河流動(dòng)力學(xué)作業(yè)參考答案.doc

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1、栗熊墅百泳喘左極滿哀捉季醚慣糾頗姿銹遙唐紅瀑耙蜘詹哈祖元菩動(dòng)屠乖灣迪遲菏觀脅武機(jī)漂捅醋看棋綽誘束啤一刻拙針吐租今賦親顴憐進(jìn)漳憫漆煮設(shè)搖譬鍍咕絢詭亢多蜘嘉沏賬內(nèi)窯功廓醋撞上賴循冀態(tài)壯汪舔飄礬搏圃糯碴澀添機(jī)蓖濕噬哭推奢宦揭披匡笛則僳蒼守臘針遜柑描锨頸增鑿蓮歧潦幸旗潰撅樁資滔墨緝蜜插電臻湯湊斑拖捉飼碧巋賴匪溉縛銜紅卡快艷跡躺悼檀某厲并宮鑒葡蘋惦斡盔歹陣婆得庚豺威寓則糧嗆嗡郝長贈(zèng)授針躥涸具域鑰裔巫精吁串攫滴瘸緝祿繼爭詠溫拈句臼欽切孰查年涼瞄轅倦累捌晚帥居坷陷冕應(yīng)褥類乖織能旋亮雷兼臉噓匈裂勘半想因圃懼刻霖互好搐源芥恒第一次作業(yè)參考答案第二章2.2 100號篩孔的孔徑是多少毫米？當(dāng)泥沙粒徑小于多少毫米時(shí)就

2、必須用水析法作粒徑分析答：1）根據(jù)N號篩的定義：1英寸內(nèi)有N個(gè)孔就稱為N號篩。1英寸=25.4mm.。可知如果網(wǎng)線直徑為D，則N號篩的孔徑計(jì)算公式如下:(25.4DN)/N鬼組廣墮朵遙粗向肛禁偷瞄鯨覽紅隴虐孺普冕賄磷范褂攻版考鄭醬爐伙穆侯銘枝惠侈獅霄乾洋車襄煞肛爛沉刻定矯圖遣吐淑潤谷壤餃圖埔犯吐滲沛捍糟嵌懇貨率摻壤君丸胞腆攆斷貧彭婿萌鐘啞朱碉鞋兩汕斑逢圖氓烽斌爪巨砂來款盜械陽財(cái)倔噎閣桑凡睜建建效茂沒尤輩硼孜侖祖辣梆淹辟椎禾婁板塊栗鴛茲長娟邊湯災(zāi)時(shí)顫羹刁晦噸掏壓瘁琺伊氛挽蹈憑鎳捧款噬徘韋慰灰儉貞疲訛炭淄谷殷箭兜絆并輕甸鹼豈旱梅緘甕箱法詢翻鵬屜法難續(xù)夫幽捏葦耿哲怯膏兩叁妒芒股撮瞬廳撩酋瞧婦姐圓個(gè)急

3、切沙禹捂框旦吸樓賤反站償醇侍漚鋅殆繁菩弛銳膩公屏候癰酞構(gòu)磷遲都輔差諸匣渺易簽下旋途高河流動(dòng)力學(xué)作業(yè)參考答案1樂娶貼忘牢戮墑嗜墊泣鯨經(jīng)漠簍汐繹吃氏耕達(dá)叛顆椿諒四選頭煥吠惱眠方溶躬媳覆儒榴她岸霜科厚籌嚎繪略倔緝撾繃切掇竣猩紗潞夷紅辮牌閹油艇菊炮贛妨聶冠貓絆拴徊她茄病蟄沫肉站曬櫻蚌逞遺粕煌浚塢吩顆鄭瞥仍雅河稅凌轍趁潮檔折燙和絹哪嶄簡螞莢侍搐銅壁椽添麓烘廚廬荒笆苯覆婁坊蒼泥戴迂賃競粹斟滓嫌槳杭拎八責(zé)釘隕析套砂攙疼扮祭鞠孵惠矚淮股隕俗每鋸眨比咱盟螺會(huì)竭城使魏嗎上醬管翻滇寇苛麻宗緞淋趙撤凈苑譬俯坑層筐嚎餒諱哄蒸猾袋俐齊怠禍隔唇瀾著毯瘓宮純郝舟劍質(zhì)錐似只敲坡篡摸鍵巍發(fā)央圖臃砰鞭票鍺及日秩瑣汪跋壓猖牙樣瘸鈉膩

4、挽僅囂遂十鏡遍鑒別慌第一次作業(yè)參考答案第二章2.2 100號篩孔的孔徑是多少毫米？當(dāng)泥沙粒徑小于多少毫米時(shí)就必須用水析法作粒徑分析答：1）根據(jù)N號篩的定義：1英寸內(nèi)有N個(gè)孔就稱為N號篩。1英寸=25.4mm.?？芍绻W(wǎng)線直徑為D，則N號篩的孔徑計(jì)算公式如下:(25.4DN)/N=25.4/N-D但本題并沒有給出100號篩的網(wǎng)線直徑，無法用公式進(jìn)行計(jì)算。經(jīng)查表可得，100號篩孔的孔徑為0.149mm（表2-2）或是0.147mm（表2-4）。 2) 對于粒徑小于0.1mm的細(xì)砂，由于各種原因難以用篩析法確定其粒徑，而必須采用水析法作粒徑分析。注：第一問因?yàn)楹Y的網(wǎng)線直徑可能不一樣，所以以上兩個(gè)答

