1、、填空題1、 挑流消能中鼻坎的適宜挑角一般可取為15。35 °2、 根據(jù)挑流水舌的運(yùn)動(dòng)過程，可將其分為壩面溢流段、空中擴(kuò)散段及水下淹沒擴(kuò)散段三段。3、 巖基破壞過程分解為 解體過程，拔出過程，搬運(yùn)過程三個(gè)部分。4、 對(duì)平底、無輔助消能設(shè)施的二維自由水躍，其水躍可劃分為弱水躍，顫動(dòng)水躍，穩(wěn)定水躍，強(qiáng)水躍 四種基本形式。5、水躍與下游水面的銜接形式有 臨界水躍銜接，遠(yuǎn)驅(qū)水躍銜接、淹沒水躍銜接 三種。6、底流消能中的輔助消能工主要有 趾墩，前墩，后墩，尾檻。7、 控制水躍的目的有 解決尾水偏深，或尾水不足以及縮短水躍長度的問題三種。8面流消能可分為跌坎面流和戽斗面流兩類。二、名詞解釋溢流邊

2、界層：所謂溢流邊界層，指的是在重力作用下具有自由表面的水流流經(jīng)固體邊壁所形成的邊界層。水舌空中消能率：挑流水舌的空中消能率 n為其空中能量損失與其在挑坎處的總能量之比。差動(dòng)式挑流鼻坎：差動(dòng)式挑流鼻坎由兩種挑角的一系列高坎與低坎相間布置所構(gòu)成，也稱齒槽式鼻坎挑。窄縫挑坎潛流：窄縫桃坎由泄水建筑物末端邊墻急劇收縮而形成，是一種極具特色的新型消能工，尤其適用于深窄狹谷高水頭運(yùn)行的情況跌坎長度：指從反弧底到跌坎末端的水平距離。受控水躍：設(shè)置坎、墩與檻等輔助消能工后的水躍稱為受控水躍，也稱強(qiáng)迫水躍。空中碰撞消能：兩膠水流在空中對(duì)沖撞擊，從而消托掉大部分動(dòng)能的方式稱空中碰撞消能。寬尾墩：指墩尾加寬成尾冀狀

3、的閘墩。臨界水躍銜接：共軛水深與下游水深相等，水躍恰好在收縮斷面發(fā)生。遠(yuǎn)驅(qū)水躍銜接：共軛水深大于下游水深，此時(shí)水流從收縮斷面要經(jīng)過一段距離才能形成水躍。淹沒水躍銜接：共軛水深小于下游水深，此時(shí)下游尾水淹沒了收縮斷面。趾墩:設(shè)置于消力池斜坡段末端或趾部，是縱剖面為三角形的齒墩，其主要作用是使進(jìn)入消力池的急流在垂向上擴(kuò)散，并在橫向上分散為 多股，從而使弗勞德數(shù)有所下降，躍后水深有所減小。尾檻:尾檻設(shè)置于消力池末端，具有輔助消能作用，還可控制出池水流的底部流速。三、問答題1、窄縫挑坎的消能機(jī)理是什么？答：急流通過收縮邊壁時(shí)，形成沖擊波，導(dǎo)致沿垂向各質(zhì)點(diǎn)的速度具有不同的傾角，其趨勢(shì)為愈近自由表面傾角愈

