水利工程：河流与海岸动力学考试试题.docx

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1、水利工程：河流与海岸动力学考试试题1、问答题简述波浪边界层？正确答案：在分析势波运动时，对流体均作了无粘性的假定，但在边界面上（如海底），水体的粘性作用是不能忽略的。为研究底部摩阻损失，首先要研究波浪的底部边（江南博哥）界层。在短周期的波浪水流中，水流在不大的时间内正负交变，只有在床面附近很薄的一层受到床面影响而存在剪切应力，形成近面边界层。在边界层内是粘性有旋的运动，并受床面上流速等于零的边界条件控制（法向速度为零，切向速度为零）。超出层以后的边界层外水流，可以作为无粘无旋运动来对待，剪切应力为零，流速场可以用势函数来描述。2、名词解释辐射应力正确答案：是波浪运动引起的剩余动量流。是作用于垂

2、直底面的单位水柱体四个侧面上的由于动量交换而产生的应力时均值，其单位是Nm3、问答题简述椭圆余弦波理论？正确答案：椭圆余弦波理论是最主要浅水小.线性波理论之一。椭圆余弦波的一个极限情况是当波长无穷大时，趋近于孤立波。当振幅很小或h/H很大时，得到另一个椭圆余弦波的极限情况，称为浅水正弦波。4、问答题简述非破碎波和破碎波情况时悬沙浓度分布？正确答案：非破碎波情况：含沙量分布大多限于沙纹附近，在床面以上超过约3个沙纹高度以上时，泥沙浓度就不太明显。当水深变浅波浪破碎时紊动强烈，可产生强烈的泥沙悬浮，泥沙上升悬浮在整个水深范围内，在近底2cm左右范围内，破碎波和非破碎波的浓度剖面是致的。破碎引起强烈

3、的紊动掺混，使上段的浓度增加，几乎成均匀分布。5、问答题简述波流共同作用时的输沙率的贝克尔模型？正确答案：贝克尔研究了波流共存时的摩阻力，得出波浪存在加强了底部摩阻。他将波流共同作用时的摩阻力应用于“载沙量”参数，来得到海岸输沙计算公式。他将上述思想应用于卡林斯基一弗宙伦克（KaIinSkC-Frijlink）推移质输沙公式，并结合爱因斯坦悬沙模型，给出了计算波流共同作用时的输沙公式，称之为贝克尔模型。这个模型简单实用，精度也能满足工程要求。6、问答题重力理论的基本观点是什么，在实际应用中存在哪些缺陷？正确答案：重力理论的基本观点是：挟带悬移质的水流在运动过程中要消耗能量。所消耗的能量分为两部

4、分，一部分用克服边界的阻力；另一部分用于维持悬移质的悬浮。重力姑理论认为，悬移质的比重一般比水大得多，要使它在水里不下沉，水流必须对它做功以维持悬浮，即水流必须为此而消耗能量。在实际应用中存在的缺陷：它所建立的两个能量方程存在严重的问题。因为悬移质被水流托起所消耗的能量并不是水流的平均机械能，而是水水流已经转换成紊动动能而消耗掉的那部分平均机械能，它不管通过何种途径做功或耗散，终将转化为热能而消失，所以在液相的能量平衡方程中不能计入这一部分能量。7、问答题简述港湾驻波？正确答案：考虑一端封闭，另一端与外海相连的常深度狭长港湾，潮波从外海传播进入港湾，在闭端发生反射形成驻波。驻波波节点处振幅为零

5、，水平流速为最大。波腹点处振幅最大、水平流速为零。由于港池闭端墙面质点水平流速为零，因而闭端必然在波腹位置上。离闭端1./2距离处为波腹点。距闭端1./4的地方为波节点。H由潮波：海洋中的潮波分为强迫潮波和FI由潮波，在大洋中引潮力影响不可忽略，潮波以强迫潮波为主。在浅海水域，由于水体较小，引潮力可以忽略不计。此处的潮波可近似认为是自由潮波。8、问答题简述海岸线和海岸带的概念？正确答案：海岸线是大潮平均高潮面与陆岸的交线。海岸带是陆地与海洋相互作用、相互交界的一个地带，包括潮上带，潮间带，潮下带：潮间带指高潮时海岸线与低潮时海岸线之间的带状区域；潮上带是海岸线向陆扩展Iokm的区域；潮下带向海

6、到-IOmT5m等深线。9、填空题近岸区泥沙运动按方向不同可分为O运动和沿岸运动。正确答案：横向10、问答题基岩海岸特征有哪些？正确答案：岸线曲折、湾岬相间：岸坡陡峭、滩沙狭窄。此类海岸水深较大，掩蔽较好，基础牢固，可以选作兴建深水泊位的港址。11、填空题生物海岸：包括红树立海岸和（）海岸。正确答案：珊瑚礁12、问答题简述推移质半周期平均输沙率？正确答案：在纯粹余弦波动作用下，在个周期内，正反向输沙量相等，净输沙为零。因此，常采用半周期平均输沙率来表示波浪作用下的推移质运动。在二阶斯托克斯波情况，正反向输沙量不等，一个波周期内推移质净输沙不为零。13、问答题“一线”模型的基本假定是什么？正确答

