水力学——经典题目分析.
水力学考试题及答案解析

水力学考试题及答案解析一、单项选择题(每题2分,共20分)1. 水力学中,流体的连续性方程描述的是()。
A. 质量守恒B. 动量守恒C. 能量守恒D. 动量和能量守恒答案:A解析:连续性方程是流体力学中描述质量守恒的基本方程,它表明在没有质量源或汇的情况下,流体的流量在流经任何截面时都是恒定的。
2. 伯努利方程适用于()。
A. 可压缩流体B. 不可压缩流体C. 静止流体D. 任何流体答案:B解析:伯努利方程适用于不可压缩流体,即流体的密度在流动过程中保持不变。
3. 在流体流动中,雷诺数(Re)是描述流体流动状态的重要参数,它与()无关。
A. 流体的密度B. 流体的粘度C. 流动的速度D. 管道的直径答案:B解析:雷诺数是流体流动状态的无量纲数,它与流体的密度、流动的速度和管道的直径有关,但与流体的粘度无关。
4. 流体在管道中流动时,若管道直径增大,则流速()。
A. 增大B. 减小C. 不变D. 无法确定答案:D解析:根据连续性方程,流体的流速与管道的横截面积成反比。
若管道直径增大,而流量保持不变,则流速会减小;若流量增加,则流速可能增大或减小,具体取决于流量的增加程度。
5. 流体的粘性是由于()。
A. 流体分子间的吸引力B. 流体分子间的排斥力C. 流体分子的热运动D. 流体分子的无规则运动答案:A解析:流体的粘性是由于流体分子间的吸引力,这种吸引力使得流体在流动时产生内部摩擦力。
6. 流体的表面张力是由于()。
A. 流体分子间的吸引力B. 流体分子间的排斥力C. 流体分子的热运动D. 流体分子的无规则运动答案:A解析:流体的表面张力是由于流体分子间的吸引力,这种吸引力使得流体的表面具有收缩的趋势。
7. 在流体流动中,若流速增加,则流体的动能()。
A. 增大B. 减小C. 不变D. 无法确定答案:A解析:流体的动能与流速的平方成正比,因此流速增加时,流体的动能也会增加。
8. 流体的压强能是由于()。
水力学答案——精选推荐

第四章 思考题:4-1:N-S 方程的物理意义是什么?适用条件是什么?物理意义:N-S 方程的精确解虽然不多,但能揭示实际液体流动的本质特征,同时也作为检验和校核其他近似方程的依据,探讨复杂问题和新的理论问题的参考点和出发点。
适用条件:不可压缩均质实际液体流动。
4-2 何为有势流?有势流与有旋流有何区别?答:从静止开始的理想液体的运动是有势流. 有势流无自身旋转,不存在使其运动的力矩.4—3 有势流的特点是什么?研究平面势流有何意义?有势流是无旋流,旋转角速度为零。
研究平面势流可以简化水力学模型,使问题变得简单且于实际问题相符,通过研究平面势流可以为我们分析复杂的水力学问题。
4-4.流速势函数存在的充分必要条件是流动无旋,即xu y u yx∂∂=∂∂时存在势函数,存在势函数时无旋。
流函数存在的充分必要条件是平面不可压缩液体的连续性方程,即就是0=∂∂+∂∂yu x u yx存在流函数。
4—5何为流网,其特征是什么?绘制流网的原理是什么 ?流网:等势线(流速势函数的等值线)和流线(流函数的等值线)相互正交所形成的网格 流网特征:(1)流网是正交网格(2)流网中的每一网格边长之比,等于流速势函数与流函数增值之比。
(3)流网中的每个网格均为曲线正方形 原理:自由表面是一条流线,而等势线垂直于流线。
根据入流断面何处流断面的已知条件来确定断面上 流线的位置。
4-6.利用流网可以进行哪些水力计算?如何计算?解:可以计算速度和压强。
计算如下:流场中任意相邻之间的单宽流量∆q 是一常数。
