【免费下载】河流动力学复习题

《河流动力学》复习题一、课件中讲述的名词顶冲点，含沙量，粒径，中值粒径，泥沙干容重，泥沙水下休止角，体积含沙量，，沉速，絮凝现象，比表面积，悬移质，推移质，床沙，高含沙水流，异重流，泥沙起动，起动条件，起动流速，起动拖曳力，粘结力，床面层，shields数，接触质、跃移质，沙波，沙粒阻力，沙波阻力，动床阻力，泥沙起动标准，止动流速，扬动流速，推移质输沙率，推移质单宽输沙率，紊动扩散作用，床沙质，冲泻质，水流挟沙力，饱和输沙，超饱和输沙，次饱和输沙，非饱和输沙，不平衡输沙，平衡输沙，悬浮指标，河床演变，单向变形，复归性变形，河床的自动调整作用，泥沙成型堆积体，河道节点，副流，侵蚀基点，河相关系，造床流量，平滩水位，环流强度，环流旋度，环流相对强度，水流动力轴线，河势，自然裁弯，撇弯，切滩，江心洲，耦合解、非耦合解，正态模型、变态模型，变率，相似理论基本原理，相似转换。

二、课后思考题1、如何分析粒配曲线上沙样组成的相对均匀程度？2、水利工程中一般把泥沙分为哪几类？3、泥沙粒径有几种测量方法，各适用于哪种情况？4、何谓泥沙干密度？干密度主要与哪些因素有关，它们是如何影响干密度大小的？5、何谓泥沙水下休止角？其影响因素如何？6、有一卵石，d=0.1m，从水深h=10m的水面抛入水中，水的流速U=1m/s，若不考虑动水流动的影响，求卵石沉到河底的水平距离？7、什么是泥沙的沉速？球体沉速与等容泥沙的沉速是否相同？为什么？8、试比较岗恰洛夫、沙玉清、张瑞瑾的泥沙沉速公式，说明在层流、紊流、过渡区中泥沙沉速的计算公式有何不同？如何判别层流、紊流、过渡区这三种绕流状态？9、张瑞瑾、唐存本、窦国仁关于粘结力形成的观点如何？张瑞瑾认为粘结力和哪些因素有关？10、怎样表示泥沙的起动条件？实验室如何定性判别床面泥沙是否起动？11、简要叙述张瑞瑾起动流速公式推导思路（步骤）。

12、某河道型水库长20Km，河床坡降0.0001，当入库流量为1000m3/s时，全库区平均河宽为200m，回水末端以上平均水深为5m，库区河床为均匀沙，D50=3mm。

问在上述水流条件下，回水末端以上河床的泥沙会不会向坝前推移？到达何处将停止推移？（库区水面接近水平，起动流速由沙莫夫公式计算）13、Shields曲线有何特点？14、简述悬移质和推移质泥沙的特点（至少5个方面）？15、简述沙波表面的水流及泥沙运动状态。

16、简述随着水流强度的增加，沙波的各个发展阶段及其特点。

17、河道中为什么会产生沙波？18、沙波运动的判别参数有哪些（至少回答5个参数）？其物理意义如何？19、证明相对流速U*/ω实质是 Shields数的另一种表达形式。

20、冲积河流阻力由哪些阻力单元组成？21、何谓动床阻力？它和定床阻力有何不同？如何划分床面与河岸阻力以及沙粒与沙波阻力？22、简述Einstein水力半径分割法当已知R、J及床沙级配时，求解断面平均流速的计算步骤23、已知：梯形断面渠道边坡系数m=2, b=5m ，Q=40m3/s，坡降J＝8/10000，ν＝10－6m2/s，泥沙粒径D35＝0.3mm，D65=0.9mm，水深h＝2.0m。

