水利工程网http://www.shuigong.com 目录 前言 第一篇水力计算基础 第一章水流运动形态及液体的物理性质 §1-1-1水流运动类型… 、有压流和无压流二、恒定流和非恒定流三、均匀流和 非均匀流,渐变流和急变流四、一度流、二度流和三度流 §1-1-2水流内部流态……………… 层流和素流二、急流和缓流 §1-1-3几种局部水流现象 9 、离解和漩涡二、水跃和水跌 §1-1-4液体的物理性质 、密度和重率二、压缩性三、粘滞性四、表面张力 第二章静水压力的计算 §1-2-1静水压强特性及分布规律……… …………16 、压强二、静水压强特性三、静水压强的分布规律 §1-2-2静水压强的计算……………… 计算公式二、测压管水头三、等压面四、非重力液 体相对平衡下的几种典型情况的计算 §1-2-3平面静水总压力的计算… 图解法 分析法 §1-2-4曲面静水总压力的计算 24 、总压力计算二、二度曲面上的总压力计算 第三章水流运动的基本规律…… §1-3-1液体运动的连续性方程…… 、液体运动的连续性微分方程式二、液体总流的连续性方程 §1-3-2液体运动方程…………………… 纳维尔~司托克斯( Navier~ toke)方程二、欧拉( Euler)运 动方程三、雷诺( Reynold)方程
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水利工程网http://www.shuigong.com §1-3-3水流动量方程………… 着 §1-3-4水流能量方程 、恒定流总流的能量方程二、能量方程各项的物理意义和 几何意义三、总流能量方程的应用条件四、有分流(或汇 流)的总流能量方程 1-3-5水流的能量损失……………………………………36 能量损失分类及叠加原理二、均匀流的切力分布三、均 匀流沿程能量损失的计算公式四、局部能量损失的计算公式 第四章有压管道恒定流………… 56 §1-4-1简单管道 …………………56 、水力计算的基本公式二、管道直径的选择 §1-4-2复杂管道………………………………………………58 串联管道 并联管道 §1-4-3连续均匀泄流管道………… §1-4-4管网… 树枝状管网 环状管网 第五章明渠水流 ……68 §1-5-1明渠均匀流 ……………………68 、明渠均匀流的基本计算式二、明渠均匀流的力学实质 §1-5-2明渠非均匀流……………… …69 、棱柱体渠道和非棱柱体渠道二、断面单位能量,陡坡, 缓坡,临界坡三、棱柱体渠道恒定渐变流的水面曲线类型 §1-5-3明渠非恒定流基本方程式 73 参考资料 ………73 第二篇渠道的水力计算 第一章渠道水力计算中有关参数的确定…… §2-1-1渠道断面型式及其过水断面、湿周和水力半径的计算……74 §2-1-2渠道边坡系数和渠堤超高的确定…… 一、边坡系数的确定二、渠堤超高的确定 §2-1-3舍齐系数C值的计算……… 79 一、清水渠道的糙率值二、挟沙水流渠道的糙率值三、渠 道的综合糙率四、渠道的冰盖糙率
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水利工程网http://www.shuigong.com §2-1-4渠道纵向底坡的选择………………… §2-1-5渠道弯曲半径的确定…………………………… §2-1-6渠道不冲流速的计算…… 、清水渠道的不冲流速、挟沙水流渠道的不冲流速 §2-1-7渠道不淤流速的计算… 第二章渠道设计的水力计算方法 §2-2-1渠道断面水力要素的基本计算方法 §2-2-2清水渠道断面的水力计算方法 、渠道水力最优断面的计算方法二、渠道实用经济断面的 计算方法 §2-2-3挟沙水流渠道设计的水力计算方法 黄河中下游地区采用的计算方法二、西北黄土地区采用 的计算方法 第三章渠道非均匀流水面曲线的计算方法 §2-3-1控制水深… §2-3-2分段求和法 §2-3-3水力指数法……… 正坡渠道二平底渠道三、逆坡渠道 参考资料… 115 第三篇堰、闸泄流能力和溢洪道的水力计算 第一章宽顶堰流 118 §3-1-1堰型及水流特性 §3-1-2宽顶堰自由溢流的流量计算………………… 119 堰流的基本计算式二、有底坎宽顶堰流的流量系撒 三、无廳坎宽顶堰流的流量系数四、侧收缩系数 §3-1-3宽顶堰淹没溢流的流量计算…………………………128 、淹没堰流基本计算式二、宽顶堰淹没系数 §3-1-4宽浅式溢洪道进口的泄流量计算 为梭柱体平底槽,且b/H 进口为棱柱体早 底槽,且8/H>10 进口为棱柱体缓坡明槽,且b/丑> 10,但长仍较短四、进口为棱柱体缓坡明槽,且槽身很长 f