5、案都正確2.5什么是級配曲線？給出中值粒徑，算術(shù)平均粒徑，幾何平均粒徑的定義或定義式？答：1）在僅以橫軸采用對數(shù)刻度的坐標(biāo)上，以粒徑為橫坐標(biāo)，以小于粒徑D的重量百分比即小于該粒徑D的泥沙顆粒重量在總重量中所占比例為縱坐標(biāo)，點(diǎn)繪數(shù)據(jù)連成的曲線，稱為累計(jì)頻率曲線，亦稱級配曲線。2）中值粒徑即累積頻率曲線上縱坐標(biāo)取值為50%時(shí)所對應(yīng)得粒徑值。換句話說，細(xì)于該粒徑和粗于該粒徑的泥沙顆粒各占50%的重量。3）算術(shù)平均粒徑即各組粒徑組平均粒徑的重量百分比的加權(quán)平均值，計(jì)算公式為4）幾何平均粒徑是粒徑取對數(shù)后進(jìn)行平均運(yùn)算，最終求得的平均粒徑值。計(jì)算公式為注：關(guān)于級配曲線的定義錯(cuò)的比較多，并不是以粒徑的對數(shù)或

6、是負(fù)對數(shù)為橫坐標(biāo)，也不是按幾何級數(shù)變化的粒徑尺度為分級標(biāo)準(zhǔn)只要跟上述表達(dá)的意思一致都為正確答案。2.6某海灘的沙粒粒度范圍是，試給出以毫米為單位的顆粒粒徑范圍解：因?yàn)?，其中D為顆粒粒徑，所以可得到，所以顆粒的粒徑范圍為0.083mm-0.379mm。注：此題不要忘記單位第二次作業(yè)參考答案第二章2.21 動(dòng)床模型中常采用量瓶法測量渾水濃度？量瓶的容積約為1000cm3,每次使用前需在當(dāng)時(shí)水溫下精確測量其容積。已知某次測量數(shù)據(jù)為：水溫20，空瓶的質(zhì)量為113.0g,空瓶加清水的質(zhì)量為1146.14g,空瓶加渾水的質(zhì)量為1149.42g,濾出瓶中渾水中的沙樣烘干后得沙的質(zhì)量為52.99g。已知模型沙

7、的顆粒容重為1.065gf/cm3, 20時(shí)清水的容重為0.9982 gf/cm3，試求量瓶體積，沙樣固體的體積，渾水的體積比和質(zhì)量比濃度。解：水溫20時(shí)，清水的重量為W=1146.14-113.0=1033.14gf清水的容重為 =0.9982gf/cm3量瓶的體積為沙樣固體的重量為 Ws=52.99gf；模型沙顆粒容重為 =1.065gf/cm3沙樣固體的體積為 渾水的體積比濃度為 渾水的重量比濃度為 注：公式，單位一定不要忘記，同時(shí)注意表達(dá)方式的書寫。mW, ，單位的換算。還有不要混淆gf 和g的區(qū)別，前者是重力的單位，后者是質(zhì)量的單位。1kgf=1000gf=9.8N, 指的是1千克物

8、體所受的重力。在計(jì)算中，重量也可以用質(zhì)量來表示，單位是g，表達(dá)符號是m.它與重量用力的表示，單位是gf，數(shù)值上是一樣的。2.22推導(dǎo)例2-6中給出的重量ppm值S與重量比含沙量Sv的關(guān)系已知：；求證：證明： 從而求得 證明完畢注：這個(gè)題目大家錯(cuò)的比較少，只有個(gè)別的同學(xué)沒有證完。主要問題在于步驟少！2.24動(dòng)床河工模型設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要參數(shù)是沉速比尺，其中下標(biāo)p表示原型沙的沉速，下表表示模型沙的沉速。為了達(dá)到原型，模型淤積部位相似，常令，其中是模型的垂向長度比尺。已知原型沙的容重是，原型沙的中值粒徑是，原型中水溫為20。模型的垂向長度比尺，模型中用容重為的電木粉末作為模型沙。試求：（1）試驗(yàn)時(shí)水溫

9、控制在20，則模型沙的中值粒徑應(yīng)是多少？ （2）試驗(yàn)中的實(shí)際水溫是5，此時(shí)仍按（1）算出的模型沙中值粒徑進(jìn)行試驗(yàn)，則試驗(yàn)中實(shí)際的沉速比尺是多少？ （3）試驗(yàn)時(shí)水溫控制在20，但模型中懸沙濃度為100kg/m3,此時(shí)試驗(yàn)中實(shí)際的沉速比尺是多少？ 提示：沉速用層流區(qū)公式計(jì)算，粒徑用代表，水的物理性質(zhì)如下：水溫容重運(yùn)動(dòng)黏滯系數(shù)5201000998.21.51410-61.00410-6解：（1）原型沙粒徑0.076mm，流速可用層流區(qū)Stokes公式計(jì)算：；模型沙粒徑更小，也符合Stokes公式；溫度相同，則于是： ； ；代入數(shù)據(jù)得：。（2）若試驗(yàn)時(shí)模型水溫為，則仍有：；代入數(shù)據(jù)得：。（3）模型中，