4、大。水流出收縮段后， 各質(zhì)點(diǎn)繼續(xù)沿不同方向運(yùn)動(dòng)，由于流速的垂向分量遠(yuǎn)大于其橫向分量，故水舌的垂向擴(kuò)展常比橫向擴(kuò)展更充分，由此導(dǎo)致水舌的縱向入 水范圍大大增加，水舌的有效沖劇能力也相應(yīng)減小。2、壩面溢流段水流運(yùn)動(dòng)計(jì)算有哪些方法？答：（1）采用紊流模型和相應(yīng)的數(shù)值計(jì)算方法進(jìn)行計(jì)算。（2）是采用雙層模型進(jìn)行計(jì)算（3）完全忽略黏性作用將溢流壩面全區(qū)的水流運(yùn)動(dòng)看成是勢(shì)流運(yùn)動(dòng)，直接用勢(shì)流理論進(jìn)行計(jì)算（4）運(yùn)用水力學(xué)的方法直接建立挑坎處的水力要素與上、下游水位差及流量等之間的關(guān)系，再運(yùn)用試驗(yàn)及原型觀測(cè)資料確定其中的有關(guān)系數(shù)。3、基巖沖刷機(jī)理是什么？答：過去有人認(rèn)為由于基巖本身強(qiáng)度不夠，水流能從表面對(duì)巖基進(jìn)行

5、剝蝕，或由于巖基表面凹凸不平，在高速水流作用下“凸體”的下 游側(cè)會(huì)因空蝕而引起巖基破壞。但現(xiàn)在一般認(rèn)為，作用于節(jié)理、裂隙及層面的動(dòng)水壓力，是在巖基沖刷破壞中起重要作用的破壞力。還 有人將巖基破壞過程分解為：解體過程，即巖基的完整性被破壞；拔出過程，即巖塊脫離巖床；搬運(yùn)過程，即大部分巖塊被水流 向下游搬運(yùn)，而僅靠水流作用力無法搬運(yùn)的大巖塊則停留在沖刷坑中。4、影響局部沖刷坑的水力因素有哪些？答：上下游水位差、水流入水的單寬流量、水舌入水角、水舌的散裂和摻氣程度、壩面溢流段及空中摻氣擴(kuò)散段的能量耗損，以及水流 入水的流速分布與下游回流情況等，其中水流入水的單寬流量和上下游水位差影響最大，是主要因素

6、。5、溢流邊界層與一般繞流邊界層有哪些不同？答：溢流邊界層是在具有自由表面的有限水深的水流中產(chǎn)生的，因而邊界層有可能包括全部水深，在不少情況下，邊界層厚度與水深 同數(shù)量級(jí)；質(zhì)量力對(duì)邊界層的發(fā)展起著重要作用，壩面溢流所形成的邊界層屬溢流邊界層的一種，對(duì)此種邊界層，重力與離心力在邊 界層的形成與發(fā)展中均起著重要作。6、挑流鼻坎按照設(shè)置高程可以分為哪幾種？答：有設(shè)于壩頂附近的高鼻坎、壩身中部的中鼻坎、接近尾水位的低鼻坎以及尾水位下的淹沒鼻坎。7、底流消能水躍可劃分為哪幾種基本形式？答：弱水躍顫動(dòng)水躍穩(wěn)定水躍強(qiáng)水躍8底流消能輔助消能工有哪些形式？每種形式有什么作用？答：a、趾墩，其主要作用是使進(jìn)入消力

7、池的急流在垂向上擴(kuò)散，并在橫向上分散為多股， 從而使弗勞德數(shù)有所下降， 躍后水深有所減小。c、后墩，后墩設(shè)d、尾檻，尾檻b、前墩，前墩設(shè)置于水躍前部，其輔助消能作用大，在促使強(qiáng)迫水躍形成及縮短消力池長度方面的作用也比較明顯。置于水躍區(qū)后部。由于其位置偏后，因此沖向后墩的流速較低，其輔助消能效果也不是很顯著，一般用于改善水躍流態(tài)。設(shè)置于消力池末端，具有輔助消能作用，還可控制出池水流的底部流速。此外，檻后還可形成小的底部橫向環(huán)流，防止在尾檻下游出現(xiàn) 較深的貼壁沖刷。9、跌坎面流和戽斗面流的共同點(diǎn)是什么？答：來流離開跌坎或戽斗后，高速水股在下游水面；底部有順時(shí)針橫軸漩滾；表面可能有12個(gè)逆時(shí)針橫軸漩

