63116204-02水力学与桥涵水文(A)标准答案

内蒙古科技大学考试标准答案及评分标准

课程名称：《水力学与桥涵水文》(A) 考试班级：土木工程2006 考试时间：2008 年 12月 标准制订人：银英姿

一、名词解释（共5题，每题3分，共15分）

1.流域：河流的地面和地下集水区域。

2.频率：在一系列重复的独立试验中，某一事件出现的次数与试验总次数的比值。累计频率：在水文现象中，等于或大于某一数值的水文要素特征值出现的次数对总次数的比值。

3.粘性：流体在运动状态下具有抵抗剪切变形能力的性质。 4.恒定流：在流场中各运动要素都不随时间变化

5.断面平均流速：假象均匀分布在过流断面上的流速其大小等于过流断面体积流量除以过流断面面积。

二、简述及论述题 （共35分）

1.大中桥设计的一般规定有哪些？（8分）

（1）避免桥前壅水危及农田。通常应避免高桥台、大锥体；必要时可适当增大桥孔长度；此外，还应考虑桥址附近道路、渠道及其它建筑物的需要。

（2）一般对桥下河床不采用铺砌加固。大中桥流量大，冲刷较深，加固所需投资多，难度大，洪水期万一铺砌受到水毁，墩台基础失去保护，还会危及桥梁。

（3）地形复杂、山坡陡峻的山谷桥梁，应避免锥体落入河道或桥台基础悬空；应注意不在山坡堆积层范围内布设桥墩，避开软弱地基、断层，滑坡、挤压破碎带、岩溶及黄土陷落等不良地带；应尽可能将桥台布设在地质好，填方少处。 （4）通航河道上的桥梁，通航跨径应采用较大跨径单孔或多孔跨越航道全宽，桥长不宜过于压缩；潮汐河道，布设桥孔还应考虑潮汐涨落的影响；对于变迁性河流，当缺乏可靠措施固定航道时，应考虑航道可能的变迁布设桥孔；对于水流急、深槽摆动幅度大，或有大量筏运和木材流放的河道，应适当增多通航、流放孔数或加大通航、流放净跨。

（5）对于流冰河流，桥孔布置及净跨应考虑流冰水位、冰块大小及破冰措施。

（6）应尽量减少梁跨、墩台及基础的类型，避免在深泓处设墩，便于施工维修；山区桥隧相连时，应考虑架梁条件及隧道弃碴方便。

2.桥面中心标高应考虑哪些因素？（5分）

桥面中心线上最低点的标高，称为桥面标高，也称桥面高程。 （1）不通航河流（如图6-5a）所示 ①按设计水位计算桥面高程

HminHShhjh0

（2）通航河流（如图6-5b）所示）

HminHtnHMh0

3.小桥涵位置选择的原则有哪些？（5分）

（1）服从路线走向，逢沟设桥或涵；

（2）应设在地质条件良好、河床稳定、河道顺直的河段； （3）适应路线平、纵要求，并与路基排水系统协调一致；

（4）小桥轴线应与河沟流向垂直，涵洞轴线应与水流方向一致，满足流量的宣泄，做到“进口要顺，水流要稳”，不发生斜流、旋涡等现象，以免毁坏洞口、堤坝和农田。

（5）综合考虑各种因素，进行技术经济分析，使主体和附属工程的总工程量最小，造价最低，维修养护费用低。

4.小桥和涵洞勘测的主要任务。（5分）

（1）初测阶段

搜集有关资料，拟定桥涵位置、结构类型、孔径、附属工程的基本尺寸，初步设计工程量等。一般的涵洞可不作外业测量，但小桥以及复杂的涵洞，需进行必要的测量。

（2）定测阶段

在初测的基础上，进行详细调查、测量与分析计算；从前确定其位置、孔径；墩台高度、结构类型、基础埋置深度、附属工程等；

5.水文现象的特点有哪些？（4分） 周期性和随机性；相似性和特殊性。

6.恒定总流的伯努利方程的应用条件。（4分） （1）流体是不可压缩的，流动是恒定的。 （2）质量力只有重力

（3）过流断面取在渐变流区段上，但两过流断面之间可以是急变流 （4）两过流断面之间除了水头损失以外，总流没有能量的输入和输出。 7.明渠均匀流的形成条件。（4分）

