武大河流動(dòng)力學(xué)試卷

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上武漢大學(xué) 水利水電學(xué)院2010-2011學(xué)年 第1學(xué)期期末考試河流動(dòng)力學(xué)試卷 A卷學(xué)號(hào) 姓名 年級(jí)/專業(yè) 分?jǐn)?shù) 試題號(hào)一二三四五合計(jì)實(shí)得分?jǐn)?shù) 本題滿分4010181814100一簡(jiǎn)述題（共6題，滿分40分）1簡(jiǎn)要論述床沙質(zhì)和沖瀉質(zhì)的概念及其河流動(dòng)力學(xué)意義。有人將粒徑小于0.0625 mm的泥沙都視為沖瀉質(zhì)，對(duì)此你有何意見？本題滿分8分 床沙質(zhì)：懸移質(zhì)中較粗的一部分以及絕大部分推移質(zhì)來自相鄰的上游段及本河段的河床，是從床沙中被帶起進(jìn)入運(yùn)動(dòng)的泥沙；床沙質(zhì)與河床的沖淤變化有密切的聯(lián)系，所以又稱“造床質(zhì)”。沖瀉質(zhì)：懸移質(zhì)中較細(xì)的一大部分以及推移質(zhì)中的極小部分是床沙中很少或幾乎

2、不存在的，它們起源于上游的流域沖蝕，是被水流長途攜帶輸送到本河段的。2. 沖積河流中的沙波是向下游傳播的。請(qǐng)結(jié)合下圖，運(yùn)用水沙動(dòng)力學(xué)基本原理予以解釋。本題滿分8分 沙波的迎流坡坡面的流速是沿程增加的，故在這個(gè)區(qū)域里的任何一處，來沙量將小于去沙量，因而發(fā)生沖刷；沙坡的背流坡坡面上為橫軸環(huán)流所占領(lǐng)，泥沙基本上只進(jìn)不出，因而發(fā)生淤積。沙波迎流面沖刷，在背流面淤積的綜合結(jié)果，形成整個(gè)沙坡向下游爬行的運(yùn)動(dòng)態(tài)勢(shì)。3. 試論影響非均勻沙起動(dòng)的主要物理機(jī)理 (力學(xué)效應(yīng))。本題滿分6分 不同粒徑的起動(dòng)拖曳力是獨(dú)立的，僅與粒徑大小有關(guān)，粒徑越大的泥沙，所需起動(dòng)拖曳力越大，但同時(shí)，某些粒徑較小的泥沙可以隱蔽在大粒徑

3、泥沙中，具有隱蔽效應(yīng)，此時(shí)粒徑越小越難起動(dòng)。所以重力作用和隱蔽作用的綜合效益。4設(shè)某沖積河流水沙運(yùn)動(dòng)與河床基本處于平衡狀態(tài)?，F(xiàn)在河道中游某處修建一水庫。試應(yīng)用張瑞瑾明渠水流挾沙力概念定性地解釋水庫淤積與大壩下游河床沖刷的原因。 本題滿分6分 當(dāng)挾沙水流到達(dá)壩前，水深增大，比降平緩，流速降低，所以懸移質(zhì)水流挾沙力減小，泥沙沉降淤積；同理，大壩下游水深小，流速增大，懸移質(zhì)水流挾沙力增大，需大壩下游的床沙補(bǔ)充，故而造成何床沖刷。5異重流在特定條件下可能運(yùn)行很遠(yuǎn)的距離。試結(jié)合下圖論述其物理機(jī)理。本題滿分6分 1）異重流的三個(gè)特性：重力作用顯著降低、慣性力作用相對(duì)突出、阻力作用相對(duì)突出。2）某些特定條件

4、下異重流頭部與床面產(chǎn)生特殊的交換，有利于減緩阻力，利于異重流流動(dòng)；含沙量大時(shí)，異重流的重力大，有效重力加速度變大，為慣性作用下能運(yùn)行很遠(yuǎn)的距離提供條件。6簡(jiǎn)要論述明渠高含沙水流沿水深的基本結(jié)構(gòu)特征。本題滿分6分 二推導(dǎo)題 本題滿分10分Consider suspended sediment transport in steady and uniform flows. The settling velocity of a single sediment particle in still water is , the turbulent diffusion coefficient of susp

5、ended sediment , where is von Karman constant, is bed shear velocity, is flow depth. Also, the volumetric concentration of suspended sediment at the height above the bed is equal to . Derive the distribution of suspended sediment concentration along the flow depth under the following two cases. Case

6、 (a): suspended sediment concentration is sufficiently small so that its impact on the effective settling velocity of sediment is negligible.Case (b): the effective settling velocity of sediment can be calculated by , where is volumetric concentration of suspended sediment.三名詞解釋本題滿分18分, 每題3分1、河流的自動(dòng)調(diào)

7、整作用 河床的沖淤變化是由于輸沙平衡破壞而產(chǎn)生的，而河床沖淤變化又是向著恢復(fù)輸沙平衡的方向發(fā)展的現(xiàn)象。2、河床演變 泛指自然情況下及修建整治建筑物后河床發(fā)生的沖淤變化。3、潮區(qū)界 潮流界以上，潮水停止倒灌，潮波繼續(xù)上溯，使河水受阻壅高，但潮差急劇降低，潮差為零的地方。4、河道整治 在總體規(guī)劃的基礎(chǔ)上，通過修建整治建筑物或采取其他整治手段（疏浚、爆破等），調(diào)整水流結(jié)構(gòu)及局部河床形態(tài)，使河床向著有利的方向發(fā)展。5、 造床流量 造床作用與多年流量過程的綜合造床作用相當(dāng)?shù)哪骋环N流量。6、水庫淤積的上延現(xiàn)象 淤積自回水末端（通常指正常蓄水位回水末端）向上游發(fā)展的現(xiàn)象。四、簡(jiǎn)答題 本題滿分18分, 每題6分1、影響河床演變的主要因素是什么？影響河床演變的主要因素：進(jìn)口條件、出口條件及河床周界條件。進(jìn)口條件：河段上游的來水量及其變化過程；河段上游的來沙量、來沙組成及其變化過程。出口條件:出口處的侵蝕基點(diǎn)條件。河床周界條件：地理、地質(zhì)地貌條件，包括河谷比降、河谷寬度、河底河岸的土層組成等。2、彎道內(nèi)水流的輸沙特點(diǎn)是什么? 在橫向環(huán)流的作用下，表層含沙量較小的水流不斷流向凹岸，沖刷河岸及河底，形成深槽；底層含沙量大的水流流向凸岸，落