环境水力学复习题.doc

1、一、选择题：1、对线性问题应用叠加原理时，下列说法不正确的是( )A. 多个污染源输入时，可分别计算每个污染源的浓度响应，再进行浓度求和B. 对空间起始分布源输入，可将起始分布源分解为若干瞬时平面源，再对每个瞬时源引导的浓度进行求和C. 对恒定连续源输入，可将连续源按时间分解为若干瞬时源，再对每个瞬时源引导的浓度进行求和D. 断面上某点流速可分解为平均速度、偏差速度和脉动速度之和2、下列说法不正确的是( )A. 分子扩散方程实质上是质量守恒原理在环境水力学中的应用B. 宽浅型河流的分散系数一定与河流断面几何要素有关C. 误差函数 始终是增函数 D. 分子扩散系数 ，即不符合各向同性)(zerf

2、 zyxD3、上游来水 CODCr(u)=14.5mg/L，Q u=8.7m3/s；污水排放源强 CODCr(e)=58mg/L，Q e=1.0m3/s。如忽略排污口至起始断面间的水质变化，且起始断面的水质分布均匀，则采用完全混合模式计算得到其浓度为( )。A. 20.48mg/L B. 17.98mg/L C. 18.98mg/L D. 19.98mg/L4、下列不属于瞬时源浓度解的有( )A. 22,2(exp4), zyxrDurmzyxc B. )ep(42),(0 utfctfctC. Dtbxrftbuxerftxc4),(0D. tzyuDtMtzy4)(p),( 2235、下列

3、说法不正确的是（ ）A. 物理过程：指污染物在水体中的混合稀释和自然沉淀过程B. 化学过程：指污染物在水体中发生的理化性质变化等化学反应，对水体净化起作用的主要是氧化还原反应C. 生物自净过程：微生物在溶解氧充分的情况下，将一部分有机污染物当食饵消耗掉，将另一部分有机物氧化分解为无害的简单无机物D. 紊动扩散：指水流的紊动作用引起的水中污染物自低浓度向高浓度区域扩散过程6、河流稀释混合模式中，点源稀释混合模型是（ ）A. B. QWcQcseu4.86eueuQccC. D. dtk10 Vxk8640ep107、河流 S-P 水质耦合模型是（ ）A. )8640exp()(10VcB. )(

4、)( /210/0/ 2121 uxkuxkuxkssuk eLCLC. D. cxKcVt12 DyScExKcVt 228、非保守污染物瞬时点源河流一维水质方程为： ，那么，在距离排放点下游 x 处的污染物ckxKcVt12浓度峰值表达式为（ ）A. B. dtkc10 )4)(exp4/),( 12tkEzttEhMtzxxzC. 212max ,)2ep(2)( KVkKVAc D. 22ex)1( zegyzyp HUXYUc 9、在潮汐河口和海湾中，最重要的物质输移机理是（ ）A. 垂直输移 B. 潮汐输移 C. 扩散 D. 分子扩散10、下列说法不正确的有( )A. 紊动扩散系数

5、是流体运动状态的反映，与水温水的密度等水的性质无关B. 一般来说， ，且数值上zyxEzyxEC. S-P 模型是非稳态模型，主要用于河流中有机污染物的模拟计算D. 在天然河流中，纵向剪切离散比紊动扩散作用大得多11、河流中污染物降解速率 k1 的影响因素，下述不正确的是（ ）A. 水体温度 B. 河流结构和水流条件 C. 污染物种类 D. 污水与河水混合的三个阶段12、关于氧垂曲线，下列不正确的是（ ）A. 氧垂曲线的最低点称为临界氧亏点 B. 临界氧亏点的亏氧量称为最大亏氧量C. 氧垂曲线图上临界氧亏点的右侧，耗氧大于复氧 D. 在临界氧亏点处，耗氧和复氧相平衡13、计算临界氧亏点位置的计

6、算公式是( )A. B. ycEVBx24.0 ycEVBx2068.C. )1(ln86120212 kcDkucD. ycx.014、对岸边排放方式，计算排放点至横向扩散到对岸的距离公式是 ( ) A. B. yBEVL24. yBEVL2068.C. D. )1(ln860120212 kcDku y21.15、瞬时源排放，湖泊水质计算公式是( )A. B. dtc10 tVMt d)(exp()10C. tkctkct dBd )1(exp1)(exp)(10D. 2042VK16、不影响河流水质浓度计算的因素有 ( )A. 排放口位置是设在河流中心还是设在岸边和污染物排放量大小 B.

