单宽流量法计算断面流量公式中系数的验证
地下水动力学(专升本)
地下水动力学(专升本)填空题1. 博尔顿第一模型主要是考虑了___(1)___ ；第二模型主要考虑了___(2)___ 。
(4分)(1). 参考标准答案: 井附近水流垂直分速度(2). 参考标准答案: 潜水的弹性释水和迟后给水2. 当地下水流斜向通过透水性突变界面时，介质的渗透系数越大，则折射角就越___(3)___ 。
(2分)(1). 参考标准答案: 大3. 第一越流系统是指考虑___(4)___ 和忽略___(5)___ 的越流系数；第二越流系统是指考虑___(6)___ 而不考虑___(7)___ 的越流系统；第三越流系统是指考虑___(8)___ 而忽略___(9)___ 的越流系统。
(12分)(1). 参考标准答案: 弱透水层的弹性释放(2). 参考标准答案: 补给层水头变化(3). 参考标准答案: 弱透水层弹性释水(4). 参考标准答案: 补给层水头变化(5). 参考标准答案: 补给层水头的变化(6). 参考标准答案: 弱透水层弹性释水4. 渗透系数在各向同性岩层中是___(10)___ ，在各向异性岩层中是___(11)___ 。
在三维空间中它由___(12)___ 组成，在二维流中则由___(13)___ 组成。
(8分)(1). 参考标准答案: 标量(2). 参考标准答案: 张量(3). 参考标准答案: 九个分量(4). 参考标准答案: 四个分量5. 均质与非均质岩层是根据___(14)___ 的关系划分的，各向同性和各向异性岩层是根据___(15)___ 的关系划分的。
(1). 参考标准答案: 岩层透水性与空间坐标(2). 参考标准答案: 岩层透水性与水流方向6. 在各向异性岩层中，水力坡度与渗透速度的方向是___(16)___ 。
(2分)(1). 参考标准答案: 不一致的;问答题7. 如下图所示的水文地质条件，已知水流为稳定一维流，画出1、2断面间的水头曲线。
(18分)参考标准答案：8. 在无越流情况下，无限含水层中当个定流量承压含水层的Thise井流方程的假设条件是什么？并写出其数学模型。
两种不同表达式的水闸淹没宽顶堰流量计算公式计算结相一致的讨论
两种不同表达式的水闸淹没宽顶堰流量计算公式计算结相一致的讨论水闸淹没宽顶堰流量计算公式有两种表达形式：一种是 Q=φsεBh…………（0-1）另一种是Q=σsεBm H03/2 …………（0-2）式中：Q－过闸流量；ε－侧收缩系数；B－闸室净过水宽度；h－闸室水深，比势能；g－重力加速度；H0－闸上游翼墙前河道末收缩断面（后简称断面1－1）单位水体总能量；m－流量系数；φs－淹没流速系数；σs－淹没流量系数。
从水力学知，式（0－1）是由闸室过水断面（后简称断面2－2）与断面1－1建立能量关系方程H0=h++ξ…………（0－3）推导而来；而式（0－2）又是引进参数K=,m=φK由式（0－1）演变而得，二式同根同源。
然而水闸设计工程师都知道，此二公式在相同条件下计算结果是不等的。
对某闸过闸流量核算淹没度hs/h0=0.965，用【参1】按式（0－1）计算得Q=470m3/s;用【参2】按式（0-2）计算得Q=394 m3/s，相差近20％。
式（0－1）、（0－2）本同根同源，它们计算结果却不一致，这是不合理的，也不是必然的。
对一个具体的水闸来说，其闸室q~h关系曲线只有一条，即在某一水深只能通过一个流量。
一、室矩形过水断面的水力特性特性方程：E s=h+=h+（1-1）式中：E s－闸室收缩断面2－2单位水体总能量；V2－平均流速；q－单宽流量；a2－动能改正系数；－断面2－2比动能；h－同前。
