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