明渠流动是恒定流，流量要沿程保持不变，渠道必须是长而直的顺坡棱柱形渠道，渠底坡度和粗糙系数要沿程不变，且没有建筑物的局部干扰。

三、计算题

1、某水文站观测水位的记录如图1所示，试用算术平均法推求该日的日平均水位。（5分）

z

24252728272524

25.71(m)

7

2、某水文站有20年的实测最大流量资料，如表1所示，试用试错适线法推求最大流量累计频率曲线及设计频率P=1%的最大流量。(25分)

（1）Q36800/20=1840m3/s （2）CV

(K

i

1)2

n1



2.54

0.13 201

（3）取CS2CV0.26

QP(PCV1)Q

Q1%(2.5160.131)18402442

m3/s

3、如图2，涵洞进口装有一圆形平板闸门，闸门平面与水平面成60º，铰接于B点并可绕B点转动，门的直径d=1m，门的中心位于上游水面下4m，门重

T。（10分）

2

hB=3.567m PAghA1000*9.8*3.567=34956.6N（3分） hA=4.433m PBghB1000*9.8*4.433=43443.4N（3分） (3.4956*0.5+43443.4*1)*1*1*3.14/4+980*0.25=T*0.5（3分） T=24.40kN（1分）

4、如图3，为水泵吸水管装置，已知：管径d=0.25m，水泵进口处的真空度

pv=4×104Pa，若水流通过进口底阀、吸水管路、弯头至泵叶轮进口的总水头

损失为hw=1m（H2O），求水泵的流量Q；

选择1-1 水泵进口处的断面为2-2，1-1断面处为基准面，列伯努利方程：

22

p1v1p2v2

Z1Z2hw（3

g2gg2g

分）

Qv1A1v2A2（2

分）

分)

2

v2100002*1000*9.840000

0051(2

1000*9.81000*9.82g

2

v2

2 2g

v6.26m/s(1分)

3.14*0.2523

Q6.26*0.31m/s(2分)

4

内蒙古科技大学考试标准答案及评分标准

课程名称：《水力学与桥涵水文》(A) 考试班级：土木工程2006 考试时间：2008 年 12月 标准制订人：银英姿

一、名词解释（共5题，每题3分，共15分）

1.流域：河流的地面和地下集水区域。

2.频率：在一系列重复的独立试验中，某一事件出现的次数与试验总次数的比值。累计频率：在水文现象中，等于或大于某一数值的水文要素特征值出现的次数对总次数的比值。

3.粘性：流体在运动状态下具有抵抗剪切变形能力的性质。 4.恒定流：在流场中各运动要素都不随时间变化

5.断面平均流速：假象均匀分布在过流断面上的流速其大小等于过流断面体积流量除以过流断面面积。

二、简述及论述题 （共35分）

1.大中桥设计的一般规定有哪些？（8分）

（1）避免桥前壅水危及农田。通常应避免高桥台、大锥体；必要时可适当增大桥孔长度；此外，还应考虑桥址附近道路、渠道及其它建筑物的需要。

（2）一般对桥下河床不采用铺砌加固。大中桥流量大，冲刷较深，加固所需投资多，难度大，洪水期万一铺砌受到水毁，墩台基础失去保护，还会危及桥梁。

（3）地形复杂、山坡陡峻的山谷桥梁，应避免锥体落入河道或桥台基础悬空；应注意不在山坡堆积层范围内布设桥墩，避开软弱地基、断层，滑坡、挤压破碎带、岩溶及黄土陷落等不良地带；应尽可能将桥台布设在地质好，填方少处。 （4）通航河道上的桥梁，通航跨径应采用较大跨径单孔或多孔跨越航道全宽，桥长不宜过于压缩；潮汐河道，布设桥孔还应考虑潮汐涨落的影响；对于变迁性河流，当缺乏可靠措施固定航道时，应考虑航道可能的变迁布设桥孔；对于水流急、深槽摆动幅度大，或有大量筏运和木材流放的河道，应适当增多通航、流放孔数或加大通航、流放净跨。