设断面平均流速U由沙粒阻力决定，即可采用教材公式（4-5）计算平均流速（取修正系数χ=1），求沙粒阻力对应的水力半径R’。

24、已知宽浅型冲积河道，流量Q=2500m3/s，比降J＝3/10000，河宽B=850m，D50＝0.06mm。

试用李昌华、刘建民方法求其平均水深和流速，并求此种情况下的糙率n和Darcy-Weisbach阻力系数f各为多少？（取D95=2D50)25、当河床上出现沙波以后，运用哪些方法、哪些公式来进行过流能力的计算？其计算步骤如何？26 、已知宽浅型冲积河道，单宽流量q=2.5m3/(s.m)，比降为J＝3/10000，D50＝0.5mm，D35＝0.3mm，D65＝0.9mm。

试用Einstein方法求其水深，并求此种情况下的糙率n和Darcy-Weisbach系数f各为多少？27、某渠道断面为梯形，底宽5.0m，边坡1：2，坡降J＝3/10000，边壁突起高度ks＝0.008m，无床面形态。

试用Einstein断面平均流速公式求Q=35m3/s的水深。

28、何谓推移质输沙率？可以从哪些途径去进行研究，各种研究途径的基本思路如何？29、解释Meyer-Peter公式括号内第一项之前加修正系数的原因。

30、已知某河流床沙d90=0.9mm，推移质平均粒径d=0.5mm，比降J=0.0004，单宽流量q=3m 3/(m.s),水深h=1.89m 。

忽略岸壁影响，试用Meyer-Peter 公式计算推移质单宽输沙率。

31、有一沉沙池，设计水深h=3m ，水温20℃，来流流量为4.5m 3/s ，不计紊动对泥沙颗粒沉速的影响，问：在尽量节约工程量的前提下，为保证将来水中粒径D≥0.5mm 的泥沙颗粒完全除去，沉沙池的长度和宽度各应不小于多少？（要求沉速统一用张瑞瑾公式计算，泥沙起动流速用沙莫夫公式计算）32、运动泥沙与床面泥沙的交换达到平衡的含义？33、说明Einstein 公式的物理意义。

34、叙述采用Einstein 公式计算推移质单宽输沙率的步骤。

35、单位时间单位水平截面上紊动扩散作用引起的上浮泥沙量的数学表达式36、将三维悬移质运动方程简化为二维恒定均匀流平衡情况下悬移质运动方程。

37、单位截面重力作用引起的泥沙下沉量的数学表达式38、悬移质运动方程各项的物理意义。

39、利用二维恒定均匀流平衡情况下含沙量沿垂线分布的微分方程以及Karman-Prandtl 对数流速分布公式,证明 含沙量水深分布的公式为。

*u a a h a y y h S S κω⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=40、Rouse 求解二维恒定均匀流平衡情况下的悬移质运动基本方程作了哪些假定？得到什么结果？适用于什么条件？41、Rouse 公式还存在什么问题？可怎样改进？42、某宽浅河段，水深h=3.0m ，单宽流量q=7.2m 3/(m.s)。

来自上游的悬移质含沙量S=10kg/m 3，相应平均粒径d=0.15mm ，水温t=15℃（υ=0.0114cm 2/s ）。

①、判断本河段是否有冲淤变化。

②、在来水来沙条件不变的情况下，估算河道恢复稳定后的水深h 0 。

（假定河宽B 、悬移质粒径d 、以及挟沙力指数和系数k 、m 均不变。

）43、何谓床沙质？何谓冲泻质？为什么要将运动泥沙分为床沙质和冲泻质？它们各有什么特点（至少6个方面）？同一河段的洪水与枯水期，床沙质与冲泻质的分界粒径是否相同，为什么？44、判断并说明原因：流量较大时，输沙率较大。

45、张瑞瑾水流挟沙力公式的基本思路？其公式的物理含义如何？46、某河流的平均水深h ＝1.5m ，断面平均流速为U ＝1.1m/s ，水力坡降J ＝3/10000，均匀床沙粒径为D ＝0.6mm ，水温t=20℃（ υ=0.01cm2/s ），用张瑞瑾方法求悬移质床沙质的输沙率。

