水力学与桥涵水文习题答案Word格式.docx
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，
所以
，
3点和4点压强相等，所以有
2-8解：
设水的作用力为，作用点距C点的斜长为
设油的作用力为，作用点距B点的斜长为
根据已知条件有：
合力
对B点求距之和与合力P对B点求距相等，因而有
得
算法二：
压强分布图分三部分，两个三角形，一个矩形
2-9解：
设左边静水总压力为，作用点距水闸底距离（斜长）为，
右边静水总压力为，作用点距水闸底距离（斜长）为，
，
由题意知，当，对点力矩相等时，闸门将会自动打开，所以有
则，
2-10解：
此题只可采用解析法求解
面积
P和F对o点力矩相等时，F即为所求
所以
2-11解：
（方向向右）
（方向向左）
所以（方向向右）
（方向向上）（为圆柱）
角度
2-12解：
由题意画压力体图得知压力体为一个圆柱减一个半球（作用力方向向上）
2-13
2-14
第三章习题
内容简单回顾：
水力学三大方程
1.连续方程：
总流各断面所通过的流量是相同的，（对理想液体和实际液体的各种流动状态都适用）表达式为：
，或者
2.能量方程：
表示过水断面上单位重量液体具有的势能；
表示过水断面上单位重量液体具有的平均动能；
表示在1、2两过水断面之间单位重量液体的平均水头损失。
注意“能量方程的适用条件及注意事项”
同一断面上任何点的值相等，具体选择那一点，以计算方便为宜。
习题3.9
3.动量方程：
进行代数运算时，分解为三个方向的标量方程式
注意应用注意事项：
外力包含液体重量；
流出动量减去流入动量，不可颠倒；
都是矢量，所以必须先明确坐标轴的正向；
求出闸门对水流的作用力后，那么，“水流对闸门的作用力与大小相等，方向相反”，这句话不可省略，需要说明。
3-1解：
所以有
得
3-4解：
当管道和差压计中均为水时有
当管道中为水差压计中为水银时有
当管道中为油，差压计中为水银时有
3-5解：
（1）1-1和2-2断面列连续方程
，，得
假设水流从1到2，1-1和2-2断面列能量方程
得3.684m
>
0，所以假设成立，水流从1流到2
3-6解：
（1）列连续方程
，，
（2）列能量方程
3-7解：
，得
水平放置文丘里流量计，
3-8解：
列能量方程
3-9解：
A-C断面列能量方程
B-C断面列能量方程
管道直径相同，有
3-10解：
自由表面与B断面列能量方程
自由表面与A断面列能量方程
3-11解：
根据连续方程
，得
设闸墩对水流的作用力为R（方向向左）
列动量方程
那么水流对闸墩的作用力（方向向右）
3-12解：
则压力
得（方向向左）
则每个螺栓受到的拉力（方向向右）
3-13解：
得，
则（方向向右）
3-14解：
，，得，
则
（向左）
（向上）
则（向右）
（向下）
如果G＝20Kg时
第四章习题
1.湿周、水力半径概念及计算
湿周：
断面上液体与固体边界所接触的周线长，
水力半径：
过水断面面积与湿周的比值，即
以梯形为例：
梯形底宽，高，底坡，
面积，
湿周
水力半径
2.满宁公式、谢才公式
3.沿程水头损失计算
计算公式：
对于圆管，，
4.局部水头损失计算
产生局部水头损失的情况有：
（1）流动断面改变；
（2）流动方向改变；
（3）流道中有障碍物（如闸、阀、栅、网等）；
（4）流动中有流量的汇入或分出。
一般需要记住进口水头损失系数的，出口的水头损失系数
4-1解：
雷诺数，随管径的加大，雷诺数会减小
，，，所以随管径增加，雷诺数会减小。
4-2解：
沿程水头损失，，
（1），当流速相等时，，，所以
（2）如果两管中的雷诺数相等，则，所以
4-3解：
水温为10℃时，运动粘滞系数
2300,流动为紊流
，则临界流速
4-12解：
得，流速
流量
4-13解：
或者
，那么
4-14解：
1-1和2-2列能量方程
得流速
4-15解：
解第二个弯头处压强最低
4-16解：
蓄水池自由表面与吸水井自由表面列能量方程
第五章习题
1.底坡：
单位长度渠底高程减小值
2.水力最佳断面：