式（1－1）即式（0－3）等号右边的前两项。
式（1－1）E s＝f(h,q),令q=常量，使其变为平面问题，（如q=5，10，15，25）可作E~h关系曲线，见图1s图1中相应于每一个流量q的曲线就是一条E s~h关系曲线。
该曲线以横坐标和与横坐标成45°的线oa为渐近线，并且有一断面单位能量最小的点k,该点将曲线分为上、下两支。
在下支为急流，E s随h增大而减小；在上支属缓流，E s随h增大而增大。
土木工程师-专业基础(水利水电)-水力学-明渠恒定非均匀流动
土木工程师-专业基础（水利水电）-水力学-明渠恒定非均匀流动[单选题]1.有一河道泄流时，流量Q＝120m3/s，过水断面为矩形断面，其宽度b＝60m，流速v＝5m/s，河道水流的（江南博哥）流动类型为()。
[2016年真题]A.缓流B.急流C.临界流D.不能确定正确答案：B参考解析：解法一：比较河流水深（h）与临界水深（hc）的关系。
根据题意有：h＝Q/（vb）＝120/（5×60）＝0.4m由于hc＞h，因此判断河道的流动类型为急流。
解法二：计算弗劳德数，因因此判断河道的流动类型为急流。
[单选题]2.满足dEs/dh＝0条件下的流动是()。
[2013年真题]A.缓流B.急流C.临界流D.均匀流正确答案：C参考解析：h表示水深，Es表示断面单位能量，dEs/dh＞0时，断面单位能量随水深增加而增加；dEs/dh＜0时，断面单位能量随水深增加而减小；dEs/dh＝0为断面比能最小的临界情况，此时弗劳德数Fr＝1，水流为临界流。
[单选题]3.下列哪种情况可能发生？()[2017年真题]A.平坡上的均匀缓流B.缓坡上的均匀缓流C.陡坡上的均匀缓流D.临界坡上的均匀缓流正确答案：B参考解析：A项，明渠均匀流只能发生在正坡渠道中，即i＞0；平坡（i＝0）不能产生均匀流。
正坡渠道中，按渠道的实际底坡i与临界底坡ic相比又分三种情况：①i＜ic为缓坡，此时，h0＞hc，均匀流是缓流；②i＞ic为陡坡或称急坡，此时h0＜hc，均匀流是急流；③i＝ic，为临界坡，此时h0＝hc，均匀流是临界流。
平坡和逆坡不可能发生均匀流；临界坡上的均匀流为临界流；当i＜iK时，可发生均匀流态为缓流，底坡为缓坡的情况。
[单选题]4.水跃跃前水深h′和跃后水深h″之间的关系为()。
[2014年真题]A.h′越大则h″越大B.h′越小则h″越小C.h′越大则h″越小D.无法确定正确答案：C参考解析：水跃是明渠水流从急流状态（水深小于临界水深）过渡到缓流状态（水深大于临界水深）时，水面骤然跃起的局部水流现象。
地下水动力学习题1-1
高等学校教材地质出版社第一章渗流理论基础习题1-1一、填空题：1.地下水动力学是研究地下水_________、_________和_________中运动规律的科学，通常把____________称为多孔介质，而其中的岩石颗粒称为_________；多孔介质的特点是________、________、________和________。
2.地下水在多孔介质中存在的主要形式有_________、_________、_________和_________，而地下水动力学主要研究的_________的运动规律。
3.在多孔介质中，不连续的或一端封闭的孔隙对地下水运动来说是_________，但对贮存水来说却是________。
4.假想水流的_________、_________、_________以及_________都与真实水流相同，假想水流充满_________。
