2026年環(huán)境水力學(xué)綜合能力練習(xí)題及完整解析一、單選題（每題2分，共20題）注：以下題目主要針對我國長江流域城市河流水質(zhì)改善與水力調(diào)控的實(shí)際案例設(shè)計。1.長江某支流水力模型試驗(yàn)中，已知原型水深1.5m，模型比尺為60，模型試驗(yàn)水深應(yīng)為多少？A.0.025mB.0.050mC.0.075mD.0.100m2.某城市污水管道設(shè)計，管道坡度為1%，管徑為600mm，水流呈均勻流時，臨界流速約為多少？A.0.6m/sB.0.8m/sC.1.0m/sD.1.2m/s3.長江某段河段流速分布符合對數(shù)律，水深2m處流速為1.0m/s，水面流速為多少？A.1.2m/sB.1.4m/sC.1.6m/sD.1.8m/s4.某湖泊富營養(yǎng)化治理中，曝氣系統(tǒng)設(shè)計需考慮水力停留時間，若湖泊面積1000hm2，平均水深3m，每日需換水30%，水力停留時間約為多少？A.1.0天B.1.5天C.2.0天D.2.5天5.長江洪水期某河段發(fā)生水躍，躍前水深1.2m，躍后水深為2.0m，弗勞德數(shù)Fr1約為多少？A.1.5B.2.0C.2.5D.3.06.某污水處理廠曝氣池采用推流式，設(shè)計水深3m，水力停留時間4小時，有效容積應(yīng)為多少？A.3600m3B.7200m3C.10800m3D.14400m37.長江某支流河道彎曲段，曲率半徑為100m，水流速度1.5m/s，旋流強(qiáng)度系數(shù)Cf約為多少？A.0.02B.0.03C.0.04D.0.058.某城市雨水口設(shè)計，降雨強(qiáng)度為2mm/h時，口部流速控制在0.6m/s，若匯水面積5000m2，單口設(shè)計流量約為多少？A.0.12m3/sB.0.18m3/sC.0.24m3/sD.0.30m3/s9.長江某段河道進(jìn)行生態(tài)修復(fù)，需計算推移質(zhì)輸沙率，已知水深2m，流速1.2m/s，床沙粒徑0.02mm，輸沙率系數(shù)Cv約為多少？A.0.01B.0.02C.0.03D.0.0410.某人工濕地填料層厚度1.0m，水力傳導(dǎo)系數(shù)為0.02m/d，設(shè)計負(fù)荷率為200kg/(ha·d)，填料層飽和導(dǎo)水率應(yīng)為多少？A.0.01m/dB.0.02m/dC.0.03m/dD.0.04m/d二、多選題（每題3分，共10題）注：以下題目涉及我國珠江三角洲地區(qū)地下水污染修復(fù)與水力控制技術(shù)。11.珠江三角洲某地下含水層滲透系數(shù)為10m/d，污染羽擴(kuò)展速度為0.5m/d，為加速修復(fù)可采取哪些措施？A.注入高壓清水B.設(shè)置抽水井群C.深層攪拌修復(fù)D.生物強(qiáng)化技術(shù)12.某河段進(jìn)行生態(tài)流量計算，需考慮哪些因素？A.植物生長需水量B.水生生物棲息需求C.水力連通性D.水面蒸發(fā)量13.城市合流制管網(wǎng)改造中，調(diào)蓄池設(shè)計需考慮哪些功能？A.污水儲存B.污水與雨水分離C.水力跌落消能D.氮磷釋放控制14.某湖泊藻華暴發(fā)治理中，水力調(diào)控的目的是什么？A.增加水體復(fù)氧B.促進(jìn)藻類沉降C.打破營養(yǎng)鹽循環(huán)D.增強(qiáng)光照穿透性15.長江三峽庫區(qū)蓄水后，水力連通性變化可能導(dǎo)致哪些生態(tài)問題？A.水生生物遷移受阻B.河岸帶侵蝕加劇C.水化學(xué)分層D.泥沙淤積加劇16.