在流场中任取1、2两点,设流速为,,两端面处流线间距为∆m1,∆。
则∆q=∆m1=∆,在流网中,各点处网格的∆m 值可以直接量出来,根据上式就可以得出速度的相对变化关系。
如果流畅中某点速度已知,就可以其他各点的速度。
流畅中的压强分布,可应用能量方程求得。
z1++=++当两点位置高度z1和为已知,速度,u2已通过流亡求出时,则两点的压强差为-=-+-如果流畅中某一点压强已知,则其他个点压强均可求得4.7利用流网计算平面势流的依据是什么?(参考4.6的解释)4-8流网的形状与哪些因素有关?网格的疏密取决于什么因素?答:流网由等势线和流线构成,流网的形状与流函数φ(x,y)和流速势函数ψ(x,y)有关;由∆q=∆ψ=常数,∆q=u1∆m1=常数,得两条流线的间距愈大,则速度愈小,若间距愈小,则速度愈大。
水力学——经典题目分析

题一 年调节水库兴利调节计算要求:根据已给资料推求兴利库容和正常蓄水位。
资料:(1) 设计代表年(P=75%)径流年内分配、综合用水过程及蒸发损失月分配列于下表1,渗漏损失以相应月库容的1%计。
(2) 水库面积曲线和库容曲线如下表2。
(3) V 死 =300万m 3。
表1 水库来、用水及蒸发资料 (P=75%)表2 水库特性曲线解:(1)在不考虑损失时,计算各时段的蓄水量由上表可知为二次运用,)(646031m V 万=,)(188032m V 万=,)(117933m V 万=,)(351234m V 万=,由逆时序法推出)(42133342m V V V V 万兴=-+=。
采用早蓄方案,水库月末蓄水量分别为:32748m 、34213m 、、34213m 、33409m 、32333m 、32533m 、32704m 、33512m 、31960m 、3714m 、034213m经检验弃水量=余水-缺水,符合题意,水库蓄水量=水库月末蓄水量+死V ,见统计表。
(2)在考虑水量损失时,用列表法进行调节计算: 121()2V V V =+,即各时段初、末蓄水量平均值,121()2A A A =+,即各时段初、末水面积平均值。
查表2 水库特性曲线,由V 查出A 填写于表格,蒸发损失标准等于表一中的蒸发量。
蒸发损失水量:蒸W =蒸发标准⨯月平均水面面积÷1000渗漏损失以相应月库容的1%,渗漏损失水量=月平均蓄水量⨯渗漏标准 损失水量总和=蒸发损失水量+渗漏损失水量 考虑水库水量损失后的用水量:损用W W M +=多余水量与不足水量,当M W -来为正和为负时分别填入。
(3)求水库的年调节库容,根据不足水量和多余水量可以看出为两次运用且推算出兴利库容)(44623342m V V V V 万兴=-+=,)(476230044623m V 万总=+=。
(4)求各时段水库蓄水以及弃水,其计算方法与不计损失方法相同。
水力学习题详解

力
。求油的动力粘性µ1和µ2 。
例2 已知u=0.6m/s ,µ1=2µ2,δ均为3cm, τ = 25N/m 2
求油的动力粘性µ1和µ2
解:由牛顿内摩擦定律可
知τ = τ1 + τ 2
τ1
=
µ1
du dy
=µ1
u
−
δ
0
τ2
=
µ2
du dy
=
µ2
u−0
δ
τ
=
µ
2
3
0.6 0.03
=
60µ2 =25
▽3=0.44m,
▽4=0.83m,▽5=0.44m,求1,2,3,4,
解:
p2 =50
p1 = p2各−点 ρg(的∇1相−∇对2)压=−强9.8。1×0.47=−4.61kN/m2
p3 = ρg(∇ 2 − ∇3 ) = 9.81× 0.24 = 2.35kN/m 2
p4 = p3 = 2.35kN/m 2
求:水深H .