5.地下水过水断面包括_________和_________所占据的面积；渗透速度是_________上的平均速度，而实际流速是_________的平均速度。
6.在渗流中，水头一般是指_________，不同数值的等水头面（线）永远_________。
7.在渗流场中，把大小等于_________方向沿着_________的法线，并指向水头_________方向的矢量，称为水力坡度；水力坡度在空间直角坐标系中的三个分量分别为_________、_________和_________。
8.渗流运动要素包括_________、_________、_________和_________等等。
9.根据地下水速度_________与_________的关系，将地下水运动分为一维、二维和三维运动。
二、判断题：10.地下水在多孔介质中运动，因此可以说多孔介质就是含水层。
（）11.地下水运动时的有效孔隙度等于排水（贮水）时的有效孔隙度。
（）12.对含水层来说其压缩性主要表现在空隙和水的压缩上。
经验公式计算某管道长江穿越冲刷深度的分析
############################################
表 ５ 不同工况下丙烯罐、乙烯罐的强度校核
项目
水压试验
丙烯罐
最大工作载荷
水压试验
乙烯罐
最大工作载荷
最大径 数值
４２．１ ｍｍ
２５．７ ｍｍ
４５．３ ｍｍ
３７．８ ｍｍ
向膨胀 部位
距罐底 ２．６９７ ｍ
距罐底 ２．５６９ ｍ
Ｑ２— ——河槽部分通过的设计流量／（ ｍ３／ｓ） ； μ— ——水流侧向压缩系数， 查阅规范确定；
Ｂｃ— ——桥下河槽部分桥孔过水净宽／ｍ； ｈｍａｘ— ——桥下河槽最大水深／ｍ； ｈｃ— ——桥下河槽平均水深／ｍ； Ｅ— ——与汛期含沙量有关的系数；
ｄ— ——河槽泥沙平均粒径／ｍｍ。
（ ４） 包尔达可夫公式。本公式假定在有底沙运
质抗冲性可以判断冲深情况及其冲淤平衡的稳定河
床断面。
（ ３） 公路规范公式。穿越断面主河床上层为细
沙， 采用 ＪＴＪ ０６２－ １９９１ 《公路桥位勘测设计规 范 》
推荐的 ６４－ １ 修正公式计算， 该公式为铁道部科学
研究院阚译等人 １９６４ 年推导得出的， 适合于非黏
性土河床的一般冲刷计算。
１８
刷 深 度 采 用 其 成 果 进 行 计 算 。 床 沙 平 均 粒 径 Ｄｍ ＝
０．１２４ ｍｍ。 ４ 计算结果
（ １） 按 集 中 水 流 局 部 冲 刷 坑 ｌａｃｅｙ 公 式 计 算 ， 集中水流局部冲刷坑深度为 ５．９ ｍ。
（ ２） 按谢鉴衡公式进行粗化计算， 河床最大冲 刷的深度为 ７．９ ｍ。
摘 要： 在管道穿越河流过程中， 设计洪水下河流的一般冲刷深度往往决定管道的埋设深度。一 般冲刷是一种使下游河道自上而下发生的长距离冲刷， 但随着冲刷的不断发展， 河床沙粒径逐渐 粗化， 形成抗冲保护层限制冲刷发展， 并将很快趋于稳定。河流的冲刷计算经验公式很多， 文章 简要介绍几个常用的公式， 具体针对某管道工程长江穿越的断面进行计算， 并对计算结果进行分 析。 关键词： 管道； 穿越； 河流； 冲刷深度； 计算 中图分类号： ＴＥ９７３．４ 文献标识码： Ａ 文章编号： １００１－ ２２０６ （ ２００７） ０５－ ００１６－ ０３
地下水动力学习题及答案(1)
18.在同一条流线上其流函数等于_常数_，单宽流量等于_零_，流函数的量纲为__ __。
19.在流场中，二元流函数对坐标的导数与渗流分速度的关系式为_ _。
20.在各向同性的含水层中流线与等水头线_除奇点外处处正交_，故网格为_正交网格_。
