hydraulic characteristic

宽尾墩是近年来新兴的一种消能结构,它通过边壁的收缩使得射流水舌在横向和竖向上扩散来增加消能效果．阶梯溢流坝通过阶梯水流的掺气作用,一方面使溢流坝面的消能效果得到增强,另一方面又避免因掺气不足而使阶梯溢流坝面产生空蚀破坏[1]．RICE等[2]研究发现使用阶梯溢流坝比光滑溢流坝在提高消能率2～3倍的基础上还可缩短消力池长度．宽尾墩结合阶梯溢流坝形成新的一体化水工结构,这种水工结构既可利用阶梯溢流坝上的阶梯对水流旋滚消能,又可利用宽尾墩墩后气腔增加掺气量,且一体化水工结构出流的单宽流量可比单一溢流坝扩大几倍[3]．目前水东水电站[4]、大朝山水电站[5]、百色水电站[6]、索风营水电站[7]等均使用这种联合消能工宽尾墩+阶梯溢流坝+消力池的消能方式．这种新型消能工是非常有效的水工结构,它具有许多优点，如以组合的方式改善了下游水流的衔接方式,缩短了消力池长度,提高了消能率,且通过宽尾墩后的掺气空腔来避免空蚀空化．

近年来对于宽尾墩、阶梯溢流坝、消力池联合消能工的消能方式研究较多并发现了不少问题,胡耀华等[8]提出在高水头、大单宽流量条件下,由于阶梯面上水深加大,阶梯底部缺乏掺气,阶梯的摩阻作用能量消耗较少,坝面会出现严重的空蚀破坏,且气腔形成的原因还和阶梯坡度、堰面末端坡度与挑坎高度相关．叶茂等[9]通过Fluent软件数值模拟处理水利工程中的复杂体型和具有多个自由面的水气二相流问题．张挺[3]在数值模拟中得出宽尾墩墩后溢流面与第1阶梯的交界处存在负压,并通过试验模型重新布置测点来验证负压的存在．陈群等[10]在阶梯溢流坝紊流数值模拟和试验中得出阶梯的立面上大多会产生负压．杨庆[11]、骈迎春等[12]也对阶梯溢流坝的掺气特性、水力特性和消能效果做了试验研究和数值模拟．

目前已有的研究成果大部分是针对联合消能工对水力特性的影响,然而对许多特定工程条件设计出来的新型消能型式,通过对结构的微调,往往会收到不同的消能效果．如彭勇等[13]对阶梯溢洪道增设前置掺气坎，并提出水流对溢洪道的冲刷破坏分布主要在阶梯溢流坝上的前几级阶梯上,对于之后的阶梯面一般是不易发生冲刷破坏的．王强等[14]通过设置不同台阶数的过渡阶梯,并经过数值模拟得出，对阶梯溢流坝的消能效果影响较大的是过渡阶梯的首级台阶．

文中通过模拟阿海水利枢纽溢流表孔的水工模型,选取国家基金中对首级台阶角度的研究,通过结构的微调,分析首阶阶梯的角度变化对阶梯溢流坝的水面线、沿程时均压强、掺气空腔、空腔负压、流速、消能率等水力特性的影响,选出最适宜的衔接体型,希望能对宽尾墩+阶梯溢流坝+消力池的联合消能工下阶梯溢流坝与WES曲面过渡连接方式的改善和减小水工建筑物的空化空蚀有一定的参考价值．

1 试验模型

水工试验研究对象为水电站溢流表孔试验模型,原型溢流坝选取WES实用堰,堰顶高程1 484 m,孔口尺寸13 m×20 m．采用对称Y型宽尾墩,其收缩比为0.445,宽尾墩长10.73 m,左侧和右侧收缩角均为18.52°,宽尾墩后接29级阶梯溢流坝面,自上而下依次编号为1#至29#,台阶高为1 m、宽为0.75 m,阶梯台面均水平．宽尾墩下部与堰面以1.00∶0.75斜坡段和反弧段连接,反弧段半径为50 m,下接消力池底板,消力池底板高程1 405 m．出流条件为自由出流．