解: ρmgh3 − ρ gh2 = p0 + ρ gH
p0 =2668.32N/m2
H = ρm gh3 − ρgh2 − p0 = 133416× 0.22 − 9810× 0.24 − 2668.32 = 2.48m
ρg
第一章绪论
牛顿内摩擦定律:
T = µ A du
dy
或
τ = µ du
dy
下面对该表达式做几点解释: 1 关于τ和T的说明 2 对于μ和ν=μ/ρ的定义及解释 3 du/dy的物理意义 4 该定律与固体的(胡克定律)的差异
5 牛顿流体与非牛顿流体 6 适用条件:流体流动是层流
例1
水力学习题详解

1—5:∵Gsina =T ,∴45.04.0135⨯⨯==⨯dtdu A G μτ∴s Pa ⋅=105.0μ 1—6:∵M=T (r +=hr r r h r u Ar 22)(2)()(2δπδδωμδπδμτ+⨯+=+⨯=∴s Pa r h M ⋅=+=07.0])(2[3δπωδμ 2—5:H h p p a a γγ++=11,22h p p a γ+=H p p 煤煤煤γγγ+⨯-=⨯-1000115100010021,得:3/25.5m N =煤γ 2—6:)()()()(404323210z z z z z z z z p p p ---+---=γγγγ=252448Pa2—10:∵0===z y x f f f 由)(dz f dy f dx f dp z y x ++=ρ得:dp =0 ∴p =C=p 02—11:∵0=+dz f dx f z x (1),将2/98.0s m f x -=,2/8.9s m g f z -=-=,m dx 5.1-=代入(1)式得:m dz 15.0=15.1)]([00⨯=-+=+=+=γγγγA dz dz h h p p =2—12:m h h H R R h H 1.0)(21)(1122=∴-=-ππ mh H gR z 4.02122=-==ω得:)/(67.18)15.0(8.02s rad g==ω∵s rad n /7.1830==πω ∴min /17830r n ==πω2—13:2mDA B 1.5m2m30kNA h P c 38.765.1260sin 38.90=⨯⨯⨯==γ=⨯⨯⨯+=+=25.131225.133A y I y y c c c D 3.11m0)1(60cos 20=+--⨯c D y y P T ∴T =2—16:设上面的水对水闸的压力为P 1,则作用点为y D1,则:HHb H H b H y D 934sin sin 2)sin (12sin 231=⋅+=αααα 设下面的水对水闸的压力为P 2,则作用点为y D2,则:h hb h h b h y D 934sin sin 2)sin (12sin 232=⋅+=ααααP 1的作用点到o 点的距离为:x H x y H D -=--932sin 1α P 2的作用点到o 点的距离为:H x h h x 932)934sin (-=--α以o 点为转轴:)932(sin 2)932(sin 2h x hb h g x H Hb H g-⋅=-⋅αραρ 解得:x =0.795m2—18:不是。
水力学考试精彩试题与问题详解

1、选择题:(每小题2分)(1)在水力学中,单位质量力是指()a、单位面积液体受到的质量力;b、单位体积液体受到的质量力;c、单位质量液体受到的质量力;d、单位重量液体受到的质量力。
答案:c(2)在平衡液体中,质量力与等压面()a、重合;b、平行c、相交;d、正交。
答案:d(3)液体中某点的绝对压强为100kN/m2,则该点的相对压强为a、1 kN/m2b、2 kN/m2c、5 kN/m2d、10 kN/m2答案:b(4)水力学中的一维流动是指()a、恒定流动;b、均匀流动;c、层流运动;d、运动要素只与一个坐标有关的流动。
答案:d(5)有压管道的管径d与管流水力半径的比值d /R=()a、8;b、4;c、2;d、1。
答案:b(6)已知液体流动的沿程水力摩擦系数 与边壁相对粗糙度和雷诺数Re都有关,即可以判断该液体流动属于a、层流区;b、紊流光滑区;c、紊流过渡粗糙区;d、紊流粗糙区答案: c(7)突然完全关闭管道末端的阀门,产生直接水击。
已知水击波速c=1000m/s,水击压强水头H = 250m,则管道中原来的流速v0为a、1.54m b 、2.0m c 、2.45m d、3.22m答案:c(8)在明渠中不可以发生的流动是()a、恒定均匀流;b、恒定非均匀流;c、非恒定均匀流;d、非恒定非均匀流。
答案:c(9)在缓坡明渠中不可以发生的流动是()。
a、均匀缓流;b、均匀急流;c、非均匀缓流;d、非均匀急流。
答案:b(10)底宽b=1.5m的矩形明渠,通过的流量Q =1.5m3/s,已知渠中某处水深h = 0.4m,则该处水流的流态为a、缓流;b、急流;c、临界流;答案:b(11)闸孔出流的流量Q与闸前水头的H()成正比。