3．在多孔介质中，不连通的或一端封闭的孔隙对地下水运动来说是无效的，但对贮水来说却是有效的。
4.地下水过水断面包括_空隙_和_固体颗粒_所占据的面积.渗透流速是_过水断面_上的平均速度，而实际速度是_空隙面积上__的平均速度。
在渗流中，水头一般是指测压管水头，不同数值的等水头面(线)永远不会相交。
5.在渗流场中，把大小等于_水头梯度值_，方向沿着_等水头面_的法线，并指向水头_降低_方向的矢量，称为水力坡度。水力坡度在空间直角坐标系中的三个分量分别为_ _、 _和_ _。
31.在均质各向同性的介质中，任何部位的流线和等水头线都正交。(×)
32.地下水连续方程和基本微分方程实际上都是反映质量守恒定律。(√)
33.潜水和承压水含水层的平面二维流基本微分方程都是反映单位面积含水层的水量均方程。(√)
34.在潜水含水层中当忽略其弹性释放水量时，则所有描述潜水的非稳定流方程都与其稳定流方程相同。(×)
27.沿流线的方向势函数逐渐减小，而同一条等势线上各处的流函数都相等。(×)
28.根据流函数和势函数的定义知，二者只是空间坐标的函数，因此可以说流函数和势函数只适用于稳定流场。(×)
29.在渗流场中，一般认为流线能起隔水边界作用，而等水头线能起透水边界的作用。(√)
30.在同一渗流场中，流线在某一特定点上有时候也可以相交。(√)
单宽流量法计算断面流量公式中系数的验证
单宽流量法计算断面流量公式中系数的验证
章厚玉;郎理民;韩念民;刘伟林
【期刊名称】《人民长江》
【年(卷),期】2011(042)013
【摘要】单宽流量法基本假设是:全断面各部分宽内的单宽流量呈直线变化.为了证明该假设的正确性并探求天然河道中的流量校正系数值风与岸边流量系数αq以及其变化情况,收集了长江干支流共16个站的流量Ⅲ型误差试验资料317次,对公式中的βq值与αq值进行了验证.计算和拟合的结果证明,断面流量校正系数在天然河道中接近于1,即该假设正确.同时,介绍了流量校正系数值βq与岸边流量系数αq 值的计算方法和步骤,有助于单宽流量法的推广应用.
【总页数】5页(P15-18,30)
【作者】章厚玉;郎理民;韩念民;刘伟林
【作者单位】长江水利委员会水文局汉江水文水资源勘测局,湖北丹江口442700;长江水利委员会水文局汉江水文水资源勘测局,湖北丹江口442700;长江水利委员会水文局汉江水文水资源勘测局,湖北丹江口442700;长江水利委员会水文局汉江水文水资源勘测局,湖北丹江口442700
【正文语种】中文
【中图分类】P332.4
【相关文献】
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4.基于二元非线性拟合的溢洪道宽顶堰流量系数公式研究及应用 [J], 闫志方;贾云飞;王宇
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第三节-土石坝的渗流分析
第三节 土石坝的渗流分析一、渗流分析的目的1) 确定浸润线的位置； 2) 确定坝体和坝基的渗流量； 3) 确定渗流逸出区的渗透坡降。
二、渗流分析方法常用的渗流分析方法：流体力学方法、水力学方法、流网法和试验法。
三、水力学方法水力学方法基本假定: 均质, 层流, 稳定渐变流。