7、 河流流速和污染物降解速率C. 污染物是瞬时排放还是连续排放 D. 排放污水中细菌浓度的高低17、河流中氧气的主要来源是（ ）A. 光合作用 B. 大气复氧 C. 随水源带入 D. 呼吸作用18、下列说法不正确的是( ) A. 污染物浓度与水密度的量纲是一致的B. 稀释度越大，则水体污染物浓度越高 C. 浓度单位 ppm 表示 1kg 水体中含有扩散持的质量为 1mg，近似等于 1mg/LD. 紊动扩散是由于流速场时间分布不均产生大大小小旋涡在层间脉动引起的扩散作用19、关于分子扩散系数 D，下列说法不正确的是( )A. 分子扩散系数与流体运动粘性系数的量纲相同 B. 反映扩散质的固有物理属性

8、，其大小与温度压力有关C. 随着扩散质和溶液种类不同而不同 D. 大小与浓度梯度成正比20、关于公式 ，下列说法不正确的是( ) )4exp4),( 2VymyxcA. 表示单位长度线源排放速率，单位为 g/(ms) B. 为二维扩散方程 ，在边界条件 下的解2ycDxV0),(xcC. 适用于无界空间均匀层流流动D. 为瞬时线源二维扩散方程的解21、当河段的水力学条件满足( )时，可应用零维水质模型。A. 非恒定非均匀，洪水波 B. 恒定非均匀，形成污染带 C. 恒定均匀，充分混合 D恒定均匀，非充分混合22、河流断面宽深比（ ）可视为宽浅型矩形断面河流。 A. 15 B. 20 C. 10

9、 D. 10 23、在河流中，影响污染物输移的主要物理过程是（ ）A. 随流输运 B. 横向扩散 C. 纵向扩散 D. 以上三者24、河流的一维稳态水质模型是（ ）A. 2ycExVB. )()( /210/0/0 2121 uxkuxkuxksuk eLeCeLC. D. cxKcVt12 DyScExKcV2225、随流输移扩散过程中，保守污染物的（ ）保持不变。A. 所处位置 B. 污染物的浓度 C. 污染物的质量通量 D. 污染物的质量26、天然河流中污染物质的基本扩散中，下列不包括的是（ ） A分子扩散 B. 紊动扩散 C. 离散 D. 移流扩散27、移流扩散过程中假定污染物不变的量

10、是（ ）A. 所处位置 B.污染物的浓度 C.污染物质量通量 D.污染物的化学组成28、下列水质模型不正确的是（ ）A. 点源稀释混合模型 eueuQccB. 计算河流 BOD5 浓度沿程变化可用 Vxk8640xp310C. 计算河流混合区稳态浓度可用 )2(e)4e(),( 2xEByuxEuyxHQcyxcyeD. 连续点源河流一维稳态解 tkttMt xx 124(p),(29、确定河流中污染物降解速率 k1 方法中，不正确的是（ ）A. 现场实测 B. 室内模拟实验测定 C. 公式计算和经验估值 D. 分子扩散试验测定30、岸边排放方式，计算排放点至充分混合断面的纵向距离公式是 (

11、) A. B. ymEVBL24.0ymEVBL2068.C. D. )1(ln86120212 kcDku ymEVBL21.031、恒定连续源排放，湖泊水质浓度公式是( )A. B. dtkc10 tkVMt d)(exp(10C. tkQmtt dd )()(exp)( 1110 D. 22e2)( zegyzyp HUXVYUc32、不影响河流水质浓度计算的因素有 ( )A. 排放口位置是设在河中心还是设在岸边和污染物排放量大小 B. 河流流速和污染物降解速率C. 排放污水中细菌浓度的高低 D. 污染物是瞬时排放还是连续排放33、下列说法不正确的有( )A. 紊动扩散系数是流体运动状态