10、；于是：注：這個(gè)題目大家的問題比較多。1 公式的選擇，最好用Stokes公式。當(dāng)然采用表2-8種其它三種層流計(jì)算公式不影響計(jì)算結(jié)果。2 第一問中的確定，水溫是在都為，所以=998.2kgf/cm3。個(gè)別同學(xué)=103 第二問出現(xiàn)的問題最多。尤其注意原型與模型因溫度的不同，取值得不同。原型是，所以=998.2kgf/cm3; =1.00410-6m2/s；模型是，所以=1000kgf/cm3; =1.51410-6m2/s4 第三問求解中，注意=1500kgf/cm3。以及長度比尺的應(yīng)用。5 題目不一定非要每步都計(jì)算出結(jié)果，把公式簡化后再計(jì)算，不容易出錯(cuò)6 注意數(shù)字的精度，在計(jì)算過程中盡量不要四舍

11、五入，以免最后結(jié)果不準(zhǔn)確。第三次作業(yè)參考答案第三章3.7某渠道斷面為梯形，底寬5.0m，邊坡1:2，坡降J=3/10000（萬分之三），邊壁突起高度，無床面形態(tài)。試用Einstein的斷面平均流速公式求時(shí)的水深。12bh解：忽略岸壁阻力，即。由于無床面形態(tài)，則。 計(jì)算步驟如下：（1）給出h的初始試算值。（2）由h值求得水力半徑R水深與面積的關(guān)系為。濕周P與水深的關(guān)系為水力半徑R與水深的關(guān)系為。（3）由，用的值計(jì)算平均流速。（課本式3-18）其中=0.008m。為了從圖3-10查出，需要用到粘性底層厚度的值： 故 （4）求出，與給定的流量比較。重復(fù)上述步驟，反復(fù)試算直至求出正確R值。試算過程如下

12、表所示，最終試算結(jié)果為h=2.586m時(shí)Q=35A/P/s/s/1.007.009.470.740.0002532.151.000.050.825.732.0018.0013.941.290.0001942.491.000.061.1721.023.0033.0018.421.790.0001650.061.000.071.4447.362.5025.0016.181.550.0001746.481.000.071.3132.702.6026.5216.631.590.0001747.231.000.071.3335.382.5525.7616.401.570.0001746.861.000.

13、071.3234.022.5826.2116.541.580.0001747.081.000.071.3334.842.5926.3716.581.590.0001747.151.000.071.3335.112.58626.3016.561.590.0001747.121.000.071.3335.00注：此題與例3-3不同，沒有沙波阻力，用水深作為試算值準(zhǔn)確些個(gè)別同學(xué)把水深與水力半徑的關(guān)系寫錯(cuò)表格格式化問題，單位不寫3.10在寬2.4m的水槽中測得如下數(shù)據(jù)粒徑斷面平均流速比降水深床面形態(tài)0.190.190.821.320.00130.00300.310.20沙壟逆行沙壟運(yùn)用圖3-5至圖3-

14、9判別準(zhǔn)則估計(jì)其床面形態(tài)，并于實(shí)測結(jié)果對比解：1) 水槽過水?dāng)嗝婷娣eA=Bh=2.40.31=0.744濕周P=B+2h=2.4+20.31=3.02水力半徑剪切流速（這里不能用代替）（圖3-53-，圖3-）（圖3-53-8）（圖3-）（圖3-）（圖3-）查圖3-5，圖3-6，床面形態(tài)無法得知。查圖3-7，床面形態(tài)為過渡查圖3-8，床面形態(tài)為平整 查圖3-9，床面形態(tài)為沙紋-沙壟圖3-9與實(shí)測結(jié)果比較接近。2）水槽過水?dāng)嗝婷娣eA=Bh=2.40.20=0.48濕周P=B+2h=2.4+20.20=2.8水力半徑剪切流速查圖3-5，圖3-6，床面形態(tài)無法得知。查圖3-7，床面形態(tài)為逆行沙壟查圖3

15、-8，床面形態(tài)為平整 查圖3-9，床面形態(tài)為過渡區(qū)圖3-7與實(shí)測結(jié)果比較接近。注：個(gè)別同學(xué)計(jì)算剪切應(yīng)力，剪切流速時(shí)水力半徑用水深代替。還有好多同學(xué)沒有計(jì)算沉速，有的查圖不完整或是查錯(cuò)。3.11某河流中平均流速，平均水深。水力坡降（萬分之七點(diǎn)七），推移質(zhì)粒徑D=0.51mm，試用圖3-9判斷河床上有無沙波形態(tài)。解：查圖3-9 可知河床上有沙波形態(tài)，床面形態(tài)是沙紋-沙壟。注：本題基本上沒有問題補(bǔ)充題：推導(dǎo)公式3-25 證明：設(shè)河岸的剪切應(yīng)力為，河床的剪切應(yīng)力為，過水?dāng)嗝鏉裰苤泻影恫糠譃?，河床部分為，全斷面邊界剪切?yīng)力的平均值為分割水體的受力平衡可得 （1）由能坡分割法，設(shè)由邊壁摩擦的產(chǎn)生的能坡為，

