2026年環(huán)境水力學(xué)計(jì)算題集與解答一、水力學(xué)基礎(chǔ)計(jì)算（共4題，每題5分）1.液體靜力學(xué)計(jì)算題某水庫大壩高20m，壩前水深15m，假設(shè)水的密度為1000kg/m3，重力加速度為9.8m/s2，求：（1）壩面受到的靜水壓強(qiáng)（單位：kPa）；（2）距壩底3m處承受的靜水總壓力（單位：kN/m2）。2.流體動力學(xué)計(jì)算題一圓管直徑D=0.1m，流量Q=0.05m3/s，假設(shè)流體為不可壓縮液體，密度ρ=1000kg/m3，求：（1）管內(nèi)平均流速；（2）若管內(nèi)沿程水頭損失系數(shù)λ=0.02，求管長L=100m處的沿程水頭損失（單位：m）。3.流體輸配計(jì)算題某城市供水管道系統(tǒng)，管徑DN=200mm，管長L=2km，流量Q=0.1m3/s，假設(shè)管道粗糙系數(shù)n=0.012，求：（1）管道中的流速；（2）若局部水頭損失系數(shù)Σξ=0.05，求管道總水頭損失（單位：m）。4.滲流計(jì)算題某土壩滲透系數(shù)k=0.001m/d，土壩高度H=10m，水頭差ΔH=2m，求土壩的滲透流量（單位：m3/d/m）。二、明渠水力學(xué)計(jì)算（共5題，每題6分）1.明渠均勻流計(jì)算題一梯形斷面明渠，底寬b=4m，邊坡系數(shù)m=1.5，水深h=1m，假設(shè)糙率n=0.015，求：（1）明渠的過水?dāng)嗝婷娣e；（2）若流量Q=8m3/s，求渠中流速。2.明渠非均勻流計(jì)算題一矩形斷面陡坡渠道，底寬b=5m，坡度i=0.02，水深h=0.8m，假設(shè)糙率n=0.014，求：（1）渠道中的弗勞德數(shù)；（2）若渠道末端出現(xiàn)水躍，求躍后水深。3.明渠堰流計(jì)算題某矩形薄壁堰，堰高P=0.5m，堰上水頭H=0.2m，求堰流流量（單位：m3/s），假設(shè)流量系數(shù)μ=0.6。4.明渠跌水計(jì)算題一矩形斷面跌水，跌水高度H=1.5m，跌水前水深h?=0.5m，假設(shè)糙率n=0.013，求跌水后的流速。5.明渠過閘計(jì)算題某寬頂堰閘，閘前水深H=1.2m，閘孔寬度b=3m，閘坎高P=0.3m，假設(shè)流量系數(shù)μ=0.35，求閘孔過流量。三、地下水水力學(xué)計(jì)算（共4題，每題7分）1.飽和土層滲透計(jì)算題某飽和土層厚度L=5m，滲透系數(shù)k=0.02m/d，水力梯度i=0.1，求土層的滲透流量（單位：m3/d）。2.滲流井計(jì)算題一完整井，井半徑r?=0.1m，含水層厚度T=10m，滲透系數(shù)k=0.01m/d，假設(shè)觀測孔距井中心R=20m，觀測孔水位降深s=1m，求井的抽水量。3.地下水污染擴(kuò)散計(jì)算題某污染羽在含水層中擴(kuò)散，縱向彌散系數(shù)A?=0.5m2/d，橫向彌散系數(shù)A<0xE1><0xB5><0xA7>=0.2m2/d，假設(shè)污染源濃度為C?=10mg/L，距離污染源x=100m處的濃度C=1mg/L，求污染羽的縱向和橫向擴(kuò)散比例。4.地下水補(bǔ)給計(jì)算題某地下含水層，補(bǔ)給強(qiáng)度q=0.02m3/s，含水層厚度T=20m，滲透系數(shù)k=0.03m/d，求含水層的補(bǔ)給量（單位：m3/d）。四、水環(huán)境治理工程計(jì)算（共5題，每題8分）1.水力停留時間計(jì)算題某污水處理廠曝氣池有效容積V=2000m3，進(jìn)水流量Q=500m3/d，求曝氣池的水力停留時間（單位：h）。2.混合液懸浮固體濃度計(jì)算題某生化反應(yīng)池，MLSS濃度=2000mg/L，進(jìn)水流量Q?