在底坡、糙率和过水断面面积一定的条件下，能使渠道的输水能力最大的断面形状称为水力最佳断面。
工程中最常用的是梯形断面形状，经推导梯形断面水力最佳断面的宽深比，水力最佳断面的宽深比仅是的函数，当时，断面为矩形，此时，说明矩形水力最佳断面底宽为水深的2倍。
3.梯形断面渠道水力计算
（2）种情况，可求得
面积
，一个未知数，即可求得
（3）种情况两个未知数，一般要加附加条件，下面按附加条件为“水力最佳断面”来讲
水力最佳断面宽深比，建立关系，然后
4.水面线的定性分析
正常水深线；
临界水深线；
与线一般不重合，在临界坡时与线重合
位于之上；
；
。
下标1――，缓坡；
下标2――，急坡；
下标3――，临界坡；
下标0――，平坡；
――i<
0,逆坡。
底坡按跟0的比较关系可以分为
5-4解：
解得
解得i=0.373‰
5-6解：
宽深比
矩形时，，
5-7解：
，0.828
根据下列公式：
h（m）
x（m）
A（m2）
R
R2/3
i
i1/2
Q（m3/s）
1.000
3.65643
1.82800
0.49994
0.62991
0.0004
0.02
1.15148
0.980
3.58330
1.75561
0.48994
0.62148
1.09108
0.960
3.51017
1.68468
0.47994
0.61300
1.03271
0.955
3.49189
1.66718
0.47744
0.61087
1.01843
0.945
3.45532
1.63245
0.47244
0.60660
0.99024
0.950
3.47361
1.64977
0.47494
0.60874
1.00427
根据试算得
5-8解：
流速
5-9解：
根据
联立求解，得
5-10解：
5-12解：
按水力最佳断面，
水深h，面积，湿周，水力半径
h
A
Q
4
6
0.666666667
5.386890553
1.100
4.4
6.2
0.709677419
6.177778522
1.200
4.8
6.4
0.75
6.992316527
1.300
5.2
6.6
0.787878788
7.827960323
1.400
5.6
6.8
0.823529412
8.682532879
1.340
5.36
6.68
0.80239521
8.167629101
1.320
5.28
6.64
0.795180723
7.997424546
经试算求得正常水深
临界水深所以水流为缓流
临界底坡,所以水流为缓流
佛汝德数，所以水流为缓流
微波流速
，所以水流为缓流
5-18
第七章习题
7-11解：
已知流域面积，多年平均流量，多年平均降雨量。
多年平均年径流总量
年径流深
年径流系数
年径流模数
7-12解：
全河流平均比降
关于平均比降的推导：
根据各梯形面积之和与整个梯形面积相等
，那么，代入上式得
所以得
特征点
河源
B
C
D
E
F
河口
河底高程（m）
241
141
106
91
76
66
56
51
起点距（km）
10
25
43
65
90
120
140
i1
i2
i3
i4
i5
i6
i7
0.01
0.00233
0.00083
0.00068
0.00033
0.00025
千分之i
2.33333
0.83333
0.68182
0.4
0.33333
0.25
（h0+h1）l1
（h1+h2）l2
（h2+h3）l3
（h3+h4）l4
（h4+h5）l5
（h5+h6）l6
（h6+h7）l7
3820000
3705000
3546000
3674000
3550000
3660000
2140000
24095000
平均比降i
0.00050077
平均水深
86.0535714
第九章习题
9.11
序号
年份
x-xi
（x-xi）2
（x-xi）3
流量（大-小）
p
1
1975
2270
625.7
391500.5
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