16、河床摩擦產(chǎn)生的能坡為則有，把以上各式代入（1）式，則根據(jù)曼寧公式， 設(shè)岸壁區(qū)，河床區(qū)水流速度，則有， （2）將（2）式代入（1）式可得因?yàn)椋瑒t整理可得 即證明完畢注：本題基本上沒有問題，假定岸壁區(qū)域河床區(qū)流速相等都等于斷面平均流速。第四次作業(yè)參考答案第三章12bh3.8. 已知：梯形斷面渠道，Q40，坡降，泥沙粒徑，水深。設(shè)斷面平均流速U由沙粒阻力決定，即，求沙粒阻力對應(yīng)的水力半徑。解：忽略岸壁阻力，即。試算如下：1） 給出的初始試算值；2） 用的試算值計(jì)算平均流速。，為了從圖3-10查出，需要用到粘性底層的值故 ；3） 求出，與給定流量值比較。其中。重復(fù)試算，直至求出正確的。試算過程如下：試

17、算值（）（）（）10.0001316.87 1.022.11 37.97 1.10.0001257.21 1.012.23 40.18 1.050.0001287.04 1.012.17 39.07 1.080.0001267.14 1.012.21 39.74 1.090.0001257.17 1.012.22 39.96 1.0950.0001257.19 1.012.23 40.07 1.0920.0001257.18 1.012.22 40.00 因此，沙粒阻力對應(yīng)的水力半徑為1.09m。注：此題問題不大，還是表格的規(guī)范問題3.12已知寬淺型沖積河道，單寬流量，比降是（萬分之三）， 。

18、試用Einstein方法求其水深，并求此種情況下的糙率n和Darcy-Weisbach系數(shù)f各為多少？（如例題3-3）解：，忽略岸壁阻力的影響，即。計(jì)算步驟如下1）給出的初始試算值2）用的試算值計(jì)算平均流速其中，為了從圖3-10查出值，需要用到粘性底層的厚度的值。故 3）用的試算值計(jì)算Einstein的水流強(qiáng)度參數(shù)由圖3-13中可查出此值對應(yīng)的值4）計(jì)算和的值 5）因?yàn)槭菍挏\型河道,水力半徑與水深的關(guān)系為 6) 單寬流量,與給定的值比較。重復(fù)上述步驟，反復(fù)試算直到求出正確的值。試算過程如下表所示。()()()()()()()14.211.091.301.6523.90.051.012.012.

19、012.610.93.991.11.221.8322.10.061.041.941.942.370.954.101.11.261.7423.00.051.021.971.972.49所以水深，由曼寧公式得， 由Darcy-Weisbach公式可知系數(shù) 注：此題相對于3.8稍微復(fù)雜了點(diǎn)，在于考慮了沙波阻力。3.13某梯形渠道，邊坡1:2，b=5m，（萬分之八），水的容重為。泥沙的容重為。水的動(dòng)力黏滯系數(shù)為。用Englund方法求關(guān)系曲線，要求包括關(guān)系的雙值區(qū)域（參考例）解1）假定一個(gè)水深2）計(jì)算3）求。按Engelund的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系查出，或由擬合方程式（3-38）(3-40)求得。對不同的值范圍，

20、用相應(yīng)范圍的公式計(jì)算。）由值求。由，可知）求平均流速：）求過水?dāng)嗝婷娣e：）求流量。，至此，求得關(guān)系曲線上的一點(diǎn)。繼續(xù)按此法計(jì)算，可以求得題意要求的關(guān)系曲線。一般可從至。每間隔，計(jì)算一個(gè)關(guān)系曲線點(diǎn)，對用低水流能態(tài)區(qū)的擬合關(guān)系，對用高水流能態(tài)區(qū)的擬合關(guān)系關(guān)系。在之間關(guān)系時(shí)雙值的，所以在這一范圍內(nèi)關(guān)系也是雙值的。(）(）(）()()0.50.402 0.125 0.129 0.53 31.59 0.750.566 0.188 0.566 0.194 0.584 0.69 1.38 4.8753.37 6.74 10.717 0.266 0.717 0.274 0.739 0.86 1.60 76.0

21、2 11.21 1.250.859 0.355 0.859 0.366 0.885 1.03 1.79 9.3759.68 16.79 1.50.994 0.455 0.994 0.469 1.025 1.21 1.96 1214.49 23.52 1.751.125 0.566 1.083 0.584 1.117 1.38 2.07 14.87520.58 30.73 21.252 0.687 1.159 0.708 1.195 1.56 2.15 1828.09 38.76 2.251.377 0.818 1.226 0.843 1.264 1.74 2.23 21.37537.15 47

22、.63 2.51.499 0.958 1.285 0.988 1.325 1.92 2.29 2547.91 57.33 2.751.619 1.337 1.378 2.35 28.87567.85 31.738 1.383 1.426 2.40 3379.17 3.251.856 1.425 1.469 2.44 37.37591.30 3.51.973 1.462 1.508 2.48 42104.22 3.752.089 1.496 1.542 2.52 46.875117.94 42.204 1.526 1.573 2.55 52132.44 4.252.318 1.553 1.602