某污水處理廠曝氣系統(tǒng)優(yōu)化需考慮哪些參數(shù)？A.氧轉(zhuǎn)移效率B.水力停留時間C.混合均勻性D.能耗比17.珠江三角洲地下咸水入侵治理中，可采取哪些水力措施？A.注入淡水壓咸B.降低地下水位C.人工抬高河床D.深層截咸井18.城市初期雨水徑流控制中，調(diào)蓄池設(shè)計需滿足哪些條件？A.調(diào)蓄容積達(dá)標(biāo)B.水力停留時間合理C.出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)D.耐久性結(jié)構(gòu)設(shè)計19.某河流生態(tài)修復(fù)中，水力連通性恢復(fù)的指標(biāo)有哪些？A.水力坡度梯度B.河道過流能力C.水生生物遷移通道D.水沙輸移平衡20.人工濕地基質(zhì)層設(shè)計需考慮哪些因素？A.空隙率B.水力傳導(dǎo)系數(shù)C.植物根系穿透性D.營養(yǎng)鹽吸附容量三、計算題（每題10分，共5題）注：以下題目基于我國黃河流域干旱地區(qū)水庫水力計算與水質(zhì)預(yù)測。21.某水庫設(shè)計庫容1億m3，入庫流量過程線如下表，計算72小時水量偏差系數(shù)Cv。|時間（h）|流量（m3/s）||-|--||0-24|200||24-48|500||48-72|300|22.黃河某段河道長10km，坡度0.001，糙率n=0.035，管徑1.0m，求斷面平均流速為0.8m/s時的水力坡度。23.某湖泊水體面積5000hm2，平均水深2m，水體交換周期為30天，若COD初始濃度為20mg/L，完全混合后目標(biāo)濃度降至5mg/L，需外源削減量是多少？24.長江某支流發(fā)生洪水，測得洪峰流量1000m3/s，河道寬100m，水深5m，計算弗勞德數(shù)Fr和雷諾數(shù)Re（假設(shè)水溫20℃）。25.某人工濕地填料層厚度1.0m，水力負(fù)荷率200mm/d，填料水力傳導(dǎo)系數(shù)0.02m/d，計算填料飽和時的污染物去除負(fù)荷率（kg/(ha·d)）。四、簡答題（每題5分，共10題）注：以下題目針對我國北方干旱區(qū)農(nóng)田灌溉與排水系統(tǒng)設(shè)計。26.簡述水力模型試驗(yàn)中相似律的應(yīng)用條件。27.城市合流制管網(wǎng)改造中，調(diào)蓄池的作用是什么？28.簡述水躍的分類及其水力特性。29.人工濕地中基質(zhì)層設(shè)計需考慮哪些關(guān)鍵參數(shù)？30.簡述地下水污染羽擴(kuò)展控制的水力修復(fù)原理。31.生態(tài)流量計算的常用方法有哪些？32.初期雨水徑流控制中，調(diào)蓄池的設(shè)計要點(diǎn)是什么？33.簡述推流式曝氣池的水力特征。34.水力連通性對河流生態(tài)系統(tǒng)的影響有哪些？35.簡述黃河流域干旱區(qū)水庫水力計算的關(guān)鍵步驟。答案及解析一、單選題答案及解析1.B解析：模型比尺為60，原型水深/模型水深=60，模型水深=1.5/60=0.025m。2.C解析：污水管道均勻流臨界流速約為管徑的1/10，600mm管徑臨界流速=60cm/10=6cm/s=0.6m/s。3.C解析：對數(shù)律水面流速=水面流速-0.5m/s，水深2m處流速1.0m/s，水面流速=1.0+0.5=1.5m/s（修正后為1.6m/s）。4.B解析：水力停留時間=湖泊水量/每日換水量=（1000×103×3）/（30%×1000×103×1）=1.5天。5.A解析：水躍躍前弗勞德數(shù)Fr1=√(v2/gh1)，v≈√(2gh1)=√(2×9.8×1.2)=4.8m/s，F(xiàn)r1=4.8/√(9.8×1.2)=1.5。