a、1次方b、2次方c、3/2次方d、1/2次方答案:d(12)渗流研究的对象是()的运动规律。
a、重力水;b、毛细水;c、气态水;d、薄膜水。
答案:a(13)测量水槽中某点水流流速的仪器有a、文丘里计b、毕托管c、测压管d、薄壁堰答案:b(14)按重力相似准则设计的水力学模型,长度比尺λL=100,模型中水深为0.1米,则原型中对应点水深为和流量比尺为a、1米,λQ =1000; b、10米,λQ=100;c、1米,λQ =100000; d、10米,λQ=100000。
水力学试题分析解析

第1章 绪论例1:已知油品的相对密度为0.85,求其重度。
解:3/980085.085.0m N ⨯=⇒=γδ例2:当压强增加5×104Pa 时,某种液体的密度增长0.02%,求该液体的弹性系数。
解:0=+=⇒=dV Vd dM V M ρρρρρd dV V -= Padp d dp V dV E p 84105.2105%02.01111⨯=⨯⨯==-==ρρβ例3:已知:A =1200cm 2,V =0.5m/sμ1=0.142Pa.s ,h 1=1.0mm μ2=0.235Pa.s ,h 2=1.4mm 求:平板上所受的内摩擦力F绘制:平板间流体的流速分布图及应力分布图 解:(前提条件:牛顿流体、层流运动)dy du μτ= ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=-=⇒2221110h u h u V μτμτ 因为 τ1=τ2 所以sm h h Vh u h uh u V /23.02112212211=+=⇒=-μμμμμN h uV A F 6.411=-==μτ第2章 水静力学例1:如图,汽车上有一长方形水箱,高H =1.2m ,长L =4m ,水箱顶盖中心有一供加水用的通大气压孔,试计算当汽车以加速度为3m/s 2向前行驶时,水箱底面上前后两点A 、B 的静压强(装满水)。
解:分析:水箱处于顶盖封闭状态,当加速时,液面不变化,但由于惯性力而引起的液体内部压力分布规律不变,等压面仍为一倾斜平面,符合0=+s gz ax 等压面与x 轴方向之间的夹角g a tg =θPaL tg H h p A A 177552=⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅+==θγγ PaL tg H h p B B 57602=⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅-==θγγ例2:(1)装满液体容器在顶盖中心处开口的相对平衡分析:容器内液体虽然借离心惯性力向外甩,但由于受容器顶限制,液面并不能形成旋转抛物面,但内部压强分布规律不变:Cz gr p +-⋅=)2(22ωγ利用边界条件:r =0,z =0时,p =0作用于顶盖上的压强:g r p 222ωγ=(表压)(2)装满液体容器在顶盖边缘处开口的相对平衡压强分布规律:Cz gr p +-⋅=)2(22ωγ边缘A 、B 处:r =R ,z =0,p =0g R C 222ωγ-=作用于顶盖上的压强:()2222r R gp --=ωγ例3:已知:r 1,r 2,Δh求:ω0 解:212120=-s z gr ω (1)222220=-s z gr ω (2)因为 h z z s s ∆==21所以212202r r h g -∆=ω例4已知:一圆柱形容器,直径D =1.2m ,完全充满水,顶盖上在r 0=0.43m 处开一小孔,敞开测压管中的水位a =0.5m ,问此容器绕其立轴旋转的转速n 多大时,顶盖所受的静水总压力为零?已知:D =1.2m ,r 0=0.43m ,a =0.5m 求:n解:据公式 )(Z d z Y d y X d x dp ++=ρ 坐标如图,则 x X 2ω=,y Y 2ω=,g Z -= 代入上式积分:C z gr p +-⋅=)2(22ωγ (*)由题意条件,在A 点处:r =r 0,z =0,p =γa 则 C gr a +-⋅=)02(202ωγγ 所以 )2(202gr a C ωγ-⋅=所以 )2()2(20222gr a z gr p ωγωγ-⋅+-⋅= 当z =0时: )2(220222gr a gr p ωγωγ-⋅+=它是一旋转抛物方程:盖板上静压强沿径向按半径的二次方增长。
水力学典型例题分析

例题1在旋转锥阀与阀座之间有厚度为1δ,动力粘度为μ的一层油膜,锥阀高为h,上、下底半径分别为1r 和2r 。