=300m3/h，回流污泥流量Q?=100m3/h，假設(shè)回流污泥濃度為Xs=1500mg/L，求混合液懸浮固體濃度（單位：mg/L）。3.活性污泥法效率計(jì)算題某污水處理廠進(jìn)水BOD?=150mg/L，出水BOD?=20mg/L，進(jìn)水流量Q=500m3/d，求BOD?去除率。4.沉淀池計(jì)算題某平流沉淀池，長L=20m，寬B=10m，水深H=2m，停留時間T=4h，假設(shè)顆粒沉速u?=0.02m/h，求沉淀效率。5.消毒劑投加量計(jì)算題某水廠日處理水量Q=100萬m3，需投加次氯酸鈉進(jìn)行消毒，要求余氯濃度達(dá)到0.5mg/L，假設(shè)次氯酸鈉轉(zhuǎn)化率η=70%，求每日需投加的次氯酸鈉量（單位：kg/d）。答案與解析一、水力學(xué)基礎(chǔ)計(jì)算1.液體靜力學(xué)計(jì)算題（1）靜水壓強(qiáng)p=ρgh=1000×9.8×15=147kPa；（2）距壩底3m處的靜水總壓力F=pA=147×3×1=441kN/m2。2.流體動力學(xué)計(jì)算題（1）平均流速v=Q/A=0.05/(π×(0.1/2)2)=3.18m/s；（2）沿程水頭損失h_f=λ(L/D)v2/2g=0.02×(100/0.1)×(3.18)2/(2×9.8)=10.4m。3.流體輸配計(jì)算題（1）流速v=Q/A=0.1/(π×(0.2/2)2)=3.18m/s；（2）總水頭損失h_total=λ(L/D)v2/2g+Σξv2/2g=0.02×(2000/0.2)×(3.18)2/(2×9.8)+0.05×(3.18)2/(2×9.8)=64.7m。4.滲流計(jì)算題滲透流量q=k(i/H)L=0.001×(2/10)×1=0.0002m3/d/m。二、明渠水力學(xué)計(jì)算1.明渠均勻流計(jì)算題（1）過水?dāng)嗝婷娣eA=(b+mh)h=(4+1.5×1)×1=5.5m2；（2）流速v=Q/A=8/5.5=1.45m/s。2.明渠非均勻流計(jì)算題（1）弗勞德數(shù)Fr=v/√(gh)=1.45/√(9.8×0.8)=0.52；（2）躍后水深h?=h?[(1+8Fr2)^(1/2)+1]=0.8[(1+8×0.522)^(1/2)+1]=1.32m。3.明渠堰流計(jì)算題流量Q=μbH^(3/2)=0.6×3×(0.2)^(3/2)=0.134m3/s。4.明渠跌水計(jì)算題流速v=√(2gh)=√(2×9.8×1.5)=5.42m/s。5.明渠過閘計(jì)算題流量Q=μbH^(3/2)=0.35×3×(1.2)^(3/2)=0.548m3/s。三、地下水水力學(xué)計(jì)算1.飽和土層滲透計(jì)算題滲透流量q=kAi=0.02×0.1×1=0.002m3/d。2.滲流井計(jì)算題抽水量Q=πr?2k(s/h)(S/L)=π×0.12×0.01×(1/10)×(20/100)=6.28×10??m3/d。3.地下水污染擴(kuò)散計(jì)算題縱向擴(kuò)散比例A?/A<0xE1><0xB5><0xA7>=0.5/0.2=2.5；橫向擴(kuò)散比例A<0xE1><0xB5><0xA7>/A?=0.2/0.5=0.4。4.地下水補(bǔ)給計(jì)算題補(bǔ)給量q=Q×T=0.02×24×3600=1728m3/d。四、水環(huán)境治理工程計(jì)算1.水力停留時間計(jì)算題水力停留時間T=V/Q=2000/500=4h。2.混合液懸浮固體濃度計(jì)算題MLSS=Xs(Q?/Q?+1)=1500×(100/300+1)=2000mg/L。3.活性污泥法效率計(jì)算題去除率=(150-20)/150×100%=86.7%。4.