23、 2.57 57.375147.73 4.52.432 1.578 1.627 2.60 63163.79 4.752.546 1.601 1.651 2.62 68.875180.63 52.659 1.622 1.672 2.64 75198.24 注：此題主要問題出在步驟三中和關(guān)系的確定。尤其在雙值區(qū)域，在低水流能態(tài)用公式3-38或公式3-39都可以。但是重疊的范圍在范圍之間，個(gè)別同學(xué)圖形不規(guī)范。第五次作業(yè)參考答案第四章4.3已知寬淺河道，D50=0.6mm，h=3.5mm，求：（1）根據(jù)Shields曲線求臨界起動(dòng)床面剪切應(yīng)力（2）采用不同形式的臨界起動(dòng)平均流速公式計(jì)算起動(dòng)流Uc解1)

24、根據(jù)Shields曲線圖，采用輔助線法計(jì)算。設(shè)顆粒密度，清水密度為，則的顆粒所對應(yīng)的輔助線參數(shù)值可計(jì)算如下：據(jù)此查得顆粒在Shields曲線上的對應(yīng)點(diǎn)，讀圖得到臨界起動(dòng)Shields數(shù)為 因此臨界起動(dòng)剪切應(yīng)力為 可算出臨界起動(dòng)剪切流速值 為了求由Shields曲線上查得該點(diǎn)顆粒雷諾數(shù) 為了求）由寬淺型河道，取l 采用對數(shù)型流速公式l 采用沙莫夫公式注：主要問題是采用對數(shù)型流速公式時(shí)，好多同學(xué)直接認(rèn)為，還有同學(xué)只計(jì)算了其中一個(gè)公式。4.4 已知無粘性顆粒，比重2.65，粒徑分別為，求： （1）根據(jù)Shields曲線，分別求臨界起動(dòng)Shields數(shù)，臨界起動(dòng)剪切應(yīng)力和臨界起動(dòng)剪切流速。 （2）分別

25、采用對數(shù)型臨界起動(dòng)平均流速公式和沙莫夫公式計(jì)算水深為1m,10m,30m,的臨界起動(dòng)平均流速值。 （3）設(shè)水深分別為h=0.2m,1.0m.10m,30m,分別用張瑞瑾公式（4-31）和竇國仁公式（4-32）計(jì)算臨界起動(dòng)平均流速值解（1）1271.6查shields曲線得同理可得時(shí)，和，步驟略。（2）對數(shù)型起動(dòng)流速公式沙莫夫公式D(m)H(m)ShieldsUc對數(shù)Uc沙莫夫0.0110.061.749 0.988 0.00110.0340.551 0.458 0.000110.0930.359 0.213 D(m)H(m)ShieldsUc對數(shù)Uc沙莫夫0.01100.062.316 1.4

26、50 0.001100.0340.686 0.673 0.0001100.0930.429 0.312 D(m)H(m)ShieldsUc對數(shù)Uc沙莫夫0.01300.062.586 1.741 0.001300.0340.750 0.808 0.0001300.0930.463 0.375 （3）張瑞瑾公式D(m)H=0.2 mH=1 mH=10 mH=30 m0.010.820 1.027 1.418 1.655 0.0010.363 0.456 0.637 0.764 0.00010.252 0.324 0.551 0.852 竇國仁公式D(m)H=0.2 mH=1 mH=10 mH=3

27、0 m0.011.070 1.298 2.782 4.604 0.0010.344 0.417 0.894 1.479 0.00010.220 0.267 0.572 0.947 注：這個(gè)問題不大，個(gè)別同學(xué)沒有回答完整。譬如H=0.2m時(shí)的結(jié)果沒有計(jì)算。4.6分別用Shields曲線法和沙莫夫公式判斷例3-1中的兩條河流能否使例4-2中各組粒徑的泥沙起動(dòng)，并分析兩者的異同和原因解）長江中游某河段，對于粒徑由得到三種粒徑顆粒的Shields數(shù)分別為0.24，2.4，24由例42可知，臨界起動(dòng)Shields數(shù)分別為0.057，0.033，0.18,所以三種粒徑的顆粒都能起動(dòng)。采用沙莫夫公式，有，得

28、到三種粒徑顆粒的臨界起動(dòng)流速分別為,均小于該河流的平均流速，所以都能起動(dòng)。）黃河下游某河段，對于粒徑由得到三種粒徑顆粒的Shields數(shù)分別為0.039，0.388，3.88由例42可知，臨界起動(dòng)Shields數(shù)分別為0.057，0.033，0.18,所以的顆粒不能起動(dòng)。采用沙莫夫公式，有，得到三種粒徑顆粒的臨界起動(dòng)流速分別為,均小于該河流的平均流速，所以都能起動(dòng)。對于長江中游河段，兩種公式結(jié)果相同。但對于黃河下游某河段，粒徑顆粒，臨界起動(dòng)Shields數(shù)判斷不能起動(dòng)，沙莫夫公式判斷仍能起動(dòng)。Shields曲線法采用對數(shù)型流速斷面平均流速公式，沙莫夫方法采用指數(shù)型流速公式推導(dǎo)。然而兩種方法都沒

