工程水文水力学思考题和计算题(25题思考问答题,20题计算题)答案 下载本文

建一闸门,闸后产生一水跃,跃前水深h’=0.6m,计算跃后水深h’’和水跃的长度。 解:(1)求跃后水深h``。

跃前断面流速

跃前弗劳德数

跃后断面水深(2)计算水跃长度。

18、某水闸为平板闸门,无底坎,闸前水头H=3.5m,闸孔过水净宽B=3.0m,闸门开启度e=0.7m,下游水深较小,为自由出流,不计闸前行近流速v0,求闸的泄流量;若考虑闸前行近流速,闸前渠道为矩形断面,且渠道宽B0=4.0m,其他条件不变,求闸的泄流量。

解:(1)不计行近流速(H0=H)。首先判别流态,根据

可知为闸孔出流。计算泄流量

因为是平板闸门,所以

(2)考虑行近流速。先设行近流速v0≈0,H0≈H,由上面计算可求出Q=9.81m3/s。根据求出的流量可算闸前行近流速

19、有一带底坎的宽顶堰上有三孔进水闸,如图所示。已知当闸门全开时,上游水深H1=3.1m,下游水深ht=2.63m,上游坎高P1=0.6m,下游坎高P2=0.5m,闸孔宽b=2m,边墩及中墩头部均为半圆形,墩厚d=1.2m,渠道宽B0=9.6m。试求过堰流量Q。

解:闸门全开为宽顶堰流,则计算式为

堰前水头为

因Q未知,行近流速v0暂忽略不计,故H0≈H=2.5m。

(1)确定流量系数。进口为圆形,流量系数为

(2)确定侧收缩系数。边墩头部为半圆形,侧收缩系数为

中墩为半圆形,收缩系数为

所以

(3)确定淹没系数,判别是否淹没。

因为hs>0.8H0,为淹没宽顶堰出流,查表得σs=0.96。 (4)计算堰泄流量

考虑行近流速的影响,则

根据m=0.378,ε=0.967,hs/H0=2.13/2.58=0.83,查表得σs=0.98,则由Q可求H0=2.59m,再求出Q=39.66m3/s,与上一个Q很接近,所以取Q=39.66m3/s。

20、设有非真空剖面的溢流堰,流量系数m=0.49,堰前水头H0=3.63m,堰顶高出河底P1=P2=15m,当下泄单宽流量q=15m3/(s·m)时,下游矩形断面河槽的水深ht=5.8m,如坝趾与槽底齐平,流速系数ψ=0.936,试判断坝下水流的衔接形式。

解:求收缩断面的水深hc。

式中,

将q、ψ、E0等值代入,用迭代逼近法计算hc。

先忽略hc,则可计算得hc1

将hc1代入,求hc2

将hc2再代入,求hc3

由于hc3和hc2相近,故取hc=0.859m≈0.86m。 相应与该单宽流量的临界水深为

由于hc<hK<ht,收缩断面处为急流,下游河槽中为缓流,必然产生水跃。收缩断面水深hc的共轭水深为

故产生远驱式水跃,需建消力池。