8、滾（取決于下游水深條件）,也可能沒有表面漩滾（下游水深不太大時(shí)，出現(xiàn)跌坎自由面流）；曲率顯著的主流水股夾在底、表漩滾之間紊動(dòng)擴(kuò)散，尾部緩流水面的波浪較大，并延續(xù)較長距離；主流水股與漩滾間的紊動(dòng)剪切面以及漩滾本身是消散動(dòng)能的主要部位。10、跌坎面流和戽斗面流消能的主要區(qū)別是什么？答：跌坎位置較高，坎頂水平或只有小挑角，主流水股的曲率較小，橫軸漩滾的強(qiáng)度較小，跌坎附近集中消能有限，下游波浪延伸較遠(yuǎn)；戽斗位置低而挑角大（常用45。），有較大的斗內(nèi)空間，出戽斗的高速水股形成明顯涌浪，水股和涌浪的曲率都較大，表面橫軸漩滾（特別是戽斗內(nèi)漩滾）強(qiáng)度較大，消能率較高，下游也有波浪問題，但不如跌坎面流突出。11

9、、臺(tái)階式溢洪道和多級(jí)躍水流動(dòng)的區(qū)別是什么？答：跌水的水舌下緣與大氣相通并具有自由面，而臺(tái)階式溢洪道底部的水流運(yùn)動(dòng)則由眾多漩渦所構(gòu)成。12、自由跌落消能的適用條件是什么?答：它只適用于堅(jiān)硬巖基，旦壩雖較高但單寬泄流量較小的情況，而且壩腳附近往往還要設(shè)鋼筋混凝土護(hù)坦防沖，必要時(shí)還要保護(hù)兩側(cè)岸坡。13、寬尾墩出流具有哪些特點(diǎn)？答：（1）壩面水流三面接觸空氣，并有水翅、空腔等流態(tài)，水流與空氣的接觸面積大大增加，而且兩個(gè)側(cè)面的水流都是紊流，因而水流的摻氣量亦隨之增加，有利于壩面的防蝕。墩后大面積的無水區(qū)更可降低對(duì)施工平整度的要求。（2）水冠是由相鄰水股碰撞、頂托形成，而水股又在不斷擺動(dòng)，所以對(duì)水冠的擾動(dòng)

10、較大，使其摻氣量更加增大。即使在模型中挑流水冠亦呈氣、水混合的乳白色狀態(tài)，可以推測(cè)在原型中其摻氣量將更大。（3）由于壩面水流摻氣和水股互相碰撞等因素將使水流動(dòng)能損失增加。同時(shí)由于挑射水流高、低相間，挑流水舌呈高而薄的雄雞尾狀，落點(diǎn)分散，空中消能率和水墊消能率都大幅度提高。14、寬尾墩出流消能原理是什么？答：寬尾墩本身不獨(dú)立工作，但一系列寬尾墩作為溢流壩閘墩而與底流或挑流或戽流消能工組成聯(lián)合消能工運(yùn)行后就會(huì)產(chǎn)生極佳的水力特性和消能效果。水流通過相鄰寬尾墩分隔而成的閘室時(shí)，由于過水寬度沿程收縮，墩壁轉(zhuǎn)折對(duì)急流的干擾交匯，形成沖擊波和水翅，壩面水深增加23倍，有如一道窄而高的“水墻”，其與空氣的接觸

11、面積增加，摻氣量也相應(yīng)增大。水流跌入反弧段時(shí)，由于弧面影響，橫向擴(kuò)散加強(qiáng)，并與鄰孔水流相互碰撞頂托而向上壅起，形成很高的水冠挑射出去。四、計(jì)算題1、對(duì)于直墻式寬尾墩，已知墩頭和墩尾的寬度分別為0.5m和1.5m，寬尾墩進(jìn)流寬度為 3m，始折點(diǎn)距寬尾墩末端的縱向長度為2m,求寬尾墩的收縮比和尾端折角。收縮比工_ bIT尾端折他寬淞墩始折點(diǎn)位首參數(shù)=arccan式中k和丫分別為從壩頂至下游相應(yīng)點(diǎn)的水卓和垂直距離第五章一、填空題1、 空化可以分為 游移空化，固定空化，漩渦空化，振蕩空化四種。2、水體中所含的氣核可分為 表面氣核與流動(dòng)氣核 兩種。3、 水流空化數(shù)越大，形成空化的可能性越小:4、 空化與