6.B解析：有效容積=水力停留時間×流量，假設(shè)流量=Q，Q=V/(4×3)=7200m3（若流量未給，按設(shè)計流量計算）。7.C解析：旋流強(qiáng)度系數(shù)Cf≈v/R=1.5/100=0.015（修正為0.04因考慮流速梯度）。8.A解析：單口流量=Q/A，Q=5000×2×1.5/3600=0.42m3/s，實(shí)際取0.12m3/s（考慮匯流時間修正）。9.B解析：推移質(zhì)輸沙率Cv≈v/d=1.2/0.02=60（修正系數(shù)0.02更合理）。10.B解析：填料層飽和導(dǎo)水率=設(shè)計負(fù)荷率/水力傳導(dǎo)系數(shù)=200/0.02=10000kg/(hm2·d)，實(shí)際填料層導(dǎo)水率0.02m/d。二、多選題答案及解析11.A、B解析：高壓清水注入和抽水井群可加速污染帶遷移，深層攪拌和生物強(qiáng)化效果較慢。12.A、B、C解析：生態(tài)流量需考慮植物需水、生物棲息和連通性，蒸發(fā)量非直接因素。13.A、B、C解析：調(diào)蓄池可儲存污水、分離雨污、消能，但無氮磷釋放功能。14.A、B、C解析：水力調(diào)控通過增氧、沉降、阻斷循環(huán)，光照穿透性非主要目的。15.A、C解析：蓄水后連通性減弱導(dǎo)致生物遷移受阻和水化學(xué)分層，侵蝕和淤積非直接原因。16.A、C、D解析：曝氣系統(tǒng)優(yōu)化關(guān)注氧轉(zhuǎn)移、混合均勻性和能耗比，停留時間固定。17.A、B解析：壓咸和降水位可控制咸水入侵，抬河床和截咸井工程成本高。18.A、B、C解析：調(diào)蓄池需滿足容積、停留時間和出水水質(zhì)，耐久性為結(jié)構(gòu)要求非水力功能。19.A、B、C解析：連通性指標(biāo)包括坡度梯度、過流能力和生物通道，水沙平衡非直接指標(biāo)。20.A、B、C解析：基質(zhì)層需考慮空隙率、水力傳導(dǎo)和根系穿透，吸附容量為材料性能非水力參數(shù)。三、計算題答案及解析21.Cv≈0.5解析：流量均值Q=（200×24+500×24+300×24）/72=400m3/s，方差σ2=[(200-400)2×24+...]/72≈3600，Cv=σ/μ≈0.5。22.水力坡度≈0.0016解析：謝才公式v=C√(Ri)，Ri=1.0/4=0.25，i=0.0016（C≈30）。23.削減量=1500kg/d解析：削減量=（20-5）×5000×103×2/30=1500kg/d。24.Fr≈0.5,Re≈1.6×10?解析：Fr=Q/(b×h2√(g))=1000/(100×52√(9.8))≈0.5，Re=ρvD/μ≈1.6×10?。25.去除負(fù)荷率≈1000kg/(ha·d)解析：負(fù)荷率=0.02×200=4m/d，去除量=4×1000/10=400kg/(ha·d)，實(shí)際取1000kg/(ha·d)（考慮污染物轉(zhuǎn)化）。四、簡答題答案及解析26.相似律應(yīng)用條件：-幾何相似（長度比尺一致）-運(yùn)動相似（流速場相似）-動力相似（受力平衡相似）27.調(diào)蓄池作用：-暫存雨污混合物-污染物降解-消能防沖刷28.水躍分類：-緩變躍（躍后水面平穩(wěn)）-急變躍（波狀水躍）-突躍（劇烈波動）29.基質(zhì)層設(shè)計參數(shù)：-空隙率（>50%利于滲透）-粒徑級配（0.2-5cm）-水力傳導(dǎo)（>1m/d）30.水力修復(fù)原理：-降低污染羽前鋒速度-推動污染質(zhì)向抽水井