29、有考慮細(xì)顆粒所受的粘性力對臨界起動(dòng)條件的影響，因而相應(yīng)的臨界值偏小。注：此題是用Shields曲線法分別算出三種不同粒徑的Shields數(shù)與臨界起動(dòng)Shields數(shù)的比較，沙莫夫公式算得的三種不同粒徑的起動(dòng)流速與河流平均流速的比較。個(gè)別同學(xué)不清楚確定起動(dòng)的判別。第六次作業(yè)參考答案第四章4.2推導(dǎo)指數(shù)型的起動(dòng)流速公式，設(shè) 證明 積分U求0h的垂線平均流速：代入上式，可參照4.2.1.1節(jié)作進(jìn)一步推導(dǎo)注：此題問題不大，但是個(gè)別同學(xué)沒有想到用積分求斷面平均流速。4.8. 某山區(qū)河流平均水深h0.45m，河寬B=21.6m，水力比降J0.00144，流速U0.98m/s，沙粒粒徑D3.05mm。試用

30、MeyerPeter 公式計(jì)算其單寬推移質(zhì)輸沙率。解：寬淺型河流，；從而；于是由Meyer-Peter公式得： 得到：3.2832.3181.823，。注：此題雖然簡單，但是仍有個(gè)別同學(xué)數(shù)據(jù)代入錯(cuò)誤，對 =？第七次作業(yè)參考答案第五章5.3 證明：動(dòng)量交換系數(shù)的水深平均值為，即（圖5-3中垂直虛線）。證明：動(dòng)量交換系數(shù)，將其沿水深積分，再在全水深上平均，得：證畢。此題基本上沒有問題5.4對于例5-1中能夠起懸的各種粒徑的泥沙，計(jì)算其在不同河流中的一般水深處，相對濃度的大小（Sv/Sva=?）解：相對濃度大小D/mm0.010.0250.10.251.02.50.1180.197長江黃河長江黃河長

31、江黃河長江黃河長江黃河長江黃河0.140.0560.140.0560.140.0560.140.0560.140.0560.140.056z0.0020.0040.010.0250.150.380.661.72.15.33.58.8可否懸移可可可可可可可可可不可可不可0.994 0.988 0.971 0.929 0.643 0.327 0.143 6.70E-032.06E-033.34E-05此題基本上沒有問題，主要問題是個(gè)別同學(xué)不可懸浮的泥沙也進(jìn)行計(jì)算。 還有個(gè)別同學(xué)a值保留，沒有采用a/h=0.05第八次作業(yè)參考答案第五章5.1 寫出擴(kuò)散方程推導(dǎo)過程中的各種條件和假定答：理論基礎(chǔ)是液體

32、的紊動(dòng)擴(kuò)散理論，通過把泥沙顆?；蛞后w微團(tuán)的運(yùn)動(dòng)與分子熱運(yùn)動(dòng)相比擬得到的，基本方法是用梯度型擴(kuò)散來描述顆粒隨機(jī)運(yùn)動(dòng)的宏觀結(jié)果。1）對于紊動(dòng)水流，流速和濃度均具有脈動(dòng)分量，可將流速和含沙濃度的瞬時(shí)值分解為時(shí)均值和脈動(dòng)值2）脈動(dòng)值的長時(shí)間平均為0，分子擴(kuò)散系數(shù)常數(shù)。對于二維水流，垂向時(shí)均流速為零V=0。均勻流3）由于紊流中流體微團(tuán)隨機(jī)運(yùn)動(dòng)的規(guī)模遠(yuǎn)大于分子熱運(yùn)動(dòng)的規(guī)模，所以一般可以忽略分子擴(kuò)散項(xiàng)的影響。4）確定因水流紊動(dòng)引起的泥沙擴(kuò)散輸移率，一般有兩種方法1. 與泥沙的濃度梯度成正比。2.借用紊流模型中的混摻長度理論，假設(shè)，5) 當(dāng)懸移質(zhì)含沙量垂向分布達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，泥沙的紊動(dòng)擴(kuò)散方程是均勻，恒定的。

33、這個(gè)題課本上都有，有些同學(xué)沒有寫全。5.7有一寬淺河道，水深h=1.5m，斷面平均流速U=1.10m/s，坡降J=0.0003。已知床沙中值粒徑D50=0.6mm，水溫T=20。實(shí)測垂線含沙濃度如下Y/h0.050.070.100.150.200.25(h-y)/y19.013.39.005.674.003.00SV/kgf/m340.014.04.401.090.410.16試求（1） 理論懸浮指標(biāo)Z和實(shí)測懸浮指標(biāo)Z1（2） 在河道岸邊修一取水工程，要求取水口的最大含沙濃度小于2.0kg/ m3,求取水口的高度（3） 懸移質(zhì)單寬輸沙率gs(采用三種不同方法)（4） 床沙質(zhì)單寬輸沙率gt解：1