12、的反映，与水温和水的密度等水的性质无关B. 一般来说， ，且数值上zyxEzyxEC. S-P 模型是非稳态模型，主要用于河流中有机污染物的浓度计算D. 在天然河流中，纵向剪切离散比紊动扩散作用大得多34、应用水质模型时，不正确的说法是（ ）A. 大多数河流均采用二维稳态模型 B. 一般不采用三维模型C. 不考虑混合过程的重金属污染物、部分有毒物质和其它保守物质的下游浓度预测 ，可采用零维模型D. 对于大中型河流的废水排放，横向浓度梯度较为明显时，需要采用二维模型进行计算35、当水体中的温度升高时，水中氧气的溶解度（ ）A.降低 B.升高 C.不变 D.可能升高,也可能降低36、河流水质模型中

13、，有机物生化反应符合一级反应动力学规律，即( ) A. 反应速率与该有机物浓度的一次方成正比 B. 反应速率与该有机物浓度的二次方成正比C. 该有机物降解速率 k1 为零 D. 该有机物为保守物质37、示踪剂实验法测定紊流扩散参数，选择示踪物质时不正确的是（ ）A. 具有在水体中不沉降、不降解、不发生化学反应 B. 测定简单准确C. 对环境无害 D. 与水体密度不同，如石油类物质38、瞬时点源解 ，则 t 时刻的等浓度面为( ) 2223,)4exp()4(), zyxrDttMtrc A. 同轴圆柱面 B. 同心圆球面 C. 倾斜平面 D. 旋转抛物面39、常规污染物瞬时点源河流一维水质方程

14、为： ，那么，在距离排放点下游 x 处的污染物浓ckxKcVt12度峰值表达式为（ ）A. B. dtkc10 21042expcC. 21max ,)e(2)( KxVkKVAMD. )12PHUece40、在公式 中，下列说法不正确的是( ) xcDqxA. 表示以 x 轴为法线的单位面积上扩散质的质量通量，单位为 g/(m2s) B. 始终为正值 xqC. 公式右边负号表明扩散方向与浓度梯度方向相反 D. 扩散质可以从低浓度向高浓度方向扩散41、最容易发生富营养化污染的水体是( )。A河流 B. 湖泊 C. 海洋 D地下水42、水体中某污染物的本底值就是（ ） 。 A. 该物质在当地水体

15、没有受到污染影响时的含量 B. 该物质在过去的背景值 C. 该物质在规划阶段采用的值； D. 该物质在底泥中的含量43、产生紊动混合的主要因素是 ( )A. 风力 B. 水力坡度 C. 密度差异 D. 温度差异 44、应用 S-P 模型时，河流设计流量应采用（ ） 。 A.河流防洪设计流量 B.河流枯水期流量 C. 河流平滩流量 D. 河流百年一遇洪水流量45、下列不属于瞬时源浓度解的有( )A. )42(exp4exp(), 2EByuEuyHQcyxcyeB. )(2),(0 DtrfcDtrftC. tbuxeftbuxefctx 44),(0D. DtzyuxDtMtzyxc 4)(e

16、p4),( 223二、计算题1、在流场均匀的河段中，岸边连续稳定排放污染物，污染物的排放负荷 。已知访河段河宽 500m，平均kg/h20m水深 5m，平均流速 0.5m/s，横向扩散系数 ，试求下游 2km 处的最大浓度。/s12yE2、在河流岸边有一连续稳定排放污水口，河宽 15m，水深 1.5m，河水流速 0.3m/s，横向扩散系数 0.05m2/s， （1）求污水到达对岸的纵向距离 Lb 和完全混合的纵向距离 Lm；（2）若污水排放口排放速率 20 g/s。求污染物到达对岸的浓度 C(Lb,B)、C(Lb,0)，完全混合的断面浓度 C(Lm,B)、C (Lm,0)各是多少？3、均匀河段