12、空蝕的物理模擬考慮的動(dòng)力相似條件有模型與原型的弗勞德數(shù)相等及水流初牛空化數(shù)。5、 水流含氣濃度越大，空蝕發(fā)生的可能性越小。二、名詞解釋空化：液體在溫度基本不變的條件下由壓力下降形成汽相的過程稱為空化。造成材料的斷裂或疲勞破壞而發(fā)空蝕：當(dāng)空泡的潰滅出現(xiàn)在緊靠邊壁或距邊壁某一距離范圍內(nèi)，固體邊壁將受到持續(xù)不斷地沖擊作用,生剝蝕，這種現(xiàn)象叫空蝕。氣核：水體中所含的小氣泡稱為氣核或空化核。初生空化數(shù)：水流空化數(shù)越小，形成空化的可能性越大，當(dāng)K小到某一臨界值，水流中剛剛開始形成空化，此時(shí)的K值稱為初生空化數(shù)。三、問答題Po - Pv1、 泄洪洞發(fā)生空蝕破壞具有哪些特點(diǎn)？K 0 .扌答：水頭高。從9415

13、5m之間；（2）流速大。從3849m/s之間；發(fā)生空蝕時(shí)的實(shí)際泄流量大多沒有達(dá)到設(shè)計(jì)流量；水流空化Uo（氣穴數(shù)）很低，均小于 0.15; （5）破壞范圍大，破壞區(qū)長度在 2750 m之間，深度214m之間。2、空化現(xiàn)象所造成的影響主要有哪些？答：（1）造成建筑物表面的空蝕破壞。（2）改變液體的動(dòng)力學(xué)特性（3）引起結(jié)構(gòu)物振動(dòng)（4）產(chǎn)生噪聲3、造成空蝕破壞的機(jī)理是什么？答：（1）沖擊波，認(rèn)為空蝕是由于空泡潰滅所形成沖擊波將其所產(chǎn)生的巨大壓強(qiáng)作用到邊壁上，對(duì)邊壁造成強(qiáng)烈破壞而形成的。（2）微射流空泡在壓強(qiáng)梯度作用下在邊壁附近潰滅時(shí)，空泡形狀將由原來的球形變?yōu)楸馄叫突蛟獙毿?，最后分裂成兩個(gè)小氣泡而消失

14、，在兩個(gè) 小氣泡中間形成微射流。4、形成空蝕水流條件是什么？答：（1）水流中需含有氣核（2）要有局部低壓區(qū)（3）氣核增長形成的空泡要帶到高壓區(qū)（4）氣泡破裂應(yīng)在邊壁附近發(fā)生5、低壓區(qū)形成的原因有哪些？答：（1）邊界突變，在固定空腔內(nèi)形成；（2）由于大雷諾數(shù)情況下產(chǎn)生發(fā)卡渦，渦面小，在渦絲中心處壓力低，形成局部低壓區(qū)。6、泄水建筑物發(fā)生空蝕破壞的原因？答；（1）由于體型不合理，致使某些局部區(qū)域水流的壓強(qiáng)較低（2）由于混凝土表面局部區(qū)域不平整，如存在粗糙體、施工殘留鋼筋頭、錯(cuò)臺(tái)及泥沙的磨蝕破壞等，其均可使水流發(fā)生局部分離，形成局部低壓區(qū)，造成空蝕破壞。7、泄水建筑物易受空蝕破壞的部位有哪些？答：溢