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水利工程网http://www.shuigong.com 第二章实用堰流和侧堰 §3-2-1WEs标准型剖面及其流量计算 13 一、堰型二、流量系数三、淹没系数四、侧收缩系数 §3-2-2克一奥型剖面及其流量计算………… 139 堰型二、流量系数三、淹没界限及淹没系数四、侧 收缩系数 §3-2-3有胸墙的溢流…………… …149 、堰顶曲线二、泄流量计算 §3-2-4折线型低堰…………… 151 、堪型二、流量系数三、淹没界限及淹没系数 §3-2-5驼峰堰……………… 153 §3-2-6侧堰… 156 分水角为锐角时的侧堰水力计算二、分水角为直角时的 侧堰水力计算 第三章闸孔出流 160 §3-3-1闸孔自由出流和淹没出流的判别及泄流能力的基本 计算式 160 、闸孔出流流态的判别准则二、基本计算式 §3-3-2闸孔自由出流的流量系数…… 163 、当闸底坎为宽顶堰(有坎或平底)二、当闸底坎为曲线型 实用堰 §3-3-3闸孔出流的淹没系数 第四章溢洪道 §3-4-1河岸式正堰溢洪道 、陡橹摻气水深的计算二、明渠急流冲击波的计算三气 蚀问题 §3-4-2竖井式溢洪道… 有平顶段的竖井式溢洪道二、无平顶段的竖井式溢洪道 §3-4-3河岸式侧槽溢洪道……… …178 侧槽溢洪道的水流状态二、侧槽的形式三、侧槽水面 线的计算四、侧槽水流控制断面的确定五、侧橹首端槽底 高程及槽首断面水深的确定 参考资料
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水利工程网http://www.shuigong.com 算四篇泄水建筑物下游消能防冲的水力计算 第一章水跃……… ……………192 4-1-1矩形断面棱柱体渠槽的自由水跃 矩形断面平底渠槽的自由水跃二、矩形断面正坡渠槽的自由水跃 三、矩形断面逆坡渠槽的自由水跃 §4-1-2矩形断面扩散渠槽的自由水跃……… ……198 、共轭水深的基本计算式二、跃长计算式 第二章底流式消能防冲的水力计算……… §4-2-1水流衔接状态的判别……… 水流衔接状态的判别准则二、收缩水深的计算三、跃 后水深和下游水 定四、消能工设计流量的确定 4-2-2底流式消能工的水力计算 204 消力池的水力计算二、消力坎的水力计算三、综合式 消力池的水力计算四、辅助消能工五、几种消能工的介绍 §4-2-3海漫和下游局部冲刷 222 、海漫长度的确定二、海漫下游的局部冲刷 第三章挑流消能的水力计算…… 225 §4-3-1挑流衔接的特性和挑流消能… 225 §4-3-2鼻坎型式与尺寸的选择 226 鼻坎型式的选择二、连续式鼻坎的尺寸三、差动式鼻 坎的尺寸 §4-3-3挑流射程的计算… ……………………………228 、鼻坎至下游水面的挑距二、水面以下水舌长度的水平投 影三、总挑距 §4-3-4冲刷的计算……………………… …231 、冲刷坑深度的估算二、许可的冲刷坑最大后坡 第四章面流消能的水力计算… 236 §4-4-1面流流态 §4-4-2形成面流衔接的基本条件………………………………238 §4-4-3面流衔接的水力计算………… 一、面流流态界限值的计算 面流消能下游的导墙长度 §4-4-4面流消能的水力设计原则和步骤…