47、某一梯形断面渠道，已知悬移质粒径d=0.3mm ，流量Q=5.2m3/s ，底宽b=3.8m ，边坡系数m=1，底坡i=0.0006，糙率系数n=0.025，水温t=15℃，水中平均含沙量为1kg/m3，渠中为均匀流，试求：用黄河干支流水流挟沙力公式（S pj 是以全沙含77.070.025.2pj R U 07.1S ω=沙量表示的断面平均含沙量；除ω单位以cm/s 计，其余均以kg 、m 、s 计。

），判断渠中能否发生冲淤现象。

48、证明：动量交换系数εm 的水深平均值为。

即，h U 067.06/h U **κ49、河道演变的根本原因是什么？50、河道演变可怎样分类？51、影响河床变形的主要因素有哪些？52、冲积性平原河流的可分为哪几种主要类型？各种河型的主要特征如何？53、论述河道水流的水流结构。

54、简述河道水流的基本性质。

55、解释河床演变、节点、河漫滩、泥沙成型堆积体、河势、侵蚀基点等基本概念。

56、河相关系指什么？数学表达式如何？57、从理论上推导均衡河流河相关系的方法如何？如何补充第四个约束条件？58、河流自动调整作用的含义和特性。

59、什么是造床流量？确定造床流量有哪几种方法？60、用马卡维也夫法确定造床流量的思路和步骤？61、第一造床流量和第二造床流量的特点？62、窦国仁河床活动性指标各项的含义？63、河流的能耗最小如何表达？64、简述顺直型河段的演变规律。

65、名词解释：曲折系数、环流强度、环流旋度、环流相对强度、顶冲点。

66、弯道水流运动有何特点？产生这些特点的原因是什么？67、什么是水流动力轴线？简述弯道水流动力轴线和顶冲点的变化特点。

68、从水流挟沙力角度分析蜿蜒型河段洪水期与枯水期弯道段和过渡段冲淤特性。

69、简述弯道一般演变规律。

70、何谓自然裁弯、撇弯和切滩？71、简述汊道的形态特征。

72、汊道有哪几种类型？73、写出汊道分流比、分沙比公式（用流量和含沙量表示，以及用主、支汊含沙量比值Ks 表示）。

74、汊道演变过程有哪几个特点？75、简述游荡型河段的形态特性和主要演变规律。

76、简述游荡型河道的水流和输沙特性。

77、何谓 “多来多排、少来少排”现象？78、游荡型河道汛期主槽冲刷、滩地淤积，非汛期主槽淤积，滩地崩塌的原因是什么？79、游荡型河段主槽摆动剧烈、河势不稳定的原因是什么？80、有哪些定量估算河床演变的方法？81、河床冲淤变形计算基本方程包括哪些方程？82、泥沙数学模型如何分类？83、何为泥沙数模计算的偶和解与非耦合解？84、说明恒定非均匀流平均含沙量沿程变化方程右侧各项的物理意义及其在方程中所占的分量。

85、恒定均匀流含沙量沿程变化方程式中第一项和第二项中挟沙力的含义是否相同？为什么？86、一维恒定平衡输沙泥沙数学模型基本方程组和泥沙补充方程为哪些方程？87、一维恒定不平衡输沙泥沙数学模型基本方程组哪些方程？88、 河工模型可分为哪几类？89、 解释相似基本原理、比尺、变率、相似转换的含义。

90、 相似现象有那几个主要相似特征？这些相似特征所包含的物理量的比尺是否可以任意选定？如何确定比尺关系式？91、 试根据一度恒定非均匀流公式导出比尺关系式，并阐明各比⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=-g 2U dx d R n U dx dz 23/422尺关系式的物理含义？92、定床模型一般应遵循那几个主要比尺关系式，有那几个主要限制条件？93、动床模型泥沙运动相似包括哪些方面？三、课件中的例题及作业题。