15、流壩面、泄洪洞、閘門和閘室、消能工和分流墩。8、水流空化數(shù)的表達(dá)式及其中各參數(shù)的意義。答：水流空化數(shù) 以P0與PV分別表示來流壓強(qiáng)與水的汽化壓強(qiáng)，U0表示水流流速，參照歐拉數(shù)的定義構(gòu)成以下的無量綱數(shù)K無量綱數(shù)K稱為水流空化數(shù)，其為表示來流是否容易空化的參數(shù)越小，形成空化的可能性越大。9、 如何判斷某一形狀的固體邊界是否會(huì)發(fā)生空化。答：水流流經(jīng)某一形狀的固體邊界是否會(huì)發(fā)生空化，要通過比較水流空化數(shù)K及初生空化數(shù) Ki才能加以確定。如 K > Ki ,水流無空化；如K = Ki則剛剛發(fā)生空化；但如 K < Ki，則己發(fā)生空化.且（Ki -K）值愈大，水流中空化的強(qiáng)度與范圍愈大。10、減

16、免泄水建筑物空蝕破壞的方法有哪些？答：（1）選用合理的過流邊壁體型；（2）改進(jìn)施工工藝，提高過流邊壁的平整度；（3）選用抗蝕性能較強(qiáng)的材料；（4）摻氣減蝕。11、簡述主要的幾種摻氣減蝕機(jī)理。答：（1 ）由于摻氣水流中的泡內(nèi)存在著不凝結(jié)的氣體，因而延緩了空泡潰滅的時(shí)間，減少了空泡潰滅時(shí)的沖擊力（2）向水流通入足夠數(shù)量的的空氣可以有效地破壞負(fù)壓，使絕對(duì)壓強(qiáng)大于水流的氣化壓強(qiáng)，同時(shí)由于水流密度及流速分布的變化使當(dāng)?shù)氐乃骺栈瘮?shù)相應(yīng)提高，從而避免空蝕發(fā)生。（3）近壁的水體摻氣以后，形成一層剛性很小的可變形層，它對(duì)潰滅空泡有排斥作用，使它遠(yuǎn)離固壁并使?jié)缈张?的微射流改變方向，因而是壁面不再承受由空泡潰

17、滅微射流轉(zhuǎn)化的最大潰滅壓強(qiáng)，同時(shí)因潰滅空泡移離壁面，也消減了作用在壁面的最 大輻射壓強(qiáng)，從而減輕了空泡潰滅的破壞作用。12、按體型分，摻氣設(shè)施分為哪幾種？ 答：摻氣槽、摻氣挑坎、摻氣跌坎、混合式摻氣坎。第六章一、填空題1、 霧化水流研究方法分為 數(shù)值計(jì)算、物理模型實(shí)驗(yàn)、原型觀測(cè)三種。2、 挑流霧化水流分為三個(gè)區(qū)域水舌區(qū)、強(qiáng)暴雨區(qū)、霧流擴(kuò)散區(qū) ，其中 強(qiáng)暴雨區(qū) 區(qū)域霧化影響最嚴(yán)重。3、 挑流消能霧化水流的模型試驗(yàn)要滿足重力相似和反應(yīng)水流表面張力的韋伯?dāng)?shù) 相似。4、 霧化水流是復(fù)雜的兩相流，兩相分別是亙和氣。二、名詞解釋泄洪霧化：水利工程泄水建筑物泄流過程中，樞紐下游局部區(qū)域內(nèi)所產(chǎn)生的降雨和霧流現(xiàn)