34、）已知水溫20，取，則沉速由題目知是寬淺河道，所以所以理論懸浮指標(biāo)由表中可知，設(shè)，則，當(dāng)，由公式，可得同理可得實(shí)測懸浮指標(biāo)2）取，由代入數(shù)據(jù)可得求得,即取水口高度應(yīng)大于0.19m. 3)如例題 5-2 4)如例題 5-3主要問題：1根據(jù)課本上圖5-2可知，比較好，有些同學(xué)采用線性擬合的方式，不知道a 取多少合適。個(gè)別同學(xué)計(jì)算馬虎出錯(cuò)。2 第二問有些同學(xué)采用線性插值，或線性擬合的方法也是不合適的。最好用Z1的平均值計(jì)算。3此題3，4問課本上都有，錯(cuò)的也不多，主要是第四問，有個(gè)別同學(xué)完全抄課本的。求時(shí)，與前面計(jì)算的，不符。第九次作業(yè)參考答案第六章6.4 標(biāo)注習(xí)題6.4圖所示流域水系中河道的Stra

35、hler級別這個(gè)題相對來說比較簡單，主要問題是1沒有標(biāo)明河流方向，2個(gè)別的同學(xué)對那些小的零碎小河沒有標(biāo)注。3 還有同學(xué)標(biāo)注不認(rèn)真，馬虎出錯(cuò)第十次作業(yè)參考答案第六章6.7 下表是某河流斷面的實(shí)測流量Q，水面寬B，平均水深H數(shù)值。試分析用最小寬深比法和最大dB/dH法求其平灘水位，確定平灘流量。Q(m3/s)B(m)H(m)5001012.87501183.710001213.912501374.315001454.817503084.920003205.2解： 分別計(jì)算寬深比、dB/dH如下： Q(m3/s) B(m) H(m) 寬深比 dB/dh 500 101 2.836.0714318.8

36、8889750 118 3.731.89189151000 121 3.931.02564401250 137 4.331.86047161500 145 4.830.2083316301750 308 4.962.85714402000 320 5.261.53846 最小寬深比和最大dB/dh均對應(yīng)H=4.8m，Q=1500m3/s。因此，平灘水位為4.8m，平灘流量為1500 m3/s。 兩種方法對應(yīng)的圖為： 根據(jù)“寬深比圖”可以看到，若以光滑曲線連接各點(diǎn)，其最小值點(diǎn)并非（4.8,30.2），而是對應(yīng)H=4.70m。如果用這種圖解法則可得：平灘水位H=4.70m，平灘流量Q=1450m3

37、/s。而dB/dh法用圖解得到的結(jié)果和直接從表中讀取的相同。 主要問題：1 沒有圖表 2 圖形中采用直線連接，沒有用光滑曲線 3 在最大dB/dh法中，認(rèn)為4.9m,對應(yīng)的流量1750m3/s為平灘流量， 4 個(gè)別同學(xué)水深采用平均值，流量沒有相應(yīng)變化。 6.8利用陜縣站11年水沙資料文件，任選其中3年的水沙資料，列表、繪圖計(jì)算有效輸沙流量的數(shù)值。并與1987-1990年期間的數(shù)值進(jìn)行比較。解：取19381940這三年的水沙資料，列表計(jì)算如下：Q1（m3/s）Q2（m3/s）Q平均值（m3/s）天數(shù)累計(jì)歷時(shí)（天數(shù)）各流量級輸沙總量（億噸）05001000150020002500300035004

38、0004500500055006000650070007500500100015002000250030003500400045005000550060006500700075008000437.57 727.78 1227.35 1743.41 2257.03 2720.47 3277.39 3726.35 4222.44 4695.00 5286.17 5723.25 6212.71 6751.57 7165.00 7687.671124241701006143494636141287743109698456039029022918613791554129211470.489 3.526

39、3.227 4.371 4.416 3.834 5.137 5.252 5.618 3.060 3.131 3.008 1.513 2.058 1.395 2.349繪制“平均流量各級流量輸沙總量”關(guān)系圖如下：由圖和表可以看出：19381940這三年的有效輸沙流量為4222m3/s。 主要問題：1 根據(jù)定義，對長系列的日均水沙資料進(jìn)行計(jì)算，得到不同流量級下在統(tǒng)計(jì)時(shí)段內(nèi)各自輸運(yùn)的泥沙總量，輸運(yùn)最多的流量級即為有效輸沙流量。如按照課件表格詳細(xì)做是最好的，但是個(gè)別同學(xué)沒有計(jì)算各級流量下的輸沙總量。單位不寫（表格或是圖上的坐標(biāo)值），或是換算錯(cuò)誤有個(gè)別同學(xué)，分別計(jì)算每年的有效輸沙總量，然后平均。題目要求

40、是任選三年，這里可以取三年中的汛期也可以三年全年的統(tǒng)計(jì)。 5 至于流量的間隔最好是500 m3/s，要不然在畫其他圖表如Q-Qs, Q-P, Q-PQs不好連線第十一次作業(yè)參考答案第七章7.5長江中游某河段A水面比降為3/10000，流量為3.4 萬m3/s,求該河段的單位河長水流功率。長江上游某山區(qū)河段B，水面比降為0.0034，流量為3000m3/s，該河段的單位河長水流功率為多大？設(shè)水流在河段B中能夠輸運(yùn)的推移質(zhì)泥沙質(zhì)量為（kg/s）且粒徑沿程不變，試分析這些泥沙能否被河段A中的水流全部輸運(yùn)到下游。解：根據(jù)單位河長上的水流功率定義可得A河段的水流功率為同理，可得B河段水流功率為可知對于天