1）渗流计算的基本公式图4－19表示一不透水地基上的矩形土体，土体渗透系数为k ，应用达西定律和假定，全断面内的平均流速v 等于：dxdykv -= （4-8） 设单宽渗流量为q ，则：dx dykyvy q -== （4-9）将上式分离变量后，从上游面（x=0，y=H 1）至下游面（x=L ，y=H 2）积分，得：L kqH H 22221=- 即： LH H k q 2)(2221-= （4-10）若将式（5-9）积分限改为：x 由0至x ，y 由H 1至y ，则得浸润线方程：xy H k q 2)(221-=即： x kqH y 221-= （4-11） 2）水力学法渗流计算用水力学法进行土坝渗流分析时，关键是掌握两点：一是分段，根据筑坝材料、坝体结构及渗流特征，把复杂的土坝形状通过分段，划分为几段简单的形状。
二是连续，渗流经上游面渗入、下游面渗出，通过坝体各段渗流量相等。
以此建立各段渗流之间的联系。
一、不透水地基上土坝的渗流计算 （一）均质土坝的渗流计算1．下游有水而无排水设备或有贴坡排水的情况如图4－20所示，可将土石坝剖面分为三段，即：上游三角形段AMF 、中间段AFB″B′以及下游三角形B″B′N。
根据流体力学原理和电模拟试验结果，可将上游三角形段AMF 用宽度为△L 的矩形来代替，这一矩形EAFO 和三角形AMF 渗过同样的流量q ，消耗同样的水头。
△L 值可用下式计算： 11121H m m L +=∆ （4-12）式中：m 1为上游边坡系数，如为变坡可采用平均值。
于是可将上游三角形和中间段合成一段EO B″B′,根据式(4-10），可求出通过坝身段的渗流量为：L H a H k q '+-=2])([220211 （4-13）式中：a 0 为浸润线逸出点距离下游水面的高度；H 2 为下游水深；L '为EO B″B′的底宽，见图5-20。
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键
词 ： 宽流 量 法 ；断 面流 量 ；流量 校 正 系数 ； 算 验 证 单 计
文献 标 志 码 ： Ａ
中图 法 分 类 号 ： ３ ２ ４ Ｐ ３ ．
１ 公 式推 导
： ： ，
根 据流量 模型原理 ， 面流量 的准确 表达式 应为 ： 断
相 等也可 不相等 ， 且等 于岸边流 速 系数 ｏ ｔ 的 １２ ｎ为 ／； 测 速垂线数 ； ， ｑ ｑ 别为第一 条与最 后一条 测 速垂线 分 的单 宽流 量 ；。ｂ 分别 为 两 岸 边 的 部 分 宽 ； ｂ ， ＡＱ 为
部分 流量 。 部分流量 ａＱ 为部 分 宽 内单 宽 流量 分 布 曲线 与 横坐 标轴 围成 的 曲边 形 面积 。 部分 宽 内单宽 流 量 分布
ｑｉ ＋ ｑｉｌ ＋
Ｑ ＼ｖ，ｙ＝ｑ ｄ ＝ ＼ ｙｄ ＼ｘｘ ｘ ｄ ： — ｘ
Ｏｂ 。 Ｌ ＋∑ ＡＱ ＋ ｂ。 ｑｑ ｑ （） １
式中： Ｑ为 断面流量 ； 。 ｏ 为岸边流 量 系数 ， ｔ 在两 岸边 可
△ （） ＝Ｊｇ ｄ ＝ ｘ △Ｑ：ｆ （ ： ｇ ）
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
１ ６
人 民 长 江
我们 称用式 （ ） ６ 计算 断 面流量 的方 法 为单 宽 流量
（ ）以相对单 宽流量 Ｅ为 坐标 ， ２ 以相对 水 面宽 Ｍ 为横 坐标 ， 站将 多次多垂 线流量 资料 的 Ｅ与 值 点 按 绘在 同一 Ｅ ～Ｍ 关系 曲线 图中 ， 图 １所示 。 如
法 。其基 本假定是 包括 两岸边在 内 的各 部分宽 内单宽
流量呈 直线变化 。
２ 流 量 校 正 系数 与 岸 边 流量 系数 的验 证
为 了探求天然 河道 中 的 Ｊ 值 与 ａ 值及 其变化 情 Ｂ 。 。 况， 收集 了长江 干支流 的屏 山、 沱 、 朱 高场 、 横江 、 龚滩 、
（） ２
Ｑ＝ ６ ∑ ２（ ＋ ） ｄ ｑ （） 。＋ ｑ － ＇ｑ ｑ ＋ ５ ６
