2.渠道设计中,当底坡、糙率、过水断面面积A一定时,流量Q最大时的过水断面称-|||-()。 A.最小渠道断面 B.最大渠道断面 C.水力最佳断面D.水力最大断面

考查要点：本题主要考查水力最佳断面的概念及其适用条件，要求理解流量公式中各参数的关系，并掌握如何通过优化湿周来实现流量最大。

解题核心思路：
当底坡、糙率、过水断面面积$A$固定时，流量$Q$的大小由水力半径$R$决定。而$R = \frac{A}{\chi}$（$\chi$为湿周），因此湿周$\chi$最小时，$R$最大，此时$Q$达到最大。此时的断面称为水力最佳断面。

破题关键点：

1. 明确流量公式$Q = \frac{1}{n} R^{2/3} S^{1/2}$中各参数的约束条件。
2. 理解水力半径与湿周的关系，并推导出湿周最小时流量最大的结论。
3. 区分“水力最佳断面”与“水力最大断面”的概念差异。

概念推导

1. 流量公式：
   $Q = \frac{1}{n} R^{2/3} S^{1/2}$
   其中$n$为糙率，$S$为底坡，$R$为水力半径。
   题目中$n$、$S$、$A$均为定值，因此$Q$的最大值取决于$R$的最大值。

2. 水力半径与湿周：
   $R = \frac{A}{\chi}$
   当$A$固定时，$R$的最大值对应湿周$\chi$的最小值。

3. 水力最佳断面定义：
   在过水断面面积$A$固定时，湿周$\chi$最小的断面形状称为水力最佳断面。此时$R$最大，流量$Q$达到最大。

选项辨析

• A. 最小渠道断面：指断面尺寸最小，与题意无关。
• B. 最大渠道断面：指断面尺寸最大，但$A$已固定，排除。
• C. 水力最佳断面：符合湿周最小、流量最大的条件。
• D. 水力最大断面：通常指流量最大的断面，但此处需明确“水力最佳”是流量最大的充分条件。