2026年環(huán)境水力學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)與習(xí)題含答案一、選擇題（每題2分，共20題）1.在河流水力學(xué)中，曼寧公式主要用于計(jì)算（）。A.滲流速度B.明渠均勻流流量C.水躍高度D.濕周系數(shù)2.地下水滲流中，達(dá)西定律適用于（）。A.粗砂濾層B.飽和黏土層C.含水層滲透系數(shù)極低的情況D.動(dòng)態(tài)非穩(wěn)定滲流3.水力半徑R的計(jì)算公式為（）。A.濕周/面積B.面積/濕周C.水力坡度×流速D.流量/濕周4.城市合流制管道設(shè)計(jì)時(shí)，通常考慮的重力流坡度應(yīng)（）。A.≥0.01B.≤0.005C.≥0.02D.≤0.0155.水躍現(xiàn)象在明渠流中表現(xiàn)為（）。A.流速突然減小，水深急劇增加B.流速增加，水深減小C.水面平穩(wěn)過(guò)渡D.渠道坡度變緩6.滲流模型中，達(dá)西滲透系數(shù)的單位是（）。A.m/sB.m2/sC.m·s?1D.Pa·s7.城市雨水口設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮（）。A.最大設(shè)計(jì)流量B.最小滲流速度C.水力半徑D.曼寧系數(shù)8.水力坡度與流速的關(guān)系是（）。A.正比關(guān)系B.反比關(guān)系C.無(wú)關(guān)D.平方關(guān)系9.河流沖刷現(xiàn)象主要由（）。A.重力作用B.浮力作用C.水流剪切力D.植被覆蓋10.地下水污染監(jiān)測(cè)中，最常用的參數(shù)是（）。A.水溫B.溶解氧C.氮磷含量D.化學(xué)需氧量二、填空題（每空1分，共10空）1.明渠均勻流的水力坡度、坡度線坡度和水面坡度三者相等。2.地下水滲透系數(shù)的大小受土壤顆粒級(jí)配、孔隙度及含水層厚度影響。3.水躍發(fā)生后，下游水流能量損失約為躍前水深的（10%—15%）。4.城市污水管道設(shè)計(jì)時(shí)，最小流速通常為0.75m/s，防止淤積。5.曼寧公式中的糙率系數(shù)（n）取值范圍為0.015—0.035。6.滲流模型中，等效孔隙率（ne）反映介質(zhì)透水性能。7.雨水口布置間距一般不超過(guò)30m，確保排水效率。8.水力坡度（i）等于水頭損失（ΔH）除以流程長(zhǎng)度（L）。9.河流泥沙輸送過(guò)程包括懸移、床沙和沖刷三種形態(tài)。10.地下水污染修復(fù)常用技術(shù)包括原位修復(fù)和異位修復(fù)。三、簡(jiǎn)答題（每題5分，共6題）1.簡(jiǎn)述明渠均勻流與非均勻流的區(qū)別。2.解釋達(dá)西定律的適用條件。3.城市合流制管道設(shè)計(jì)時(shí)如何防止溢流污染？4.水躍的形成條件是什么？5.簡(jiǎn)述地下水滲流模型的分類。6.雨水口設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮哪些因素？四、計(jì)算題（每題10分，共4題）1.某矩形明渠寬10m，水深1.5m，流量為30m3/s，求渠道的水力半徑和流速。（提示：水力半徑R=面積/濕周，流速v=流量/面積）2.某地下水含水層滲透系數(shù)為5m/d，厚度10m，水力坡度0.02，求滲流流量（m3/d）。（提示：達(dá)西公式Q=k·A·i，A=寬度×厚度）3.已知某污水管道直徑0.6m，坡度0.01，糙率n=0.013，求流量為200L/s時(shí)的流速。（提示：曼寧公式Q=(1/n)·A·R^(2/3)·i^(1/2)，A=πd2/4）4.某河流斷面寬度20m，水深1.2m，流速0.8m/s，若發(fā)生水躍，躍后水深為2.5m，求水躍能量損失。（提示：能量損失ΔE=γ·g·[H?2-H?2]/2，H?=1.2+v2/2g）五、論述題（每題15分，共2題）1.論述城市合流制管道改造對(duì)水環(huán)境的影響及對(duì)策。2.結(jié)合實(shí)際案例，分析地下水污染的成因及治理措施。答案解析一、選擇題答案1.B2.C3.A4.A5.A6.B7.A8.A9.C10.D二、填空題答案1.相等2.土壤顆粒級(jí)配、孔隙度及含水層厚度3.10%—15%4.0.75m/s5.0.015—0.0356.等效孔隙率（ne）7.30m8.水頭損失（ΔH）除以流程長(zhǎng)度（L）9.懸移、床沙和沖刷10.原位修復(fù)和異位修復(fù)三、簡(jiǎn)答題答案1.明渠均勻流指水流速度、水深沿程不變，坡度、流速、粗糙度均恒定；非均勻流則因坡度變化、糙率差異或流量突變導(dǎo)致水深、流速沿程變化。2.達(dá)西定律適用條件：①層流滲流（雷諾數(shù)<1）；②均勻介質(zhì)；③水力坡度恒定；④滲流面積沿程不變。3.防止溢流污染措施：①分流制改造；②建設(shè)調(diào)蓄池；③強(qiáng)化雨季監(jiān)測(cè)；④提高管道設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。4.水躍形成條件：①臨界水深與躍后水深存在顯著差異；②水流從急流過(guò)渡到緩流；③具備足夠的能量傳遞。5.滲流模型分類：①均質(zhì)模型（介質(zhì)性質(zhì)均勻）；②非均質(zhì)模型（介質(zhì)性質(zhì)變化）；③各向同性模型（滲透系數(shù)方向一致）；④各向異性模型（滲透系數(shù)方向不同）。6.雨水口設(shè)計(jì)因素：①布設(shè)間距；②進(jìn)水口形式；③防堵塞措施；④與管道銜接；⑤地形坡度影響。四、計(jì)算題答案1.水力半徑R=(10×1.5)/(2×10+1.5×2)=0.69m；流速v=30/(10×1.5)=2m/s。2.滲流流量Q=5×10×0.02=10m3/d。3.流速v=(1/0.013)×(π×0.62/4)×(0.6/4)^(2/3)×(0.01)^(1/2)≈2.3m/s。4.躍前水深H?=1.2+(0.82/(2×9.8))≈1.33m；能量損失ΔE=1000×9.8×[(1.332)-(2.52)/2]≈7.9kJ/m3。五、論述題答案1.合流制改造影響及對(duì)策：-影響：雨季污水溢流導(dǎo)致水體污染、公共健康風(fēng)險(xiǎn)；-對(duì)策：①改造為分流制；②建設(shè)地下