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河北工業大學2021年碩士研究生招生考試自命題科目考試大綱

科目代碼：861

科目名稱：水力學與水分析化學

適用專業：土木工程(市政工程方向)、土木水利(市政工程方向)

一、考試要求水力學與水分析化學適用于河北工業大學土木與交通學院土木工程（研究方向07市政工程）、土木水利（研究方向05市政工程）專業研究生招生專業課考試。內容包括水力學和水分析化學兩部分。主要考察對于水力學與水分析化學的基本概念、方法、計算等，運用所學知識分析問題和解決問題的能力。

二、考試形式試卷采用客觀題型和主觀題型相結合的形式，水力學部分主要包括判斷題、簡答題、計算題等；水分析化學部分主要包括填空題、名詞解釋題、簡答題、實驗設計題、計算題等，考試時間為 3 小時，總分為 150 分，其中水力學部分占 75 分，水分析化學部分占 75 分。

三、考試內容第一部分水力學

（一）水力學基礎知識 1、液體的基本特性和主要物理性質。 2、理想液體和作用在液體上的力：理想液體的概念，作用在液體上的兩種力及其判斷。

（二）水靜力學 1、靜水壓強的基本概念：靜水壓強的定義；靜水壓強的基本特性。 2、等壓面的概念與性質。 3、水靜力學基本方程：壓強的幾種表示方法；水靜力學基本方程的能量意義和幾何意義；水靜力學在量測中的應用：測壓管、差壓計的工作原理及其典型計算。 4、作用于平面上的靜水總壓力計算：應用圖解法求解總壓力。 5、作用于曲面上的靜水總壓力計算：曲面上靜水總壓力大小、靜水總壓力方向作用點。

（三）水動力學基礎 1、描述液體運動的兩種方法：拉格朗日法和歐拉法；全加速度的概念。 2、描述液體運動的基本概念：恒定流與非恒定流；跡線與流線；流管、元流、總流、過水斷面、流量和斷面平均流速；均勻流與非均勻流。 3、恒定總流的連續性方程：液體運動的連續性微分方程；恒定總流的連續性方程。 4、恒定總流的能量方程：實際液體恒定總流的能量方程的物理意義和幾何意義；恒定總流實際液體能量方程應用。 5、恒定總流的動量方程：恒定總流動量方程的應用條件和技巧；恒定總流動量方程工程應用；能量方程與動量方程的異同。

（四）液流形態與水頭損失 1、流動阻力和水頭損失的分類：流動阻力的分類；水頭損失的分類。 2、雷諾實驗；層流和紊流的判別方法；雷諾數的表達式和物理意義。 3、均勻流沿程水頭損失的計算：沿程水頭損失與邊壁切應力的關系；沿程水頭損失與流層間切應力的關系；沿程水頭損失的通用計算公式。 4、圓管中的層流運動：圓管均勻層流的流速分布；圓管均勻層流的流量；圓管均勻層流的斷面平均流速；圓管均勻層流的沿程水頭損失。 5、圓管中的紊流運動：紊流中的層流底層及紊流中的流區。 6、紊流的沿程水頭損失計算：沿程阻力系數的試驗研究（尼古拉茲試驗）；實際管道沿程阻力系數；沿程水頭損失的經驗公式（謝才公式）。 7、局部水頭損失的計算：管道局部水頭損失系數及局部水頭損失的通用公式。

（五）孔口、管嘴和有壓管道恒定流

1、孔口、管嘴恒定出流的基本概念、分類；有壓管道出流的基本概念、分類。

2、孔口、管嘴恒定出流的基本公式：（1）薄壁小孔口的自由出流；（2）薄壁小孔口的淹沒出流；（3）薄壁小孔口的收縮系數及流量系數的影響因素。

3、液體流經管嘴的恒定出流的基本公式：（1）圓柱形外管嘴的恒定出流；（2）圓柱形外管嘴收縮斷面的真空；（3）管嘴正常出流的基本條件；（4）管嘴的淹沒出流。

4、水力短管的水力計算：（1）短管自由出流的基本公式；（2）短管淹沒出流的基本公式；（3）典型短管水力計算的問題：虹吸管和水泵的水力計算。（六）明渠恒定流動 1、明渠的幾何特性：明渠底坡；明渠的橫斷面；過水斷面的幾何要素；棱柱形渠道和非棱柱形渠道。 2、明渠均勻流基本公式：明渠均勻流的特性及形成條件；明渠均勻流的基本公式。 3、明渠水力最優斷面及允許流速；水力最優斷面；允許流速。 4、明渠均勻流的水力計算：校核渠道的輸水能力；根據水力最優斷面設計新的渠道。 5、無壓圓涵管均勻流水力計算：過水斷面幾何要素；無壓圓管均勻流水力計算；水力最優充滿度；最大充滿度和允許流速。 6、明渠恒定非均勻流：明渠的流動狀態；斷面比能和比能曲線；臨界水深；臨界底坡。 7、明渠恒定急變流：水躍和水跌的基本概念及工程意義。第二部分水分析化學

（一）水分析測量的質量保證 1、水質指標與水質標準的概念、化學分析與儀器分析的主要方法、精確度與精密度的關系。 2、水樣的保存和預處理、取樣與分析方法的選擇。 3、標準溶液與物質的量濃度、量濃度與基本單元。

（二）酸堿滴定法 1、酸堿質子理論。 2、酸堿指示劑的變色范圍、酸減滴定曲線、指示劑的選擇。 3、堿度的組成、連續滴定法測堿度的計算。

（三）絡合滴定法 1、EDTA 金屬絡合物的結構特征、穩定性。 2、金屬指示劑的作用原理、金屬指示劑僵化作用與封閉作用；鉻黑 T 與鈣指示劑。 3、硬度的測定與計算。 4、酸效應的概念、條件穩定常數與酸效應曲線。

（四）沉淀滴定法 1、沉淀溶解平衡與影響因素、分步沉淀、沉淀的轉化。 2、莫爾法原理與滴定條件、氯離子濃度的計算。

（五）氧化還原滴定法 1、氧化還原反應的特點、提高氧化還原反應速度的方法。 2、氧化還原平衡與電極電位的應用。 3、高錳酸鹽指數、COD、BOD5 的定義、測定、計算及在水質監測中的作用。 4、碘量法的原理與計算。 5、溴酸鉀法的原理與計算。

（六）吸收光譜法 1、吸收光譜和吸收光譜曲線的定義、朗伯比爾定律的定義及公式。 2、顯色反應及其影響因素。 3、吸收光譜法的定量方法、標準曲線法。 4、分光光度計的工作原理與使用方法。

（七）電化學分析法 1、電位分析法、指示電極、參比電極、pH 的測定。 2、電導分析法。（八）色譜法 1、色譜的產生、構成與分類。 2、色譜分離原理、色譜結構、色譜柱的分類與制備、檢測器分類。 3、氣相色譜的工作原理、組成。（九）原子光譜法 1、原子吸收的產生、原子吸收光譜法的定義。 2、原子吸收光譜儀的工作原理、組成。

四、參考書目 [1]《水力學》，于布，華南理工大學出版社。 [2]《水分析化學》，主編：黃君禮，中國建筑工業出版社。

五、其他注意事項考生需要攜帶繪圖工具、鉛筆、橡皮、無編程無存儲無記憶功能的計算器。

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