13第十三章渠系输水建筑物设计.docx

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13第十三章渠系输水建筑物设计

第13章渠系（输水）建筑物设计

1、某渠道设计流量Q＝50m3/s，中等密实轻壤土地基，边坡系数2.0，渠道底宽10m，水深3.5m，下列那个选项接近渠道允许不冲流速值（）m/s。

A.0.60~0.80B.0.84~1.15C.0.74~1.00D0.86~12.0

解：

根据规范GB50288-99之规定，当渠道水力半径R＝1时，轻壤土渠道允许不冲流速为0.6～0.8，而当R≠1时，则应对上值乘以Ra，对中等密实轻壤土a＝1/4～1/5。

该渠道的水利半径R＝（b+mh）h/（b+2h

）带入各值得R=2.32

故Ra＝1.234~1.18

该渠道的允许不冲流速为0.71～0.99。

故答案C选项接近渠道允许不冲流速值。

2、一复式断面渠道，各部分尺寸如图示。

底坡i＝1/4000，深槽部分糙率n1＝0.02，滩地部分糙率n2＝0.025，渠道的流量为（）m3/s。

A.84.1B.94.1C.104.1D114.1

解：

nmax/nmin＝0.025/0.02＝1.25<1.5，故n＝（n1X1+n2X2+n3X3）/（X1+X2+X3），其中：

湿周X1=b1+2h1

＝13.6569m；

湿周X2=b2+2h2

＝6.8284m；

湿周X3=b3+2h3

＝7.8284m，

X＝X1+X2+X3＝28.3137m

n＝0.022588；

过流面积A＝66m2，

水力半径R＝A/X＝2.331m，

谢才系数C＝（1/n）*（R^（1/6）＝50.977，

所以Q=AC

＝81.2198m2/s。

经过多次计算，也没有得出与备选答案相符的结果，不知究竟错在哪里，还请各位指教。

3、某矩形断面渠道，底宽1.5m，水深1.0m，流量2.0m3/s，渠道中水流的流态为（）。

A.急流B.缓流C.临界流D.陡坡

解：

该渠道水流平均流速V=Q/A=2.0/（1.5*1.0）＝1.3333

Fr＝v/

＝1.3333/

＝0.426<1

根据明渠流态判别，Fr<1时，渠道水流为缓流。

故答案是B。

4、某矩形断面渠道，底宽10m，水深3m，糙率n＝0.014，底坡0.001，流量（）m3/s，该明渠水流属于（）。

A.93.04、急流B.103.04、缓流C.113.04、临界流D.123.04、水跌

解：

根据明渠水力计算公式Q=AC

计算渠道流量，

式中A——渠道过水面积

C——渠道谢才系数，C=1/n*（R^（1/6）n=0.014

R——渠道水利半径,R=A/X

i——渠道底坡，i=0.001

A=b*h=10*3=30m2

R=A/X=30/（10+2*3）=1.875

C=1/n*（R^（1/6）=79.318

Q=AC

=103.037

渠道流速v＝Q/A=3.435m/s

渠道佛德数Fr＝v/

＝0.633<1，渠道水流为缓流

故答案是B。

5、某梯形断面渠道，底宽b＝10m，边坡系数m＝1.5，糙率n＝0.020，底坡i=0.005。

当流量为45m3/s时的渠底类型为（）。

A.缓坡B.陡坡C.急流D.缓流

解：

根据明渠均匀流公式，经过试算得出过流量为45m3/s时的渠道水深h＝1.133m，此时的渠道平均宽度为B平均＝（b+B）/2=（10+（10+2*1.5*1.133））=11.6995m，渠道平均单宽流量q＝Q/B平均＝3.846m3/s，渠道临界水深hk＝3

