5.明渠恒定均匀流

明渠恒定均匀流

一、判断题

1.矩形断面水力最佳断面的宽深比β=2。（）

2.水力最佳断面是指渠道壁面光滑，水流顺畅的断面。（）

3.明渠中均匀流一定是恒定流。（）

4.棱柱体渠道内都可以形成均匀流。（）

5.由于明渠底坡i可以大于、等于、小于零，而明渠均匀流的水力坡度J=i，

所以明渠均匀流的水力坡度J也可以大于、等于、小于零。（）

6.明渠均匀流一定在恒定流中才能产生。（）

7.逆坡渠道也可以产生均匀流。（）

8.弯曲的正坡明渠中也可以产生均匀流。（）

9.明渠均匀流是重力沿流向的分力和阻力相平衡的流动。（）

10.水力最佳断面是指过水断面面积一定时通过流量最大的断面。（）

11.当矩形的水力半径等于水深时，该矩形断面即为水力最佳断面。（）

12.横断面形状及尺寸沿流向不变的明渠称为棱柱体明渠。（）

二、选择题

1.一梯形断面渠道，底宽b=2m，边坡系数m=1.0，明渠中的水深h=0.5m, 则湿

周 、水力半径R分别为（）

A、3.414, 0.366

B、 3.5, 0.30

C、 3.414, 0.30

D、 3.5, 0.366

2.明渠均匀流是指（）

A、速度方向不变，大小可以沿流向改变的流动

B、运动要素不随时间变化的流动

C、断面流速均匀分布的流动

D、流速大小方向沿流向不变的流动

3.在明渠中不可以发生的流动是（）

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。

4.明渠水力最佳断面（在Q、i、n一定的条件下）是（）

A、缓流过渡到急流是的断面

B、过水断面面积最小的断面

C、Fr=1的断面

D、湿周最大的断面

5.矩形断面明渠水力最佳断面的宽深比β等于（）

A、1

B、2

C、3

D、4

6.水力最佳断面是（）

A、湿周一定，面积最大的断面

B、面积一定，湿周最小的断面

C、最低造价的断面

D、最小糙率的断面

7.梯形断面底宽4.14米，水深5米，最佳水力断面边坡系数为（）

A、1.5

B、2.0

C、1.0

D、3.5

三、简答题

1.简述明渠均匀流的特性和形成条件，从能量观点分析明渠均匀流为什么只能

发生在正坡长渠道中？

2.什么是正常水深？它的大小与哪些因素有关？

3.什么是水力最佳断面？矩形断面渠道水力最佳断面的底宽b和水深h是什么

关系？

4.什么是允许流速？为什么在明渠均匀流水力计算中要进行允许流速的校

核？

5.从明渠均匀流公式导出糙率的表达式，并说明如何测定渠道的糙率。

6.欲将产生均匀流的渠道中的流速减小，以减少冲刷，现流量保持不变，问有

几种方法可达到目的？

7.与有压管流向比，明渠水流的主要特征是什么？

8.当其它条件相同时，糙率n、底宽b或底坡i分别发生变化时，正常水深将

如何变化？

四、计算题

1.梯形断面土渠，底宽b＝3m，边坡系数m＝2，水深h=1.2m，底坡i=0.0002，

渠道受到中等养护，试求通过流量。(3.09m3/s)

2.修建混凝土砌面(较粗糙)的矩形渠道，要求通过流量Q=9.7m3／s，底坡

i=0.001，试按水力最优断面设计断面尺寸。(h=1.7m,b=3.4m)

3.修建梯形断面渠道，要求通过流量Q＝1m3/s，边坡系数m=1.0，底坡i=0.0022，

粗糙系数n＝0.03，试按不冲允许流速0.8m/s，设计断面尺寸。(h=0.5m,b=2m) 4.已知一钢筋混凝土圆形排水管道，污水流量Q=0.2m3/s，底坡i＝0.005，粗糙

系数n=0.014，试确定此管道的直径。(d=0.49m,qu0.5m)

5.钢筋混凝土圆形排水管，已知直径d＝1.0m，粗糙系数n＝0.014，底坡i=0.002，

试校核此无压管道的过流量。(0.97m3/s)

6.一梯形土渠，按均匀流设计。已知水深入为1.2m，底宽b为2.4m，边坡系

数m为1.5，粗糙系数n为0.025，底坡i为0.0016。求流速v和流量Q。

(1.32m/s,0.65m3/s)

7.红旗渠某段长而顺直，渠道用浆砌条石筑成(n为0.028)，断面为矩形，渠道

按水力最佳断面设计，底宽b为8m，底坡i为而1/8000，试求通过流量。

(20.3m3/s)

8.某水库泄洪隧道，断面为圆形，直径d为8m，底坡i为0.002,粗糙系数n为

0.014,水流为无压均匀流,当洞内水深h为6.2m时,求泄洪流量。(241.3m3/s) 9.一梯形混凝土渠道，按均匀流设计。已知Q为35m3/s,b为8.2m,m为1.5,n

为0.012及i为0.00012,求h。(用试算法和图解法)(2.34m)

10.某电站进水口后接一方圆形无压引水隧洞，断面尺寸如图所示，n为0．018，

i为0.0022：试求当引水流量Q为5m3/s，洞内为均匀流时的水深h。(1.25m)

11.一梯形灌溉土质渠道，按均匀流设计。根据渠道等级、土质情况，选定底坡

i为0.001，m为1.5，n为0.025，渠道设计流量Q为4.2m3/s，并选定水深h 为0.95m，试设计渠道的底宽b。(3.2m)

12.某排水干渠，修建在密实的粘土地段，按均匀流设。底坡i为1/6000,m为3，

n为0.025，h为6m，要求排泄流量Q为800m3/s,试确定底宽b,并校核渠道流速是否满足不冲流速的要求。(b=71m,v=1.5m/s)

13.一梯形渠道，流量Q为10m3/s，底坡i为1/3000，边坡系数m为1，表面用

浆砌块石衬砌，水泥沙浆勾缝，已拟定宽深比b/h为5,求渠道的断面尺寸。

(n取0.03,b=7.8m,h=1.56m)

14.有一环山渠道的断面如图所示，水流近似为均匀流,靠山一边按1:0.5的边坡

开挖(岩石较好，n1为0.0275)，另一边为直立的浆砌块石边墙n2为0.025，底宽A为2m，底坡i为0.002，求水深为1.5m时的过水能力。(4.6m3/s)