17、上有一废水排放口，河水平均流速 u=20km/d，排放口起始断面河水 (和废水完全混合后)含 BOD 浓度为 c0 =20mg/L，BOD 的衰减系数 k1=2d-1，分散系数 K= 1 km2/d，求下游 1km 处的河水中 BOD 的浓度( 考虑分散作用和忽略分散作用两种情况分别求解)。4、某河流枯水期流量 1.5m3/s，浓度为零，河段排污口排水量 0.5m3/s，浓度 100mg/L，该污染物降解速率 k1=0.1d-1, 河流平均流速 6.85km/d，要求排污口下游 16km 处平均浓度不超过 15mg/L，若通过削减该点源排污量，问该点源应削减到多少？(忽略河流混合的第一、二两个

18、阶段)5、在宽浅型明渠的单位面积上瞬时投放 1.5 kg/m2 的污染物，已知平均流速为 0.1m/s，污染物降解速率 0.22d-1，纵向分散系数为 0.5m2/s，试求下游 500m 处断面上污染物的最大浓度？6、有一足够宽的河流，水流流速为 1 m/s，河段水深为 2.0 m， 横向扩散系数 0.01m2/s。有一工业排污口，连续稳定排放污水，污水中含有不易降解的有害物，排放速率为 20 g/s。试计算排污口下游 400m、横向距离 10m 处的有害物质浓度。7、已知河流流速为 0.3m/s，河宽 12m，水深 0.8m，若水温为 25，起始断面上 BOD5 浓度为 36mg/L，DO

19、为 5mg/L，BOD 衰减速度常数 k1 =0.15 d-1, 水中的复氧速度常数 k2 =0.24 d-1， 计算临界氧亏点的距离，临界点的DO，BOD 5 的值。(已知水温为 25下的饱和溶解氧 Os=8.35mg/L)8、在宽浅型渠道的单位面积上瞬时投放 1.5 kg/m2 的污染物，断面平均流速为 1.81m/s，纵向分散系数为 0.1 m2/s，污染物降解系数 0.22 (1/d)，试绘制下游 200m 处浓度随时间的分布图，并求该断面上污染物的最大浓度？9、连续点源排放的污染物负荷量 ，河流水深 1.5m，平均流速 0.3m/s，横向扩散系数 ，污染物g/s10m /s52yE的

20、衰减速率常数 ，求：11d0k（1）无边界约束条件下，x=2000m，y=10m 处的污染物浓度；（2）在岸边上排放，河流宽度无穷大，x=2000m，y=10m 处的污染物浓度；（3）在岸边上排放，河流宽度 B=100m 时，x=2000m，y=10m 处的污染物浓度。10、一均匀河段上，有含 BOD 的废水排入，河水的平均流速 ，起始断面(和废水完全混合后)上含 BOD 浓km/d20V度为 ，BOD 的衰减系数 ，纵向离散系数 ，求下游 1km 处的河水中 BOD 的浓mg/L20C11d2k/12K度。例题 1.足够长的渠道，断面积为 S，水流静止，在距离坐标原点 L1 处瞬时投放扩散质

21、质量 M1（平面源） ，在距离坐标原点L2 处瞬时投放扩散质质量 M2（平面源） 。 求 c(x,t)=? 解： ),(),(),(21txcttxc其中： ，DtLeSMt4)(1121,DtLxeSMtxc4)(22),(由此可见，浓度公式中坐标 x 应理解为计算点 P 距排放点的距离。例题 2.在例 1 中 M2 在源 M1 排放 排放后 T 时刻瞬时排放，其它条件相同，求 c(x,t)=? 解：其中： ，DtLxeStxc4)(1121),( )(422(4),(TtDLxetSMtc由此可见，浓度公式中时间 t 应理解为距某一指定时刻的时段长。例题 3. 浅水湖泊，水流静止，水深为

