00）
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解析：明渠水流分为缓流、急流、临界流。 判别方法有：
(1)临界速度，矩形断面： v=v c ，流动为临界流。 (2)无量纲数Fr称为弗劳德数
Fr＜1，流动为缓流；Fr＞1，流动为急流； Fr=1，流动为临界流。 (3)临界水深，用h c 表示
h＞h c ，v＜v c ，流动为缓流；h＜h c ，v＜v c ，流动为急流；h=h c ，v=v c ，流动为临界流。 (4)临界底坡，用符号i c 表示
i＜i c ，h 0 ＞h c ，均匀流为缓流；i＞i c ，h 0 ＜h c ，均匀流为急流；i=i c ，h 0 =h c ，均匀流为临界流。
28.宽顶堰形成淹没溢流的充分条件和必要条件是什么?淹没系数与哪些因素有关?
（分数：5.00）
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解析：宽顶堰形成淹没溢流的必要条件是下游水深高于堰顶；充分条件是下游水位影响到堰上水流由急流变成缓流，用公式表示为h s =h-p\"＞0.8H。。淹没系数随淹没程度h s /H的增大而减小。
v＜v c ，流动为缓流；v＞v c ，流动为急流；
五、计算题(总题数：3，分数：30.00)
29.远距离输水管路如图所示。拟采用钢筋混凝土管道，管道全长l=10km，上游水库水位标高171m，下游水库水位标高139m，管壁粗糙系数n=0.014，输水流量约0.7m /s，试设计管径。
3
（分数：10.00）
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解析：解：Q=0.7m /s，作用水头H=171-139=32(m)，由H=alQ 得 a=H/lQ =32/(10 000×0.7 )
查混凝土管的比阻值表，n=0.014，d=0.8m时，a=0.00663，最为接近，故选定管径为800mm，且相应的输水流量为 3
略小于0.7m /s。
30.一矩形进口宽顶堰，堰宽b=2m，坎高p =p =1m，上游堰上水头H=2m，上游渠宽B=3m，边墩为矩形，1 2 下游水深h=2.8m，求通过的流量。(假设行近流速v 0 可忽略不计)
（分数：10.00）
__________________________________________________________________________________________ 正确答案：()
解析：解：先判别堰流是否为淹没溢流。因v 0 不计，H 0 =H，则
可知该堰流属于淹没溢流，查得淹没系数σ s =0.84。又因B＞6，需考虑侧收缩影响，计算侧收缩系数 流量系数m 流量Q
31.经过孔口出流的流量Q与孔口直径d、流体压强p、流体密度ρ有关，试用量纲分析法确定流量的函数式。
（分数：10.00）
__________________________________________________________________________________________ 正确答案：()
解析：解：量纲表如下
Q的量纲L T ；d的量纲L；p的量纲ML T ； ρ的量纲ML 。 设Q=Kd p ρ ，则
L T =KL M L T M L L：3=a-b-3c T：-1=-2b M：0=b+c 得 则
3
-1
a
b
-b
-2b
c
-3c
a
b
c
-33
-1
-1
-2
2
2
3
2
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