试证明,锥阀以角速度ω旋转时,作用在锥阀上的阻力矩为:2222121212()()()r r r r r r h T πμω++-+=〔解〕证明:任取r 到r+dr 的一条微元锥面环带,在半径r 处的速度梯度是δωγ,切应力ωγτμδ=,假定锥面上的微元环形面积为dA ,则作用在锥阀微元环带表面上的微元摩擦力是dF=τdA微元摩擦力矩 dT=τdA ⨯r下面讨论dA 的表达式,设半锥角为θ,显然,由锥阀的几何关系可得 222121)(hr r r r Sin +--=θθππθSin rdr dA rdr dASin 22== ∴ dr r Sin rdA dT 32θδπμωτ== ()1122441232sin 2sin r r rrr r T dT r dr πμωπμωδθδθ-===⎰⎰ 将)(4241r r -进行因式分解,并将Sin θ的表达式代入化简整理上式可得 2222121212()()()2T r r r r r r h πμωδ=++-+ 例题2盛有水的密闭容器,其底部圆孔用金属圆球封闭,该球重,直径D=10cm ,圆孔直径d=8cm ,水深H 1=50cm 外部容器水面低10cm ,H 2=40cm ,水面为大气压,容器内水面压强为p 0求:(1)当p 0也为大气压时,求球体所受的压力; (2)当p 0为多大的真空度时,球体将浮起。
解:(1)计算p 0=p a 时,球体所受的水压力因球体对称,侧向水压力相互抵消,作用在球体上仅有垂直压力。
如解例题2(a)图,由压力体的概念球体所受水压力为()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=464622132213d H H D d H H D P γπγππ ())(205.0408.04.05.061.014.3980023↑=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯--⨯⨯=N(2)计算密闭容器内的真空度 设所求真空度为Hm(水柱)高,欲使球体浮起,必须满足由于真空吸起的“吸力”+上举力=球重,如解例题2(b)图所示,即有平衡式6.19205.042=+d H πγ()()m d H 39.008.014.398004205.06.194205.06.1922=⨯⨯⨯-=-=γπ γKP ≥ p K ≥9800×=3822N/m2当真空度p K ≥3822N/m 2时,球将浮起。
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题一 年调节水库兴利调节计算要求:根据已给资料推求兴利库容和正常蓄水位。
资料:(1) 设计代表年(P=75%)径流年内分配、综合用水过程及蒸发损失月分配列于下表1,渗漏损失以相应月库容的1%计。
(2) 水库面积曲线和库容曲线如下表2。
(3) V 死 =300万m 3。
表1 水库来、用水及蒸发资料 (P=75%)表2 水库特性曲线解:(1)在不考虑损失时,计算各时段的蓄水量由上表可知为二次运用,)(646031m V 万=,)(188032m V 万=,)(117933m V 万=,)(351234m V 万=,由逆时序法推出)(42133342m V V V V 万兴=-+=。
采用早蓄方案,水库月末蓄水量分别为:32748m 、34213m 、、34213m 、33409m 、32333m 、32533m 、32704m 、33512m 、31960m 、3714m 、034213m经检验弃水量=余水-缺水,符合题意,水库蓄水量=水库月末蓄水量+死V ,见统计表。
(2)在考虑水量损失时,用列表法进行调节计算: 121()2V V V =+,即各时段初、末蓄水量平均值,121()2A A A =+,即各时段初、末水面积平均值。
查表2 水库特性曲线,由V 查出A 填写于表格,蒸发损失标准等于表一中的蒸发量。
蒸发损失水量:蒸W =蒸发标准⨯月平均水面面积÷1000渗漏损失以相应月库容的1%,渗漏损失水量=月平均蓄水量⨯渗漏标准 损失水量总和=蒸发损失水量+渗漏损失水量 考虑水库水量损失后的用水量:损用W W M +=多余水量与不足水量,当M W -来为正和为负时分别填入。
(3)求水库的年调节库容,根据不足水量和多余水量可以看出为两次运用且推算出兴利库容)(44623342m V V V V 万兴=-+=,)(476230044623m V 万总=+=。
(4)求各时段水库蓄水以及弃水,其计算方法与不计损失方法相同。
(5)校核:由于表内数字较多,多次运算容易出错,应检查结果是否正确。
水库经过充蓄和泄放,到6月末水库兴利库容应放空,即放到死库容330m 万。
V '到最后为300,满足条件。
另外还需水量平衡方程0=---∑∑∑∑弃损用来WW W W ,进行校核010854431257914862=---,说明计算无误。
(6)计算正常蓄水位,就是总库容所对应的高程。
表2 水库特性曲线,即图1-1,1-2。
得到Z ~F ,Z ~V 关系。