现 假 定 ＝１０ ＝０５ 则 式 （ ） 为 ： ，１ ．， ５变
对 于后两种 情况 ， 部分流 量 ＡＱ 为 ：
ｒ
ｂ
ＡＱ Ｉｑ ｄ ＝ （ ）ｘ
收 稿 日期 ：０ １ Ｏ Ｏ ２ ｌ 一 ２一 ８
（） ３
Ｑ＝ ． ＋∑ ２（ ＋ ） ｏ ｂ ６ ０ ｂ。 ５ｇ ｑ ｑ ＋ ． ｑ（） ５
作 者 简 介 ： 厚 玉 ， ， 级 工程 师 ， 事 水 文 、 道勘 测 技 术 管 理 工 作 。 Ｅ—ｍ ｉ ｈｌ ｇｍ ｃ ．ｏ ｅ 章 男 高 从 河 ａ ：ｊ ｎｌ ＠ ｊ ｅｍ．ｎ ｌ ｅ ｈ
第４ ２卷 第 １ ３期 ２０ １ 年 ７ 月 １
文 章 编 号 ： ０ １—４１９ｆ ０ １ 】 １０ ７ ２ １ ） ３—０ １ ０ ５—０ ４
人 民 长 江
Ｙａ ｔｅ Ｒｉｅ ｎｇｚ ｖｒ
Ｖｏ ． １４２， ． ３ Ｎｏ １
Ｊ ｌ， ｕｙ
２ １ ０１
单 宽流 量 法计 算 断 面流 量 公式 中系数 的验 证
章 厚 玉， 理 民， 念 民 ， 伟 林 郎 韩 刘
（ 江 水 利 委 员会 水 文局 汉江 水 文 水 资 源勘 测局 ， 北 丹 江 口 ４ ２ ０ ） 长 湖 ４ ７ ０
摘 要 ： 宽 流 量 法基 本 假 设 是 ： 断 面各 部 分 宽 内的 单 宽 流 量 呈 直 线 变化 。 为 了证 明 该 假 设 的 正 确 性 并 探 求 单 全 天 然 河道 中 的流 量 校 正 系数 值 卢 与 岸 边 流 量 系数 以 及 其 变化 情 况 ， 集 了 长 江干 支 流 共 １ 个 站 的 流 量 Ⅲ 收 ６
曲线 的分 布形式 不外 乎 ３种 ： 直线 变化 ； 向上 凸 ① ② 的 曲线 变化 ； 向上凹 的曲线变 化 。 于第一 种情 况 ， ③ 对
部分 流量 ＡＱ为 ：
＾
流量 校正 系数 综 合为 断面流量 校正 系数 卢 则 ： ，
△Ｑ ＝ Ｗ－ｑ ‘ ＋ｑ ） （ …
型误 差试 验 资料 ３７次 ， 公 式 中的 卢 值 与 。 进 行 了验 证 。 算和 拟 合 的 结 果证 明 ， 面流 量 校 正 系数 在 １ 对 。 值 计 断 天 然 河道 中接 近 于 １ 即 该假 设 正确 。 时 ， 绍 了流 量校 正 系数 值 卢 与 岸 边 流 量 系数 ｄ ， 同 介 值 的 计 算 方 法 和 步
，
／ ０
ｂｑ＋ｑ ） ｉ ＋ ） （ （。
。
二
（） ４） （ ４
式 （） ４ 中的 卢 称 为部 分 流量 校 正 系数 ， 由部分 是
宽 内单 宽流 量分 布曲线 的形式决 定 的。 卢 当 ＝ １时表 示部分 宽 内单 宽流量 是呈 直线变化 的 ； 卢 当 。＞ １时表 示部分 宽 内单 宽流量 是 呈 向上 凸的 曲线 变化 的 ； ／ 当 ３ 。 ＜ １ 表示部 分宽 内单 宽流 量是呈 向上 凹的曲线 变化 时
的 。 于两岸边 ， 对 单宽 流量呈 直线变 化时 ， 。＝０ ５ 单 ．； 宽 流量 呈 向上 凸的 曲线 变化 时 ， 。＞０ ５ 单宽 流量 呈 ．； 向上 凹的 曲线 变化 时 ＜０ ５ ．。 将式 （ ） ４ 代入 式 （ ） 并 为 了计 算 简便 ， 各 部分 １ ， 将
南咀 、 山 （ ） 白河 、 洋 、 口 １ 螺 二 、 沙 汉 ０站 ， 南 省 的芷 湖 江、 永顺 、 黄潭桥 ３站 ， 广西 壮族 自治 区的黄冕 １ ， 站 四
川省 的五 通桥 、 渡 口 ２站 ， １ 苟 共 ６个 站 的流 量 Ⅲ型 误
差试验 资料 ３ ７次 ， １ 其基本情 况列 于表 １ 。