7、案：“一线模型又叫一线理论，所谓一线就是指岸线。一线模型指研究岸线的变化，认为泥沙的横向运动只是吧泥沙在近岸区来回搬运，从较长时间看并不影响岸线的平均位置，假定岸滩的断面形状始终维持其平衡剖面而不发生变化，岸线位置变化时，岸滩平衡于该剖面前进或后退。14、问答题潮波进入河口后会发生哪些变化？正确答案：海洋潮波进入河口区后，由于水深变小、河口平面形态、底摩阻、浅滩及端部反射、河流径流等的影响，潮波的波面形态、波动类型及潮差将沿作为前北波的潮波遇到河IJ浅滩、河岸和河口顶端会发生反射，特别是平面呈喇叭形、水深急剧变小的河口中，潮波反射强烈，近于驻波的性质。此时，高低潮位时潮流速度为0,中潮位时流速

8、最大且比潮位变化提前11/2相位。波面形态的变化取决于水深的变化，形成了波峰（高水位）速度大于波谷（低水位），使得潮波曲线形状不对称；潮位上升快回落慢；涨潮历时短落潮历时延长：涨潮流速大于落潮流速。河道截面积的向陆沿程减小会引起能量的汇聚，使潮差增大，形成了“喇叭”效应；潮波在河口浅滩和边界的反射nJ形成驻波，使潮差增大：底部摩阻消耗潮波能量，使潮差减小。15、填空题按照岸滩的物质组成可以把海岸分作O海岸、沙质海岸、淤泥质海岸和生物海岸等类型。正确答案：基岩16、填空题海滩的一个重要特性就是它的（）特性。正确答案：动态变化17、问答题ShieldS数可以看作哪两个力的比值？正确答案：Shiel

9、ds数可以看作水流作用在床面上的剪切力与床沙水下重力的比值。18、填空题O是形成沿岸沙坝的主要原因。正确答案：卷破波19、名词解释水库淤积的上延现象正确答案：淤枳自回水末端（通常指正常蓄水位回水末端）向上游发展的现象020、填空题一宜波周期为5s,其水深波长为38.99米，波速为O米/秒。正确答案：7.8021、填空题海岸带宽度按从海岸线向内陆扩展Okm,向外海延伸到-15-20m水深计算。正确答案：1022、问答题沙质海岸特征有哪些？正确答案：岸线平顺，岸滩较窄，坡度较陡，常伴有沿岸沙坝、潮汐通道和冯湖。此类海岸常是发展旅游、渔港的良好场所。23、问答题简述潮波动力理论的长波近似？正确答案：

10、潮波波长远大于水深，因此潮波属于长波；潮波振幅远小于波长，潮波波面倾斜度甚微，可以认为潮流运动近乎为水平流，压力满足静压分布。24、名词解释波浪增减水正确答案：波动水面时均值与静水而偏离值。25、问答题建立简单波浪理论时，一般作了哪些假设？正确答案：（1）流体是均质和不可压缩的，密度P为一常数；（2）流体是无粘性的理想流体：（3）自由水面的压力均匀且为常数：（4）水流运动是无旋的：（5）海底水平且不透水；6）作用于流体上的质量力仅为重力，表面张力和柯氏力可忽略不计；（7）波浪属于平面运动,即在XZ水平面内运动。26、问答题简述近岸区输沙？正确答案：近岸区输沙可分为向岸-离岸方向输沙和沿岸输沙，

11、控制海滩长期变化和大规模海岸变形的主要因素是沿岸输沙。短期变化与向岸离岸输沙有关。27、问答题简述沙纹的形成机理？正确答案：沙纹是近底水流不稳定的产物。一旦沙纹形成后，沙纹背后的漩涡就起到维持沙纹的作用。随着水流的加强，沙纹的陡度趋于减小，宜至纹沙顶峰完全被水流冲刷掉。28、名词解释辐散和辐聚正确答案：在海岬岬角处，波向线将集中，这种现象称为辐聚；在海湾里，波向线将分散，这种现象称为幅散。29、问答题简述平衡潮理论和实际潮汐差异的主要原因？正确答案：平衡潮理论假定：（1）地球全部被均匀深度和密度的水体所覆盖。（2）海水是无粘流体，摩阻力可以忽略，没有惯性，因此在重力和引潮力作用卜.，在任何时刻

12、均能保持平衡状态。平衡潮与实际潮汐发生差异的主要原因有：（1）地球表面水体运动必须满足连续性和动量平衡这两个水动力方程。这表明潮汐应以长波形式传播。受大陆边界和海底地形的影响。（2）在赤道上，地球表面相对于月球的线速度为449ms为使平衡潮与月球在地球表面上的移动轨迹同步，其传播速度需达到449ms,而潮波传播速度由（水深重力加速度）2确定。因此实际潮汐相刻于平衡潮会有延迟现象。3）水体运动还受到地球自转引起的柯氏力的影响。在北半球，柯氏力使潮流向右偏转，而在南半球，则使潮流向左偏转。30、问答题在什么情况下，可以认为冲积河流处于平衡状态、形成均衡河道？说出有代表性的三种均衡河流定义。正确答案：如果河流和边岸的物质组成不改变或流域来水沙没有较大变化，在准衡时段内，河道依然能够在河道平面摆动和断面有冲有淤的演变过程中达到一个稳定、平衡的一般形态，河道的主要几何尺寸基本不变，此时称为河流处于平衡状态，或称形成了“均匀河道”。以下所述是具有代表性的几种均衡河流定义：以河道形态随时间的变化为判据；以河道内泥沙的输运过程为判据；以河道的输沙耗能效率为判据。