22、H，在相距为 L 的两垂线上，分别有两个扩散源瞬间排放（从水面至湖底为均匀分布）质量分别为 m1,m2,求湖泊内垂线平均浓度的变化 c(x,z,t)=?解： ，),(),(),(21tzxctztzxc，4ep4,1 Dttmt 4)(exp4),( 222 DtzLtmtzxc例题 4.在一深水湖泊水下某处瞬时投放长度为 L 的线源，污染源干质量为 M。求浓度的分布 c(x,y,z,t)=?tcttt,)(,1),(用叠加法求解： ，4)(exp)4(/ 2223DtzyDtLMdcdtttzyxcL )()(/),( 22023例题 5.如图，某足够长的河道，在某时刻的浓度分布为 01=1

23、0mg/L,C02=8mg/L,求 C(x,t)=? (已知 D210-5cm2/s) 解： ，其中：),(),(),(02102txctxtcmg/L8),(02txc4,021 Dterft )g/(10415txerf例题 6.一足够长的棱柱形河道，水流静止，从左端岸瞬间均匀排入污水量 （m3),浓度为 0（mg/L),若河道断面积 。 求 c(x,t)=?解： ，)(0gVCm为 干 物 质 质 量源 强 )0(,4exp/2, 20xDttAVCtxc说明：源在岸边时，各点浓度是没有反射边界时的倍。 例题 7.已知矩形渠道，底宽 B10m，水深 h=2m，糙率 n=0.02，断面平均

24、流速 u=1m/s。求 =? xE解：利用谢才公式， ， ，RCuIu2B261RCghI*表观分散系数 *09.6huDEKxcx，3261*)(Bhngu 3265)10(20.18 )/(85.2sm例题 8.在微弯河流宽阔断面的中心，布有一个工业废水排放口，废水流量 q=0.20m3/s，废水中含有守恒的有害物质，其浓度 C0=100ppm，河流水深 h=4.0m，平均宽度 B=100m，流速 v=1.0m/s,摩阻流速 u*=0.061m/s，假定废水排放后垂向均匀混合，横向扩散系数 Ey 0.4hu*（ m2/s） ，如图所示。要求近似估算排放口下游 400m 处的污染带宽度，有害

25、物的最大浓度和断面平均浓度。解：1.求扩散宽度 /sm098.61.4.0. 2*huEy， 则 ：作 为 污 染 带 的 宽 度如 以 b4 m4.350.198.4uxEy2.求最大浓度： ep),( 2xyxxcy浓 度 分 布 公 式 为p5.0.1498.0.14/0max uxEhqcy于 是 ：3.断面平均浓度，由定义 Bdzyxc0),(1断 面 平 均 浓 度 为 dyxEuuxEhqcBy4ep4/20Qqc0或 者 按 充 分 混 合 公 式 ： m5.10.2习题 1.水从深水水库底部出流到一个流速近似为均匀分布的河流中(如图 23 所示)，假设水库水体中原先是无溶解氧

26、的(即溶解氧浓度为零)，但出流后的水体的自由表面处于恒定的饱和氧 (cs)状态。如果忽略纵向扩散和分子扩散，并假设垂向紊动扩散系数 Ey 为常数，横向为无限宽度。试求浓度层中溶解氧 c 的稳态浓度分布。 解：溶解解的稳态浓度分布为： ，)2(ysxEVerfcC式中：V 为出流后的断面平均流速。C 为溶解氧的稳态浓度；Cs 为自由表面处恒定的饱和溶解氧浓度。 习题 2.有一层很厚的有机物浸在静止的水体中，它不断地向水体提供营养物质。该营养层面积很大，使营养物质只能向水下扩散(营养物质浮在水体上部)，营养物通过该层底缘向水下由分子扩散传递质量。该层营养物质浓度始终保持为饱和浓度 cs,营养物质的消耗与其浓度成正比。在这种恒定质量传递过程中质量扩散遵守下列规律:，式中：D 为分子扩散系数，k 为营养物质消耗速率。水体中营养物质的浓度分布为kcdy2，式中：cs 为营养物质的饱和浓度；y 坐标是从营养层底缘算起以向下为正，公式(2-21)只适用于expsy0 的情况。