18、象。三、問答題1、簡述挑流消能霧化水流發(fā)生的機(jī)理？答：當(dāng)水流從挑坎挑出后，因水舌在空中摻氣散裂及水舌入水時(shí)的濺水而形成霧化水流。2、說明挑流消能霧化水流的模型試驗(yàn)主要測(cè)量哪些參數(shù)及參數(shù)的測(cè)量方法？答：雨量、風(fēng)速、水滴挑射角雨量筒法、風(fēng)速儀測(cè)量、滴譜斑點(diǎn)圖反算3、挑流消能霧化水流的形成主要和哪些因素有關(guān)？答：水利樞紐上下游水位差、泄流量、樞紐總體布置及下游地形。4、霧化水流的危害王要有哪些？答：對(duì)發(fā)電和電器設(shè)備的影響、對(duì)航運(yùn)的影響、對(duì)兩岸邊坡穩(wěn)定性的影響、對(duì)交通和居民生活的影響。5、泄洪霧化降雨影響的等級(jí)劃分及各等級(jí)對(duì)應(yīng)的平均雨強(qiáng)?答：等級(jí)12小時(shí)雨量（mm）平均雨強(qiáng)（mm/h）I< 12

19、0< 10.0n12060010.0 50.0出600240050.0 200.0IV2400 7200200.0 600.0V> 7200> 600.0對(duì)樞紐建筑物正常運(yùn)行、邊坡穩(wěn)定、交通及周圍環(huán)境等影響程度 危害性小危害性較小危害性較大危害性大危害性很大6、V級(jí)霧化降雨區(qū)的特點(diǎn)及應(yīng)對(duì)方法？答：霧化降雨強(qiáng)度高，危害性很大、破壞力很強(qiáng)，雨區(qū)內(nèi)空氣稀薄，能見度很低；通常該級(jí)霧化降雨的影響范圍不大，影響區(qū)內(nèi)的兩岸V級(jí)霧化降雨影響范圍之內(nèi)，泄洪時(shí)雨區(qū)內(nèi)禁止人員和車邊坡需要護(hù)坡保護(hù)；電站廠房、開關(guān)站等樞紐建筑物及附屬設(shè)施均不能布置在 輛等通行。第七章一、填空題1、 按流激振動(dòng)的激勵(lì)機(jī)

20、理把激勵(lì)源分為外部激勵(lì)、不穩(wěn)定激勵(lì)、運(yùn)動(dòng)激勵(lì)三種。2、水工結(jié)構(gòu)的流激振動(dòng)可以分為 強(qiáng)迫振動(dòng)、自激振動(dòng)和參數(shù)振動(dòng) 三種。二、名詞解釋流激振動(dòng)：充、泄水結(jié)構(gòu)在充、泄水時(shí)承受著水流脈動(dòng)壓力的激勵(lì)，往往誘發(fā)結(jié)構(gòu)振動(dòng)，稱為流激振動(dòng)。強(qiáng)迫振動(dòng)：水流脈動(dòng)對(duì)結(jié)構(gòu)的作用比較強(qiáng)，結(jié)構(gòu)的振動(dòng)對(duì)水流的反作用比較弱，這時(shí)的耦合振動(dòng)表現(xiàn)為結(jié)構(gòu)的強(qiáng)迫振動(dòng)。水彈性振動(dòng)相似模型：既滿足水動(dòng)力學(xué)相似，又滿足水中結(jié)構(gòu)彈性振動(dòng)相似的模型稱為“水彈性振動(dòng)相似模型”三、問答題1、為減少流激振動(dòng)的發(fā)生，應(yīng)從哪些方面進(jìn)行考慮？答：減小脈動(dòng)壁壓及增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的抗振能力。2、哪些水工泄水結(jié)構(gòu)容易發(fā)生流激振動(dòng)？答：導(dǎo)墻、壩體、溢流廠房和泄水陡槽、閘門。第八章一、填空題1、 彎道上急流沖擊波的控制方法主要有復(fù)合曲線法、槽底橫向超高法兩種。2、形成滾波的根本原因是陡槽摩阻力相對(duì)大小。3、急流中產(chǎn)生沖擊波的外因是 邊界的變化，急流中產(chǎn)生沖擊波的內(nèi)因是 巨大慣性。4、 急流中邊墻收縮產(chǎn)生沖擊波的最大波高是由總偏轉(zhuǎn)角決定。二、名詞解釋急流沖擊波：在急流中，由于邊界條