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水利工程网http://www.shuigong.com 第五章消力戽的水力计算 §4-5-1戽流流态… §4-5-2连续式消力戽的水力计算…… …253 、连续式消力戽的尺寸选择 下游水流衔接和冲深计算 §4-5-3连续式消力戽的水力计算方法和步骤…261 §4-5-4差动式消力戽的水力计算… 参考资料……………………… …275 第五篇渗流计算 第一章堰闸地基的渗流计算… §5-1;1直线比例法…… §5-1-2阻力系数法………… 281 、地基的分段二、地基计算的有效深度三、各段水头损 失和单宽渗流量的计算四、对进出口处水头损失的修正 五、作扬压力图六、出口渗流坡降的计算 §5-1-3流网法… 291 一、绘制流网时应注意的问题二、根据流网图求渗流的水力 要素 §5-1-4分层土及各向异性土的堰闸地基渗流计算……………296 、分层土的堰闸地基渗流计算 各向异性土的堰闸地基 渗流计算 §5-1-5堰闸地下轮廓具有排水设备的渗流计算………298 平底板内设置排水二、设置排水减压井三、护坦上开 冒水孔 第二章土坝的渗流计算…………… §5-2-1均质土坝的渗流计算 、均质土坝在不透水地基上,无排水设备二、均质土坝在 不透水地基上,有排水设备三、均质土坝在透水地基上,有 排水设备或无排水设备 §5-2-2心墙土坝的渗流计算 、心墙土坝在不透水地基上,无排水设备二、心墙土坝在不 透水地基上,有排水设备三、心墙土坝在有限透水地基上, 心墙筑至不透水层,无排水设备四、心墙土坝在有限透水地 基上,心墙筑至不透水层,有排水设备
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水利工程网http://www.shuigong.com §5-2-3斜墙土坝的渗流计算………… 311 、斜墙土坝在不透水地基上,有排水设备二、斜墙土坝在 有限透水地基上,有齿墙,有排水设备三、斜墙土坝在有限 透水地基上,有铺益,有排水设备 §5-2-4库水位下降时土坝浸润线的计算… 319 一、计算的原则二、均质土坝在库水位下降时浸润的解析 解法三、心墙土坝在库水位下降时浸润线的计算四、时段 流网法 §5-2-5坝基设截水帷幕的土坝渗流计算 §5-2-6土坝下游设减压井的渗流计算………… 34 第三章水工建筑物的渗透绕流计算 §5-3-1堰闸与土坝联结的绕渗计算…………………………36 典型区段I的渗流水力要素计算式二、典型区段I的渗 流水力要素计算式三、典型区段II的渗流水力要素计算式 四、典型区段IV的渗流水力要素计算式五、典型区段V的 渗流水力要素计算式六、区段边界处渗流水深的确定 §5-3-2堰闸与岸坡联结的绕渗计算… 47 坝端与岸边的联结为半圆形或平面二、坝端与岸边的联 结设置刺墙三、坝端与岸边的联结为阶梯形并设置刺墙 §5-3-3流网法……… 352 第四章井的渗流计算…………… §5-4-1无压井的渗流计算………………… 、无压完全井二、无压非完全井 §5-4-2有压井的渗流计算………… 一、有压完全井二、有压非完全井 §5-4-3半有压完全井的渗流计算……………… 359 §5-4-4位于供水或不透水直线边界附近的水井渗流计算…360 一、位于供水直线边界附近的完全井二、位于不透水直线边 界附近的完全井三、位于相互垂直的不透水边界附近的完全 井 §5-4-5井群的渗流计算…………………………………362 一、无压完全井井群二、有压完全井井群三、有压非完全 井井群四、无压非完全并井群 §5-4-6接近直线供水边界的直线井群渗流计算…… 363
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水利工程网http://www.shuigong.com 无压完全井井群二、有压完全井井群三、有压非完全 井井群四、无压非完全井井群 §5-4-7分层土中井的渗流计算……………64 、分层计算法二、势函数法 §5-4-8井的非恒定渗流计算………………… 368 第五章渠道的渗漏计算…… 370 §5-5-1渠道渗漏的过程 370 、自由渗漏二、顶托渗漏 §5-5-2渠道自由渗漏计算 ……371 、地下水埋藏很深时的恒定渗漏二、渠底下不深处有强透 水层的恒定渗漏三、地下水位在渠底下不深处的恒定渗漏 §5-5-3渠道顶托渗漏计算 376 §5-5-4分层土及各向异性土渠道的渗漏计算… 分层土巢床 各向异性土渠床 §5-5-5有防渗措施的渠道自由渗漏 378 全部渠面有土质防渗层二、全部渠面有非土质防渗层 第六章.