模型含有2个溢流表孔，遵循重力相似准则,模型比尺采用1∶60．材料选用有机玻璃,表面糙率为0.007～0.009．上游水位原型为1 507.23 m,相应模型水位高于溢流堰顶0.39 m,下游水位为1 445.33 m,相应模型水位高于消力池底板0.67 m．其中上游水库延长到坝轴线0+00 m以上约3.5 m,下游延长到0+00 m以下约6.5 m,模型总长约10 m．模型29级阶梯均高1.67 cm、宽1.25 cm,首级台阶台面角共7种方案,分别取上挑5°，10°，15°,水平0°和下跌5°，10°，15°．通过水工模型试验分析不改变阶梯高度情况下,首级阶梯台面角度变化对联合消能工水力特性的影响．试验模型示意图、试验原型局部示意图及试验现场示意图如图1，2，3所示．模型比尺关系见表1．

  

图1 试验模型示意图

 

Fig.1 Schematic diagram of experimental model

  

图2 试验原型局部示意图

 

Fig.2 Partial schematic diagram of test prototype

  

图3 试验现场示意图

 

Fig.3 Experimental site diagram

 

表1 模型比尺

 

Tab.1 Model scale

  

名称关系模型原型几何比尺λLλL160.000糙率比尺λnλL1/611.979流量比尺λQλL5/2127885.480流速比尺λvλL1/217.746压力比尺λpλL160.000

模型试验各水力学参数(负压、水面线、时均压力、流速)的测量方法如下:① 负压:采用CY200智能数字压力传感器测量；② 水面线:采用精度为1.0 mm的钢板尺测量；③ 时均压力:选取10 mm的玻璃管和1.5 mm的紫铜管来测量；④ 流速:采用毕托管测量．

2 试验结果分析

2.1 空腔特性

PIAN Yingchun, ZHANG Zhichang. Analysis and treatment of soleplate weakness in the water apron of surface drainage opening of ankang hydropower station[J].Journal of northwest hydroelectric power, 2006, 22(4): 41-45.(in Chinese)

从图4可以得出,当阶梯溢流坝首级台阶面角度下跌时,阶梯面产生的空腔负压较大,且主要位于第2个台阶立面上,当台阶面为-15°时,最大负压达到-38.76 kPa．随着下跌角度的减小,台阶面为-10°时,阶梯面产生的负压略有减小,达到-31.5 kPa．台阶面为-5°时,最大负压为-28.44 kPa．当台阶面水平时,负压最大值为-28.44 kPa．当阶梯溢流坝首级台阶面角度上挑时,阶梯面产生的最大负压较小,且位于第1个台阶立面上.当首级台阶面为5°时,最大负压为-10.02 kPa；台阶面为10°时,最大负压为-9.36 kPa；台阶面为15°时,负压最小,为-7.80 kPa．

 

表2 空腔长度Tab.2 Lengths of aeration cavity

  

方案αL1/mL2/m1 15°0.2414.582 10°0.2515.003 5°0.2313.754 0°0.2213.335-5°0.137.926-10°0.116.677-15°0.095.42

[ 6 ] 陆民安. 百色水利枢纽RCC主坝表孔宽尾墩联合消能工设计与研究[J]. 广西水利水电, 2004(2): 53-56.

2.2 溢流坝阶梯面负压分布

空腔内掺气量不足会导致在阶梯面上负压的产生．存在一定的负压对宽尾墩后空腔在阶梯面上吸卷空气提高掺气有利,但过大也会导致宽尾墩尾部与阶梯联合部分产生空蚀空化,李建中等[15]、张挺等[16]认为附着在边壁上的空化区,如果空泡溃灭在靠近边壁的水中,可能会在边壁表面产生空蚀．试验采用CY200智能数字压力传感器测量负压,测量点位置位于过渡阶梯上第1级阶梯垂直面、水平面及第2级阶梯垂直面3个面上．每个面分上、中、下3个测点,共9个测点,取各平面最大负压值．通过试验发现各方案空腔内均存在负压,过渡阶梯上第1级阶梯垂直面和水平面及第2级阶梯垂直面负压p1分布如图4所示．

  

图4 各首级台面角下负压分布的比较

 