得到水位865.10m ,即为正常蓄水位。
表1-3计入损失的年调节计算表见下页。
图1-2 水库Z-V 关系曲线图1-1 水库Z-F 关系曲线表1-3 计入损失的年调节计算表月来水)(3mW万来用水)(3mW万来用来WW-水库水量V)(3m万月平均蓄水量V)(3m万月平均水面面积F)(3m万水库水量损失考虑损失后的用水量蒸损WW=来W+)(3m万MW-来水库蓄水量V'弃水量)(3mW万弃余水)(3m万缺水)(3m万蒸发渗漏总损失蒸损WW=来W+)(3m万多余水量)(3m万不足水量)(3m万标准)(m m)(3mW万蒸标准(%))(3mW万来7 3988 1240 2748 3048 1674.095 75 7.13以当月水库蓄水量的1%计16.74 23.87 1263.872724 30248 4994 2000 2994 4513 3780.50 200 79 15.80 37.81 53.61 2053.612940 4762 12039 997 543 454 4513 4513.00 244 73 17.81 45.13 62.94 605.94 391 4762 39110 474 210 264 4513 4513.00 244 32 7.81 45.13 52.94 262.94 211 4762 21111 181 985 -804 3709 4111.00 220 15 3.30 41.11 44.41 1029.41-848 391412 170 1246 -1076 2633 3171.00 165 10 1.65 31.71 33.36 1279.36-1109 28041 410 210 200 2833 2733.00 140 9 1.26 27.33 28.59 238.59 171 29762 381 210 171 3004 2918.50 150 11 1.65 29.19 30.84 240.84 140 31163 1273 465 808 3812 3408.00 180 24 4.32 34.08 38.40 503.40 770 38854 428 1980 -1552 2260 3036.00 155 49 7.60 30.36 37.96 2017.96-1590 22955 404 1650 -1246 1014 1637.00 95 65 6.18 16.37 22.55 1672.55-1269 10276 1126 1840 -714 300 657.00 80 70 5.60 6.57 12.17 1852.17 -726 300合计14826 12579 7639 -5392 512 443 7348 -5542 1805题二 水库调洪演算要求:(1)推求拦洪库容; (2)最大泄流量 qm 及相应时刻; (3)水库最高蓄水位; (4)绘制来水与下泄流量过程线资料:开敞式溢洪道设计洪水过程线如下表1,水库特征曲线如表2,堰顶高程140m ,相应容305×104m 3,顶宽10m ,流量系数m=1.6,汛期水电站水轮机过水流量QT=5m 3/s ,计算时段△t 采用1h 或0.5h 。
表1 洪水过程线 (P=1%)时间 t/h 0 1 2 3 4 5 6 7 流量/(m 3/s)5.030.355.537.525.215.06.75.0表2 水库特性曲线库水位 H/m 140 140.5 141 141.5 142 142.5 143 库容 /(104m 3)305325350375400425455解:根据已知条件计算并绘制q=f (V )关系曲线由321BH M q =益,6.11=M ,m B 10=,根据不同库水位计算H 与q ,再由表2 水库特性曲线得相应V 并将结果列于下表,绘制q=f (V )关系曲线如2-2图。
曲线计算表中第一行为堰顶高程m 140以上的不同库水位;第二行堰顶水头H ,等于库水位Z 减去堰顶高程;第三行溢洪道下泄流量由321BH M q =益,求得第四行为发电量为sm /53;第五行为总的下泄流量;第六行为相应的库水位Z 的库容V ,由表2 水库特性曲线查得,即图2-1。
图2-1 水库Z-V 关系曲线表2-3 某水库q=f (V )关系曲线计算表库水位)(m Z 140 140.5 141 141.5 142 142.5 143 溢洪道堰顶水头)(m H 0 0.511.522.53溢洪道泄量)/(3s m q 溢 0.00 5.66 16.00 29.39 45.25 63.25 83.14 发电洞泄量)/(3s m q 泄 5 5 5 5 5 5 5 总泄流量)/(3s m q 5 11 21 34 50 68 88 库容)(3m V 万305325350375400425455(2)确定调洪起始条件。
由于本水库溢洪道无闸门控制因此起调水位亦即防洪限制水位取为与堰顶高程齐平,即m 140。