＝3.846m>h＝1.133m。

故该渠道为陡坡，答案是B。

6、某矩形断面混凝土渡槽，糙率0.014，底宽2.5m，槽长140m。

进口处槽底高程64.65m，出口槽底高程64.03m，当水深1.8m时，求：

渡槽底坡i（）。

A.0.00443B.0.000443C.0.0443D.0.443

通过流量Q（）m3/s。

A.7.47B.17.47C.27.47D.37.47

水流流态属于（）。

A.急流B.缓流C.临界流D.跌水

解：

本题根据明渠均匀流公式计算，即

Q=AC

式中A——渠道过水面积

C——渠道谢才系数，C=1/n*（R^（1/6）n=0.014

R——渠道水利半径,R=A/X

i——渠道底坡，

i=（64.65-64.03）/140＝0.00443，故

题答案是A。

A=B*h=2.5*1.8＝4.5m2

R=A/X=4.5/（2.5+2*1.8）=0.7377

C=1/n*（R^（1/6）=67.897

故Q=17.4665m3/s，故

题答案是B。

Fr＝v/

＝0.924<1，渠道水流为缓流

故

题答案是B。

7、某矩形断面引水渡槽，底宽1.5m，长116.5m，糙率0.011，进口处槽底高程52.06m，当通过流量7.65m3/s时的正常水生1.7m。

渡槽的底坡及出口处的槽底高程分布为（）。

A.0.0026m、51.76mB.0.0036m、51.56m

C.0.0046m、51.36mD、0.0056m、51.46m

解：

根据明渠均匀流公式Q=AC

，纵坡i=Q2/（A2*C2*R）

A——渠道过水面积，A=B*h＝1.5*1.7＝2.55m2

C——渠道谢才系数，C=1/n*（R^（1/6）n=0.014

R——渠道水利半径,R=A/X

i——渠道底坡，

湿周X＝B+2h＝1.5+2*1.7＝4.9m，

水利半径R＝A/X＝2.55/4.9＝0.5204m

谢才系数C=1/n*（R^（1/6）＝81.5326

故i=Q2/（A2*C2*R）＝0.0026

出口处的槽底高程＝52.06-0.0026*116.5＝51.7569m

故该题答案是A。

8、表面粗糙的混凝土（n＝0.017）沟管的直径为700mm，底坡i=0.02，则水深h＝0.28m时的泄水量和平均流速分别是多少？

泄水量（）m3/s。

A.0.237B.0.337C.0.437D.0.537

平均流速（）m/s。

A.1.348B.2.348C.3.348D.4.348

解：

根据渠道圆形断面的计算公式：

COS（Θ/2）=1-2h/d

其中h——管内水深，h＝0.28m

d——管径，d＝0.7m

经计算Θ＝156.926°＝2.737弧度

过水面积A＝（d2/8）*（Θ-sinΘ）=0.1436m2

湿周X＝（d/2）*Θ＝0.958m

水力半径R＝A/X＝0.14989m

经计算Q=AC

＝0.337m3/s

平均流速V＝Q/A＝2.348m/s

故

题答案是B,

题答案是B。

9、一非对称的梯形断面渠道见图，左边墙为直立挡土墙，底宽b＝5.0m，正常水深h0=2.0m，若边坡系数m1＝1、m2=0，糙率n1=0.02、n2=0.014，底坡i=0.0004。

渠道平均流速为（）m3/s。

A.1.02B.1.22C.1.42D.1.62

渠道流量为（）m3/s。

A.4.6B.24.6C.34.6D.44.6

解：

因nmax/nmin＝0.02/0.014＝1.429<1.5，故

n＝（n1X1+n2X2）/（X1+X2），其中n1＝0.02、n2＝0.014、X1＝b1+h1

=7.8284m、X2＝2.0m，所以n＝0.018779。

渠道过流面积A=bh+0.5mh^2=5*2+0.5*1*2^2=12m2，

水力半径R＝A/X＝12/9.8284＝1.221m，

谢才系数C＝（1/n）R^（1/6）=50.052

根据明渠均匀流公式Q=AC

，经计算Q＝14.599m3/s，平均流速V=Q/A=1.216m/s。

故第

题答案是B，

第

题无正确选项。

该题答案似乎不合适哦。

10、某段河道水流均匀平缓，如果在此段河道上布置引水渠首，最佳位置应为（）。

解：

根据GB50288-99规定，渠道引水口位置应布置在河道弯道段凹岸顶点下游处，故答案为B。

11、某渠道设计流量10m3/s，水深2m，渠道下游接一40m长矩形断面渡槽，设计宽度4m，槽底比降1/900，渡槽糙率0.015，渡槽最小净高（）m。

A.1.48B.1.32C.2.0D.1.68

解：

因15*2＝30<40，根据规范SL482-2011规定当渡槽长度不小于渡槽进口渐变段上游渠道正常水深的15倍时，按明渠均匀流公式计算，Q=AC

，经过试算，当h＝1.32m时，过流量Q＝10m3/s；根据规范SL482-2011规定矩形断面渡槽通过设计流量时的超高不应小于槽内水深的1/12加0.05m，故渠深H=1/12*1.32+0.05=1.48m。

故该题答案是A。

12.某等腰梯形明渠为4级建筑物，底宽1.5m，边坡坡度1：

1，加大流量8.1m3/s，水深1.5m，经过一转弯半径为15m的弯段，则转弯处凹岸的顶部超高为（）m。

A.0.625B.0.575C.0.05D0.675

解：

根据规范GB50288-99规定，4、5级渠道岸顶超高值计算公式为：

Fb＝

hb+0.2，其中hb——渠道通过加大流量时的水深，hb＝1.5m

计算得Fb＝0.575m

因该渠道水面宽B=b+2mh＝1.5+2*1.5＝4.5m，r＝15<5*4.5＝22.5；平均流速V=Q/A=8.1/（（1.5+1*1.5）*1.5）=1.8m/s>2m/s，根据规范GB50288-99规定，渠道弯道段的曲率半径小于5倍水面宽度或者平均流速大于2m/s时，应增大弯道凹岸的顶部超高，其增加值Fb’＝