Fig.4 Comparison of negative pressure distribution at

 

different table-board angles of first step

如果医生经过检查诊断为扁平足，通常的治疗方法就是回家观察，多数患儿过一段时间足弓就会自己显现。只在必要有症状的情况下需要借助矫形鞋、鞋垫来帮助缓解症状。

可见,在其他因素一定且当首级阶梯台面角下跌时,随角度的增加,最大负压绝对值增大;当首阶阶梯台面角上挑时,随角度的增加,最大负压绝对值减小;且随角度增加,最大负压值的分布从第2级阶梯的立面上移到第1个阶梯的立面上．就阶梯面负压而言,若台阶面负压值过大,不利于掺气,可能产生空蚀空化．7个方案最大负压均小于60 kPa,满足工程要求．其中台面角为15°时负压最小,可最大限度地减少空蚀空化对台阶的破坏,为最适宜的阶梯衔接体型．

为突出所述方法的优越性,图6所示为主成分分析(Principle Component Analysis,PCA)方法对4种运行状态的分类结果,相对NCA方法存在着较高的误分率,说明了所述方法的优越性.

2.3 消力池水深及流态

图5为消力池沿程水深h分布情况.由图5可知，首级台阶台面角度下的7种方案在消力池内沿程水深走势分布基本一致．下泄水流从阶梯溢流坝面进入消力池内水面波动较大,紊动剧烈,均呈白色泡沫状,在此形成水跃,水面大量掺气,并在表面产生回流,沿程水深增大．到消力池中段,水面趋于平稳,波动较小．在消力池尾坎附近,泄流受尾坎作用,水面线达到最高,白色泡沫状水流逐渐消散,最大水深出现在桩号0+228.160 m附近处．之后水流跌落在消力池尾坎后,与下游水面衔接．

康复性景观和康复性流动理论，解释了流动、地方与个体健康的关系，为探索健康旅游提供了理论视角，但是目前的研究仍存在局限，表现在以下方面。

  

图5 消力池沿程水深h分布

 

Fig.5 Water depth distribution at the stilling basin bottom

其中方案1,2,3,4,5,6,7最大水深分别为44.00,43.90,43.88,43.45,43.30, 42.94，42.88 m,且出现在桩号0+228.160 m处．方案1沿程水深最大,水流较平稳．由图5可知，台面上抬均比水平或下跌时水面线高,水面波动小．

H4：行业协会作用对新疆农产品品牌竞争力有正向影响，即行业协会对农业产业发展的协调、引导作用越显著，新疆农产品区域品牌竞争力越强。

2.4 沿程时均压强分布规律

在宽尾墩的横向收缩作用下,水流沿着宽尾墩紧贴壁面在竖直方向往上拉高形成2股狭窄且高耸的水翅,而后跌落在阶梯溢流坝面上,经阶梯面后以一定角度撞击消力池底板,并在下游水位的阻壅作用下形成水跃．使水流在消力池前段水面旋滚,掺入大量气泡,并产生回流[17]．在水流的冲击下,沿程底板承受压力较大．图6为各首级台阶台面角下时均压强p2分布情况.

  

图6 各首级台面角下时均压强分布

 

Fig.6 Distribution of time-averaged pressure at different

 

table-board angles of first step

由图6可以看出，7种方案压强分布趋势一致,溢流坝面最小压力值出现在WES溢流堰堰顶下游的附近位置,在宽尾墩收缩作用下,泄流与前几级过渡阶梯之间形成稳定的掺气空腔,空腔内阶梯面出现负压且负压最大值出现在台阶面上挑时第1级阶梯立面上、台阶面水平或下跌时第2级阶梯立面上;在反弧段(桩号0+64.140 m至桩号0+97.800 m区间)水面局部会升高,流速减小,压强急剧升高,在桩号0+97.800附近压强达到最大值后又逐渐降低,由于该段是上游水流下泄的跌落点,时均压强较高,水流冲击消力池底板之后,水面开始上升,底板压力减小;在桩号0+228.160 m至桩号0+245.000 m区间的消力池末端,压强在尾坎的雍水作用下呈逐渐增大趋势．各方案最大压强均出现在消力池尾坎(桩号0+245.000 m)附近处,其中首级阶梯水平,即方案4的最大压强为439.824 kPa,方案2，3压强相较于方案4略有增加,分别为457.464，450.408 kPa；方案6增加较少且最大压强出现在桩号0+241.000 m处,为 447.468 kPa,其中方案1相较于方案4最大压强增加较多且最大压强也出现在桩号0+241.000 m处,为466.284 kPa．方案5，7最大压强分别为442.760，432.180 kPa,相较于方案4略有降低．其中方案1压强最大,主要由于上挑15°水汽掺混更加充分,空腔长度大,因此产生的水气两相紊动大,能量消耗多,在消力池内水深较深,压强也较大．

