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

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。