=0.4959m。

故该渠道弯道处凹岸的顶部超高为0.575+0.04959＝0.625m。

该题答案为A。

13、某平直段明渠渠道土质为黏土，开挖断面为等腰梯形，底宽2m，挖深4m，加大流量水深2.0m，开挖产生的弃土直接对称堆积在渠道两侧作为渠岸，以满足管理运用要求，渠道最小占地宽度（）m。

A.28.6B24.6C.24.0D23.6

该题有点难缠，终究还是没有能够得出答案……

14、某输水渠道，流量12m3/s，含沙量40kg/m3，泥沙平均粒径0.4mm，在其下游设置一沉砂池，定期冲沙，沉沙池工作水深2m，当地日常气温多20℃。

沉沙池最小宽度（）m。

A.12B.10C.6D.30

沉沙池长度（）m。

A.34.56B.27.65C.13.82D.20.77

沉沙池经过冲沙后，下游出口处的含沙量（）kg/m3。

A.8.93B.12.33C.40D.21.58

解：

根据规范GB50288-99规定，沉沙池的宽度Bp＝

其中Qp——池厢工作流量，12m3/s；Hp——池厢工作水深，2.0m；V——池厢平均流速，经查表得0.5m/s。

代入各参数，计算得Bp＝12m。

沉沙池的长度Lp=103ξHpV/ω，其中Lp——池厢工作长度；ξ——安全系数，可取1.2～1.5，定期冲沙时取大值，故本题中去1.5；ω——泥沙沉降速度，经查表的43.4mm/s。

代入各参数，计算得Lp=34.56m。

沉沙池出口含沙量S＝S0e-az，其中S0——沉沙池进口含沙量，40kg/m3；e＝2.71828；a——淤积时可取<0.5，取0.4，冲刷时取1.0；z——泥沙悬浮指数，z＝ωL/Vh，计算的z＝43.4x10-3x34.56/0.5*2=1.5。

代入各参数，计算得冲刷时沉沙池出口含沙量S＝8.925kg/m3，

淤积时沉沙池出口含沙量S＝18.89kg/m3。

故该题

的答案是A；

的答案是A；

的答案是A。

我个人不太理解

这里的冲刷与淤积，请指教

15、某倒虹吸总长度40m，钢筋混凝土矩形渠道3m×2m（宽×高），糙率0.015，上、下游水位差为0.1m，若局部水头损失为0.45m，倒虹吸的设计过水能力（）m3/s。

（重力加速度取9.81m/s2）

A.10.03B.6.0C.8.43D.12.61

解：

根据规范GB50288-99中倒虹吸水力计算公式Q=mA

，其中：

A——渠道过水面积，A=B*h＝＝6m2

m——流量系数，m＝1/

Σξ=0.45,L=40m，

D=4R,λ=8g/C2

C——渠道谢才系数，C=1/n*（R^（1/6）n=0.015

R——渠道水利半径,R=A/X＝0.6

湿周X＝2b+2h＝10m，

水利半径R＝A/X＝0.6m

谢才系数C=1/n*（R^（1/6）＝61.226

代入各参数，计算得Q＝9.40m3/s

该题无正确答案。

16、某梯形断面渠道，底宽4m，边坡系数1.5，流量30m3/s，平均水深3m，采用10cm厚混凝土衬砌，1000m长度渠道的渗漏损失为（）×10-3m3/d。

A.2.4B.2.0C.1.5D.1.2

解：

根据《渠道防渗工程技术规范》6.2.3渠道渗漏损失流量计算规定，当已知湿周时，可用公式如下公式估算；

q＝KaχL/86.4a⋅⋅

式中Ka—渠道防渗护面的渗漏量，m3/（m2﹒d），Ka取0.14

χ—渠道在设计流量下的平均湿周，m。

χ＝14.82m

L—渠道长度，km。

L=1km

代入各参数计算得q＝0.024m3/d，该题无正确答案。

17、某矩形断面渠道，渠宽4m，流量13.6m3/s，当渠中发生水跃时，跃前水深0.6m，跃后水深（）m。

A.1.91B.1.81C.1.71D.1.61

解：

该渠道的跃后水深根据如下公式计算：

-1）

式中：

h’——跃前水深

Fr1——跃前断面佛德数

故h’＝0.6m、

ν1＝Q/A1=13.6/（4×0.6）=5.667m/s

Fr1＝5.667/（

）＝2.3357

h’’＝1.7045m

故答案是C。

有解的不正确的还请各位指点哦