2.5 临底流速

流速采用毕托管测量,求出水流跌入反弧段和消力池内的表流和底流流速．模型在反弧段(0+64.140 m～0+105.760 m)及消力池段(0+112.960 m～0+256.970 m)内在坝体中轴线和1#溢流表孔中心线上共布测20个断面．文中对临底流速进行分析如图7，8所示，图中v1为中轴线底流速，v2为底面流速．

  

图7 各方案模型中轴线底流速分布图

 

Fig.7 Distribution of flow velocity of axis in the

 

model in seven schemes

由图7看出,通过试验观测出水流在进入反弧段后,流速增加很快,紊流剪切增强,其动能得到有效消耗,水深沿程增加,底板压力增大．当水流在进入消力池后在(桩号0+112.960 m)附近处,临底流速到达最大点．方案5临底流速最大达到21.72 m/s,方案2临底流速最小仍有19.06 m/s,方案4为20.89 m/s,方案 1为19.82 m/s,方案3为19.67 m/s,方案6为20.05 m/s,方案7为19.55 m/s．然后沿下游方向流速逐渐减小,水面升高,底部流速最小出现在消力池尾坎(0+245.000 m)附近处．方案1临底流速最小达到2.66 m/s,方案7临底流速最小仍有4.47 m/s,方案 2为3.07 m/s,方案3为3.23 m/s,方案4为3.53 m/s,方案5为3.66 m/s,方案6为4.20 m/s．从图中可以看出,消力池内消能效果显著．

  

图8 各方案1#孔底面流速分布图

 

Fig.8 Distribution of flow velocity of spillways No.1

 

in seven schemes

根据1#溢流表孔试验结果,水流刚进入消力池在(桩号0+112.960 m)附近处,水深较小,流态较为紊乱,底流流速较大．方案1,2,3,4,5,6,7最大临底流速分别为20.11,20.46,20.66,20.86,20.92,20.72,20.76 m/s．其中最小的临底流速方案1为20.11 m/s,最大的临底流速方案5为20.92 m/s．流速沿下游方逐渐减小,在消力池尾坎(0+245.000 m)处,临底流速达到最小,其中方案1为3.07 m/s,方案2为3.17 m/s,方案3为3.25 m/s,方案4为4.03 m/s,方案5为4.47 m/s,方案6为4.53 m/s,方案7为4.76 m/s．由图可知,各方案临底流速波动较大,水流紊乱．首级台面上挑15°相较于首级台面水平最小临底流速减少了24%,首级台面下跌15°相较于首级台面水平最小临底流速增加了18%,流速沿程总体分布较一致,且首级台阶台面上挑时反弧段及消力池临底流速均小于水平和下跌时的临底流速．

2.6 消能率

阶梯溢流坝和消力池主要针对下泄水流所携带的巨大能量进行消能[14],为了研究不同角度的首级台阶面对阶梯溢流坝面和消力池消能特性所产生的影响,文中对于阶梯溢流坝上游渐变断面和下游出口断面建立能量方程,则通过能量损失率即水流通过消力池后能量的损失与上游具有的总能量的比为

 

(1)

式中:E1,E2分别为上、下游总能量．各方案消能效果如表3所示,表中H为水面线,v为流速,η为消能率．

 

表3 各首级台面角下消能效果比较Tab.3 Comparison of energy dissipation ratios at differentTable-board angle of first step

  

方案H/mv/(m·s-1)η/%143.602.8059.62243.523.6059.46343.423.9159.44443.354.2058.40543.254.5058.37642.706.0459.13742.676.8058.71

由上可知阶面首级台阶台面角为15°的消能效果最好,主要是由于掺气量的增加加剧了水流之间碰撞导致的．综上所述,在其他因素一定时,消能率随着阶面首级台阶台面角的增大而略有增大,即当阶面首级台阶台面角15°时的方案略优于其他方案．