（5）对于流冰河流，桥孔布置及净跨应考虑流冰水位、冰块大小及破冰措施。

（6）应尽量减少梁跨、墩台及基础的类型，避免在深泓处设墩，便于施工维修；山区桥隧相连时，应考虑架梁条件及隧道弃碴方便。

2.桥面中心标高应考虑哪些因素？（5分）

桥面中心线上最低点的标高，称为桥面标高，也称桥面高程。 （1）不通航河流（如图6-5a）所示 ①按设计水位计算桥面高程

HminHShhjh0

（2）通航河流（如图6-5b）所示）

HminHtnHMh0

3.小桥涵位置选择的原则有哪些？（5分）

（1）服从路线走向，逢沟设桥或涵；

（2）应设在地质条件良好、河床稳定、河道顺直的河段； （3）适应路线平、纵要求，并与路基排水系统协调一致；

（4）小桥轴线应与河沟流向垂直，涵洞轴线应与水流方向一致，满足流量的宣泄，做到“进口要顺，水流要稳”，不发生斜流、旋涡等现象，以免毁坏洞口、堤坝和农田。

（5）综合考虑各种因素，进行技术经济分析，使主体和附属工程的总工程量最小，造价最低，维修养护费用低。

4.小桥和涵洞勘测的主要任务。（5分）

（1）初测阶段

搜集有关资料，拟定桥涵位置、结构类型、孔径、附属工程的基本尺寸，初步设计工程量等。一般的涵洞可不作外业测量，但小桥以及复杂的涵洞，需进行必要的测量。

（2）定测阶段

在初测的基础上，进行详细调查、测量与分析计算；从前确定其位置、孔径；墩台高度、结构类型、基础埋置深度、附属工程等；

5.水文现象的特点有哪些？（4分） 周期性和随机性；相似性和特殊性。

6.恒定总流的伯努利方程的应用条件。（4分） （1）流体是不可压缩的，流动是恒定的。 （2）质量力只有重力

（3）过流断面取在渐变流区段上，但两过流断面之间可以是急变流 （4）两过流断面之间除了水头损失以外，总流没有能量的输入和输出。 7.明渠均匀流的形成条件。（4分）

明渠流动是恒定流，流量要沿程保持不变，渠道必须是长而直的顺坡棱柱形渠道，渠底坡度和粗糙系数要沿程不变，且没有建筑物的局部干扰。

三、计算题

1、某水文站观测水位的记录如图1所示，试用算术平均法推求该日的日平均水位。（5分）

z

24252728272524

25.71(m)

7

2、某水文站有20年的实测最大流量资料，如表1所示，试用试错适线法推求最大流量累计频率曲线及设计频率P=1%的最大流量。(25分)

（1）Q36800/20=1840m3/s （2）CV

(K

i

1)2

n1



2.54

0.13 201

（3）取CS2CV0.26

QP(PCV1)Q

Q1%(2.5160.131)18402442

m3/s

3、如图2，涵洞进口装有一圆形平板闸门，闸门平面与水平面成60º，铰接于B点并可绕B点转动，门的直径d=1m，门的中心位于上游水面下4m，门重

T。（10分）

2

hB=3.567m PAghA1000*9.8*3.567=34956.6N（3分） hA=4.433m PBghB1000*9.8*4.433=43443.4N（3分） (3.4956*0.5+43443.4*1)*1*1*3.14/4+980*0.25=T*0.5（3分） T=24.40kN（1分）

4、如图3，为水泵吸水管装置，已知：管径d=0.25m，水泵进口处的真空度

pv=4×104Pa，若水流通过进口底阀、吸水管路、弯头至泵叶轮进口的总水头

损失为hw=1m（H2O），求水泵的流量Q；

选择1-1 水泵进口处的断面为2-2，1-1断面处为基准面，列伯努利方程：

22

p1v1p2v2

Z1Z2hw（3

g2gg2g

分）

Qv1A1v2A2（2

分）

分)

2

v2100002*1000*9.840000

0051(2

1000*9.81000*9.82g

2

v2

2 2g

v6.26m/s(1分)

3.14*0.2523

Q6.26*0.31m/s(2分)

4