土的渗流变形 §5-6-1渗流变形的形式…………………………………………381 §5-6-2渗流变形形式的判别………………… 382 §5-6-3渗流稳定的控制 堰闸地基水平渗流坡降的允许值二、水工建筑物下游渗 流逸出坡降的允许 参考资料 387 第六篇水工隧洞的水力计算 第一章隧洞水流的基本水力计算… …390 §6-1-1隧洞的水流流态及其判别…… 隧洞水流的流态及其演变二、隧洞自由出流时流态演变 的界限值 §6-1-2有压流的基本水力计算… 394 、基本计算公式 基本的水力计算内容和方法 6-1-3无压流的基本水力计算 399 短洞与长洞二、短洞的水力计算三、长洞的水力计算
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水利工程网http://www.shuigong.com 四、净空面积和净空高度 §6-1-4半有压流的基本水力计算 半有压短洞和半有压长洞的长度界限二、计算公式和计 算方法 §6-1-5进口段设置有压短管的无压泄流隧洞的基本水 力计算……… ……………413 、洞身为无压流的水流状态二、泄流能力的计算三、掺 气水流的水深 第二章隧洞各种过渡段的形式 417 §6-2-1有压进口的边界曲线… ·417 两面收缩和顶面收缩的矩形断面进口二、四面收缩和三 面收缩的进口 §6-2-2进口有压短管的体形… §6-2-3渐变段的体形 421 §6-2-4出口及其急流联结段的形式… 423 §6-2-5转弯半径 425 §6-2-6分岔的形式 第三章水工隧洞的一些特殊水力学问题…………426 §6-3-1通气管的面积…………… 6-3-2平板闸门的门槽形式……………… §6-3-3平板闸门上的动水压力 面板上的动水压力二、底缘上游面的上托力和下游面的 下吸力三、门顶的水柱压力 §6-3-4闸门的振动问题 §6-3-5不衬砌和部分衬砌岩石隧洞的糙率……… 参考资料 436 第七篇渠系建筑物的水力计算 第一章配(泄)水建筑物………………………438 §7-1-1分水闸 438 开敞式分水闸二、涵管式分水闸 §7-1-2退水闸、泄洪闸、节制闸……… §7-1-3纵向底格栅型引水及跌水
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水利工程网http://www.shuigong.com 、坝顶栅孔过水流量的计算二、置于渠道上的跌水消能底 柵的水力计算 第二章落差建筑物…………………………………45 §7-2-1陡坡…… 445 一、进口段二、陡坡段三、消能出口段 §7-2-2跌水 ……·454 、单级跌水二、多级跌水 第三章交叉建筑物 §7-3-1渐变段的设计……… 461 进口收缩渐变段二、出口扩散渐变段 §7-3-2渡槽的水力计算 、槽身底坡的确定二、糟身断面的设计三、渡槽水面总 陣落值的计算四、进出口底板高程的确定五、渡槽支墩的 埋设深度 §7-3-3倒虹吸管的水力计算 …470 一、各组成段对水力设计的要求二、水面衔接和流量计算 三、沉砂池 §7-3-4桥孔的水力计算…………… ………………480 流经桥孔水流的流态二、桥孔尺寸的确定 第四章量水建筑物… §7-4-1量水堰……………………… 483 、直角三角形薄壁堰二、矩形薄壁堰三、梯形薄壁堰 §7-4-2巴歇尔量水槽…………………………………… …486 槽身尺寸的确定二、量水槽流量的计算 参考资料………… 489 第八篇河道的水力计算 第一章河道恒定流水面曲线计算… §8-1-1水面曲线基本方程式………… 490 、基本方程式二、沿程水头损失的计算三、动能改正系 数四、局部水头损失的计算 §8-1-2水面曲线计算方法…………… 497 逐段试算法二、图解法三、确定水库回水曲线的简易 近似法四、河床变形后水面曲线的推求
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