月亮一定是从人的心头升起来的。不然她怎么可以美得和我们心里想的一模一样。把电源关了以后，月光和火光一起给所有人的脸都打上了柔光，柿子树上挂着一个个黑黢黢的影子，有歌声从篝火的深处传来，无梁可绕，却钻进了人的心里再也出不来。有些东西会让人失去年龄，彻底地打开心门。这样一个围着篝火看月亮的夜晚，非常的适合说出你的秘密。

3 结 论

对阿海水电站宽尾墩+阶梯溢流坝+消力池中溢流表孔5个孔中的2个孔做了水工试验模型．水工模型包括取首级台阶台面上挑15°，10°，5°,水平0°和下跌5°，10°，15°共7种方案．通过分析首级阶梯台面上挑、水平和下跌时对宽尾墩+阶梯溢流坝+消力池整体水力特性的影响,得出结论如下:

1) 各方案掺气空腔随着首阶阶梯台面角的增大而增大,而当首阶台阶台面角上挑10°以后,15°的掺气空腔长度略有减小．

2) 在其他因素一定时,当首阶阶梯台面角下跌时,随角度的增加,最大负压绝对值增大;当首阶阶梯台面角上挑时,随角度的增加,最大负压绝对值减小;且随角度增加,最大负压值的分布从第2级阶梯的立面上移到第1个阶梯的立面上．

3) 首级台阶台面上挑时消力池底板压力和水面线均大于水平或下跌时的压力和水面线,临底流速比水平或下跌时临底流速更小．当阶梯面上抬15°时,消力池底板临底流速较低,流速最大值可控制在21 m/s之内,最大动水压力为466.284 kPa,满足工程要求．

4)在其他因素一定时,各方案消能率随着首阶台阶台面角的增大而略有增大．

5) 通过试验的7个方案对比,可通过各水力特性得出上挑15°时对阶梯面的空蚀空化破坏最小,为最优方案．

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爱国主义是一种历史情感，是对祖国深厚的热爱。习近平总书记指出：“爱国，是人世间最深层、最持久的情感。”[注]习近平：《在北京大学师生座谈会上的讲话》，《人民日报》2018年5月3日，第2版。爱国主义是历史地形成的忠诚和热爱自己祖国的思想和感情，爱国主义是中华民族对祖国最为深厚的历史情感。作为情感系统的爱国主义，表现为热爱祖国的江河大地、锦绣山川，表现为热爱民族的历史文化和骨肉同胞，表现为维护国家的领土主权、社会制度。

本文所采用的掘进支护技术位于9#煤层的9105工作面，该工作面顺槽长度为1.82 km，其东部属于未开拓地区，在顺槽北侧留有三条大巷，西侧工作面为9103，南侧紧邻矿井边缘，相邻9103工作面已经完成开采，不会对9105工作面的巷道挖掘工作造成影响。9105工作面的顺槽掘进方向为东南5°，顺槽北侧地势较高而南侧地势则较低，东侧地势较高而西侧地势较低，该工作面上部煤层平均厚度为1.75 m，煤层硬度系数(f)为3～5，并且没有夹矸。9105工作面的胶带顺槽是按照空留巷所挖掘出的巷道，该巷道用途为通风、辅助运输及行人。

数据往往是最接近事实的途径，如何对大学生进行网络贷款的内在原因进行定量分析，使人们可以根据研究结果做好防护措施显得尤为重要．本文在问卷调查的基础上，获取大学生进行网贷的原因，通过2种回归模型定量地分析大学生进行网贷的原因，从而为正确引导大学生进行网贷提供一定的参考．

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由表2可以看出,各角度掺气空腔随着角度的增大而增大,首级台阶面上挑5°，10°，15°和水平0°时比下跌-5°，-10°，-15°时掺气空腔长度大大增加．且当首阶台阶台面角上挑10°以后,达到15°时的掺气空腔长度略有减小．具体地，当首级阶梯面上挑5°,掺气空腔长度为13.75 m,上挑10°和15°时,掺气空腔长度较大,分别为15.00 m和14.58 m;当下跌5°时,掺气空腔长度减小到7.92 m;当下跌10°时,掺气空腔长度为6.67 m；当下跌15°时,掺气空腔只有5.42 m,而掺气量不足,可能导致阶梯面产生空蚀破坏．分析表明，当首级阶梯角度上挑时,水流挑射更高,与阶梯坝面分离空间更大,空腔更长．就空腔长度而言,台面角上抬优于水平或下跌时．