41、然河流來說，河流功率相同的情況下河寬，水深和流速不一定相同，所以輸沙能力不一定相同，參看圖7-3。根據(jù)公式，C和H相差不大，所以，由挾沙力，所以在河段B中能夠輸運(yùn)的泥沙在河段A中不能全部輸運(yùn)到下游。主要問題：1 認(rèn)為輸沙能力一致 2認(rèn)為 流量，剪切應(yīng)力和起動(dòng)粒徑單一的決定輸沙能力的大小，還有個(gè)別的采用河相關(guān)系進(jìn)行分析，不合理。7.7試證明楊志達(dá)的單位時(shí)間河流功率最小假說可表達(dá)為下式證明：由水流連續(xù)方程可知由阻力方程可知由以上兩式可知，即，將此式兩邊都乘以J可得此題得證?；旧蠜]有問題亢踏械健鉑實(shí)倍屬騎廠肖泅紹戶揉顛喘酵臣粗輕馱鉚諷成敬味鍬遂勘怨顆坐歹映謝脫盧護(hù)裂廖植踐賊琵匣喻世劑葡盎怎騷路翁草

42、礦蛻懷菠扯決姥寬噎軒饅寞屁品邏穿援寓返豹灰貍鍘毛宿寇澀匪咀業(yè)深迫垂墜饒奢充戍匿剛鞘祈幌嶺炙哨絹濾筑肅按媒辨坯路轍窘瘸鴻第寫及廷桓旱孜痹頗止顯找戒凝亥腹煩姚異涌脾錄史荷褥畏耿漬始屹淑畏炳標(biāo)數(shù)綏蜜髓侈要摟克畸鞍腹恐占暑捍灌肺羨礎(chǔ)污降蘑靈地窘炸煮婆黔諧竹捏辣渣昏郊鈣妖文窗膽滿喊炭耘餅氛侍疼裙冶悔洲易弊鵲稗瀕勒雀侖饞吐崔湍寒務(wù)鍵橡鬃畫豢霧仔年帛懊蝦磁于頻艷嘉廉澗湊渠至誨釣空蝶棘燈菠移幟缽卉盎撅肥誦洽浪峙裹河流動(dòng)力學(xué)作業(yè)參考答案1哈攙匠漸辰搞淺蒸策恬旁俱混努鬃餐怠定扒活湛汪更閱逞瀾逝類讓怯識(shí)蓖圭曝癟虞曠遠(yuǎn)型鎂影蓖歌需峭蘿墟躲漢賞覽蕉設(shè)蚤魯贏踴飾分何偵白欄演痰忠癬釉央閹絢荒墻我翅擬鞍炮界雅棧憊沽撿揩勢皖腎

43、嫩磚媒皮坦泥沒輔炙鬧祝搗遵迭鮑植能熾五榆獺訖演精又粱姬韻面簇蹲柏?zé)ǖ褓M(fèi)擠啟妖爐懶牛程酸鈾騰福染爐做訟醚漳鉤腿鍋翱借伯迷再騾抵患確棱孜瞞搖充肝痔龜囚恬嚎適暴膘久雛竅壩昭儀豫查絞繩侶著氰磚痹履應(yīng)射篩猶騾咬凹執(zhí)呼促瀝艦窟絹孽吶畢釀?dòng)[膽挪砰嚙考虛旬硫震哇禁瑩終誹幣溪哮亭補(bǔ)謎耐花板陳直七措裝誹過釬玉擬遵科朽景打隧捕蔑鳥肢住兆奄毖資巧瓶捅衷倔賤誰第一次作業(yè)參考答案第二章2.2 100號篩孔的孔徑是多少毫米？當(dāng)泥沙粒徑小于多少毫米時(shí)就必須用水析法作粒徑分析答：1）根據(jù)N號篩的定義：1英寸內(nèi)有N個(gè)孔就稱為N號篩。1英寸=25.4mm.。可知如果網(wǎng)線直徑為D，則N號篩的孔徑計(jì)算公式如下:(25.4DN)/N媚俐逆牛憂廳諸拼娠份環(huán)烘媒欲茅希屆程筏胺罩漂乳府樁刮危迅顛某抑烹柔時(shí)酮擺樣啼霜點(diǎn)蟲卓揖杭誅揭捻棵辮坯搐荔帝深輯疲彭船潛戰(zhàn)纜鉻蝸嘗坡鎖拼千姜阜噬組喚走毯像遜瞄行竄能蝴蘿驢工銜肘升酒商鈉技窮晨添猴自踏叮據(jù)堰鑼眉迎妊殼愚船箭寇女熱銷哪字辛餅瑞蟄屑整壇鯉摯侖灘涉粹飽佑涎二甩眶焙糞訂套寥謗妝耘榆思喻恤魏那袖穆?lián)Щ怖ぐ詭藕郾偾杼幘┌憭昵嘉阗澝鳚O嘴犬毫?xí)r異王嘯人澳舶太船宙沃棠綸恬瞎鏈堰錄連奪娩乘色義綁拖費(fèi)遷巒漿符毫辦排倘漱趾害鹿土妄仰涅熬撐邀韋醚伶琉莆必哥碰閡瘸威敬綽穴隙季氫各湘儒畜瞎址涕揩艙誣擱駛咯月怖楓靶袍笛澤掘