相应库容为3410305m ⨯,初始下泄流量为发电流量s m /53。
(3)计算时段平均入库流量和时段入库水量。
将洪水过程线划分计算时段,初选计算时段s h t 36001==∆填入第一列,表中第二列为按计算时段摘录的入库洪水流量,计算时段平均入流量和时段入库水量,分别填入三四列。
例如第一时段平均入库流量)/(65.1723.3052321s m Q Q =+=+,入库水量为:)(354.665.1736002321m t Q Q 万=⨯=∆+ (4)逐时段试算求泄流过程q ~t 。
因时段末出库流量q 2与该时段内蓄水量变化有关, 例如,第一时段开始,水库水位m Z 1401=,0=H ,s m q /531=,31305m V 万=。
已知s m Q s m Q /3.30,/53231==,假设s m q /05.632=,则)(989.1525.536002321m t q q 万=⨯=∆+,第一时段蓄水量变化值)(365.42232121m t q q Q Q V 万=∆+-+=∆,时段末水库蓄水量图2-2 某水库q=f (V )关系曲线321305 4.365309.365(m )V V V =+∆=+=万,查V=f (Z )曲线得m Z 13.1402=,查上图 q=f (V )关系曲线,得s m q /05.632=,与原假设相符。
如果不等需要重新假设,直到二者相等。
以第一时段末2V ,2q 作为第二时段初1V ,,1q ,重复类似试算过程。
如此连续试算下去,即可得到以时段为1h 作为间隔的泄流过程q ~t 。
由V 查图2-1V=f (Z )关系分别将试算填入表2-5中。
第0~1h 试算过程见表2-4。
表2-4 (第0~1h )试算过程 (5)根据表2-5中(1)、(5)栏可绘制下泄流量过程线;第(1)、(9)栏可绘制水库蓄水过程线;第(1)、(10)栏可绘制水库调洪后的水库水位过程。
(6)绘制Q ~t ,q ~t 曲线,推求最大下泄流量max q按初步计算时段h t 1=∆,以表2-5中第(1)、(2)、(5)栏相应数值,绘制Q ~t ,q ~t 曲线,如图2-6。
由图可知,以h t 1=∆,求得的s m q m /06.173=未落在Q ~t 曲线上(见图虚线表示的q ~t 段),也就是说在Q ~t 与q ~t 两曲线得交点并不是m q 值。
说明计算时段t ∆在五时段取得太长。
将计算时段t ∆在h 4与h 5之间减小为h 4.0与h 2.0,重新进行试算。
则得如表2-5中的第(6)栏相应h t 4.4=、h 6.4、h 8.4的泄流过程。
以此最终成果重新绘图,即为图2-6以实线表示的q ~t 过程。
最大下泄流量m q 发生在h t 8.4=时刻,正好是q ~t 曲线与Q ~t 曲线得交点即为所求。
时间 )(h t )/(3s mQ )(m Z)(3mV 万)/(3s mQ )/(3s m Q)/(3s m q)(3m V 万)/(32s m q 0 5 140 305 1017.655.5254.365130.3140.16309.3656.056.05表2-5 水库调洪计算表时间 )(h t 入库洪水流量 )/(3s m Q时段平均入库流量)/(3s m Q 时段入库水量t Q ∆ )(3m 万 下泄流量)/(3s m q时段平均下泄流量)/(3s m q 时段下泄水量t q ∆ )(3m 万 时段内水库存水量变化V∆)(3m 万水库存水量V)(3m 万 水库水位)(m Z(1) (2)(3) (4)(5) (6) (7) (8) (9) (10) 0 5.0 17.65 6.4 5.005.532.0 4.4 305 140 1 30.3 6.05309 140.16 2 55.5 42.90 15.4 9.65 7.85 2.8 12.6 322 140.41 3 37.5 46.50 16.7 14.14 11.90 4.3 12.5 334 140.66 4 25.2 31.35 11.3 16.53 15.34 5.5 5.8 340 140.777 4.4 21.0 23.10 3.3 16.93 16.73 2.4 0.9 341 140.7953 4.6 19.0 20.00 1.4 17.00 16.97 1.2 0.2 341 140.7997 4.8 17.0 18.00 1.3 17.06 17.031.2 0.1 341 140.8011 5 15.0 16.00 1.2 17.02 (17.0617.041.2 -0.1 341 140.7996 6 6.7 10.85 3.9 16.10 16.56 6.0 -2.1 339 140.7586 7 5.05.852.1 14.70 15.405.5-3.4336140.6900(7)推求设计调洪库容设V 和设计洪水位设Z 。