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朱元璋废丞相后设置大学士，作用不显。朱棣即位后选择阁臣参预机务。然这些阁臣品级太低，不能称为宰相。“（宰相）具有较高的地位，起百官领袖作用。这里的地位一般指官职。这个要素把决策层中的决策人员和秘书、辅助人员区别开来。”［4］

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水流通过紊动可以增加水体中空气的含量,造成水流掺气．掺气空腔长度是衡量掺气减蚀效果的重要标准．出墩水流受Y型宽尾墩水平方向上的收缩作用而在竖直方向形成2股水舌,水流的紊动导致气水两相掺混，使得前几级阶梯水流与壁面产生分离而产生掺气空腔．通过试验发现,不同方案下实测空腔有效长度随首级台阶台面角变化如表2所示,表中α为首级台阶台面角度,L1为模型空腔长度,L2为原型空腔长度．

（二）发达国家宏观经济政策调整外溢性增强。发达国家货币政策出现转向，财政政策趋向扩张。全球经济复苏背景下，发达国家启动货币政策正常化，美国、加拿大、英国相继加息，欧、日央行着手结束量宽政策，美联储加息节奏可能更趋激进。同时，美国减税与1.5万亿美元基础设施投资并举，欧盟呼吁成员国采取扩张性刺激措施，日本无视高赤字继续扩大财政支出。上述政策调整外溢效应显著，将推动长期利率上升和全球金融加速收紧，给经济带来新的不确定性。

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[14] 王强,杨具瑞,武振中,等. 不同台阶数的过渡阶梯对阶梯溢流坝面压强及消能特性的影响研究[J]. 水力发电学报, 2016,35(5): 84-93.

（一）重实验，轻学生。在实验的教学中，教师经常会将教学重点放在实验的演示上，强调学生注意观察实验的步骤和现象，之后直接给出结论，要求学生记牢。这样的实验状态，严重忽视了学生的参与性和实践体验，学生只用眼看，很容易走神，注意力不集中，高耗低效，再加上被动接受的形式，更是无法锻炼学生的思维能力，探究兴趣得不到发挥。

WANG Qiang, YANG Jurui, WU Zhenzhong, et al. Impact of transition ladder with different number of steps on dam surface pressure and energy dissipation of stepped spillway[J].Journal of hydroelectric engineering,2016,35(5):84-93.(in Chinese)

[15] 李建中,宁利中. 高速水力学[M]. 西安: 西北工业大学出版社, 1994.

大肠埃希菌（Escherichia coli）、金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）、无乳链球菌（Streptococcus agalactiae）、停乳链球菌（Streptococcus dysgalactiae）是引发奶牛乳房炎的主要致病菌。大肠埃希菌、金黄色葡萄球菌由内蒙古农业大学兽医学院提供；无乳链球菌（CVCC3940）及停乳链球菌（CVCC3701）菌株从中国兽医微生物菌种保藏管理中心购买。

[16] 张挺,伍超,卢红,等. X型宽尾墩与阶梯溢流坝联合消能的三维流场数值模拟[J]. 水利学报， 2004(8): 15-20.

ZHANG Ting,WU Chao, LU Hong, et al.3-D numerical simulation of flow on stepped spillway combined with X-shape flaring gate piers[J]. Journal of hydraulic engineering,2004(8):15-20.(in Chinese)

旅游班小袁同学，一个有强烈自尊心的诚实男孩，自小有听力缺陷，有自卑感，平时学习很努力，大部分功课还可以，但英语基础很薄弱，英语成绩一直在低水平上徘徊。分析原因，主要是学不得法，但小袁同学不以为是。一次英语考试后，依然很差的成绩让他终于爆发了，哭的稀里哗啦，认为自己不幸、不行……。我找他谈心，重点分析存在的问题，要求他选择适合的学习方法并加强引导。经过近两个月的辅导，他的成绩有了很大起色，听、说、读、写能力也有了很大改观，最终以优异的成绩考上了二本院校。

[17] 吴持恭. 水力学[M]. 北京: 高等教育出版社, 2008.