水力分析與計算

前言

本教材是為貫徹教育部在《2003-2007年教育振興行動計劃》中提出的要實施“職業(yè)教育與創(chuàng)新工程”的精神，是國家示范院校重點建設專業(yè)——水利水電建筑工程專業(yè)的課程改革成果之一。人才培養(yǎng)模式的改革是專業(yè)改革的重中之重，本專業(yè)的改革實施方案是借鑒國外的先進職業(yè)教育模式，結合安徽水利水電建設基本情況，構建的以工作過程為導向的人才培養(yǎng)課程方案。本教材在編寫過程中力求概念清晰、深入淺出、聯(lián)系實際，理論上以適當夠用為度，不苛求學科的系統(tǒng)性和完整性，力求結合專業(yè)課，突出實用，體現(xiàn)高職高專教育的特色。在傳承經(jīng)典、成熟理論的基礎上，編入了新規(guī)范、新技術、新材料。本書特色：1.本教材均采用我國《水利技術標準匯編》和《室外給水規(guī)范》中推薦的計算方法、公式，使學生畢業(yè)后就能直接參與工程水力計算。2.每個項目前都設有“技能目標”，目的是讓學生清楚該項目應該學會的職業(yè)技能是什么。每個項目后面都設有“技能訓練題”，包括記公式、會計算、記概念。明確具體地告訴學生每個項目應記住哪些公式和概念，避免了通常使用“掌握、理解”等比較籠統(tǒng)的說法。3.以工程案例為載體，構成了一個完整的實訓工作過程。在編寫過程中，依托真實的學習情境，配套綜合實訓項目；注重學生的職業(yè)能力訓練和個性培養(yǎng)，堅持學生知識、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展，力求實現(xiàn)學生由“會干”向“能干”轉變、教學過程“以教師演示為主”向“以學生動手實作為主”轉變、理論和實踐分開教學向兩者融于工作過程教學轉變。

內(nèi)容概要

本教材是借鑒國外先進職業(yè)教育理念，以工作過程為導向為安徽水利水電職業(yè)技術學院國家重點建設專業(yè)——水利水電建筑工程專業(yè)課程改革而設置的一個學習領域，以安徽省已建、在建、病險水庫加固的水利樞紐工程為載體，以專業(yè)核心課程《水閘設計與施工》、《土石壩設計與施工》中的案例為實例，與核心課程緊密結合，包括：水工建筑物壁面靜荷載分析與計算，有壓管道的水力分析計算，渠（河）道水力分析計算，閘、堰泄流能力分析與計算，泄水建筑物下游消能計算，滲流基礎。各項目配有例題、常用圖表和技能訓練題?！　”窘滩倪m用于高職院校水利水電建筑工程、水利工程、水文水資源工程、給水排水、城市水利、水土保持、治河與防洪等專業(yè)的教學，并可用于成人?？茖W校同類專業(yè)教學，還可供相關專業(yè)技術人員參考。

書籍目錄

前言 緒論 水力分析與計算概述 　情境0.1 水力分析與計算的任務、研究對象及發(fā)展概況 　情境0.2 液體的主要物理力學性質(zhì) 　情境0.3 作用于液體上的力 　技能訓練題 項目1 水工建筑物壁面靜荷載分析與計算 　情境1.1 靜水壓強及其特性 　情境1.2 重力作用下靜水壓強分布規(guī)律 　　1.2.1 重力作用下靜水壓強的基本公式 　　1.2.2 壓強的量度 　　1.2.3 水頭和單位勢能 　　1.2.4 壓強的量測和點壓強的計算 　情境1.3 平面上的靜水總壓力 　　1.3.1 靜水壓強分布圖 　　1.3.2 利用壓強分布圖求矩形平面上的靜水總壓力 　　1.3.3 用解析法求任意平面上的靜水總壓力 　情境1.4 曲面上的靜水總壓力 　　技能訓練題 項目2 有壓管道的水力分析與計算 　情境2.1 有壓管道水力分析一 　　2.1.1 水流運動基本概念及其分類 　　2.1.2 恒定流的連續(xù)性方程 　情境2.2 有壓管道水力分析二 　情境2.3 有壓管道水力分析三 　　2.3.1 水頭損失產(chǎn)生的原因及其分類 　　2.3.2 沿程水頭損失的分析與計算 　情境2.4 有壓管道水力分析四 　　2.4.1 恒定流動量方程式的建立， 　　2.4.2 動量方程的應用條件和解題步驟 　情境2.5 有壓管道水力分析五 　　2.5.1 管流的定義、特點 　　2.5.2 管流的分類 　　2.5.3 管流的計算類型 　情境2.6 有壓管道中簡單管道的水力計算 　　2.6.1 簡單短管的水力計算 　　2.6.2 管徑的確定 　　2.6.3 總水頭線和測壓管水頭線的繪制 　情境2.7 有壓隧洞的水力計算 　　2.7.1 有壓隧洞的計算公式 　　2.7.2 有壓隧洞的水力計算內(nèi)容 　情境2.8 倒虹吸管的水力計算 　　2.8.1 工程案例 　　2.8.2 工程案例分析 　　2.8.3 工程案例計算 　情境2.9 水泵的工作原理分析與計算 　　2.9.1 離心泵工作原理 　　2.9.2 基本工作參數(shù) 　　2.9.3 基本方程及特性曲線 　情境2.10 長管的水力計算 　　2.10.1 簡單管路 　　2.10.2 串聯(lián)管路 　　2.10.3 并聯(lián)管路 　　技能訓練題 項目3 渠(河)道水力分析與計算 　情境3.1 渠道水力分析 　　3.1.1 明渠的分類 　　3.1.2 明渠均勻流的特征和形成條件 　情境3.2 明渠均勻流的基本公式 　　3.2.1 基本公式 　　3.2.2 過水斷面的水力要素 　情境3.3 明渠水力計算中的幾個問題 　　3.3.1 糙率n的選定 　　3.3.2 水力最佳斷面和實用經(jīng)濟斷面 　　3.3.3 渠道的允許流速 　情境3.4 渠道過流能力計算及斷面尺寸設計 　　3.4.1 直接求解法 　　3.4.2 試算法 　情境3.5 復式斷面渠道的水力計算 　情境3.6 渡槽水力計算 　　3.6.1 槽身段的水力計算 　　3.6.2 進口漸變段的水力計算 　　3.6.3 出口漸變段的水力計算 　　3.6.4 進出口底板高程的確定 　情境3.7 明渠水流的三種流態(tài) 　情境3.8 斷面比能與臨界水深 　　3.8.1 面比能、比能曲線 　　3.8.2 臨界水深 　　3.8.3 臨界底坡、緩坡和陡坡 　情境3.9 水躍與水跌 　　3.9.1 水躍 　　3.9.2 水跌 　情境3.10 明渠恒定非均勻漸變流的基本微分方程 　　3.10.1 微分方程討論 　　3.10.2 水深沿流程變化的微分方程 　情境3.11 棱柱形渠道中恒定非均勻漸變流水面曲線分析 　　3.11.1 漸變流水面線的變化規(guī)律 　　3.11.2 漸變流水面曲線分析步驟 　情境3.12 棱柱形渠道中恒定非均勻漸變流水面曲線計算 　　3.12.1 人工渠道水面曲線的計算 　　3.12.2 工程案例介紹 　　3.12.3 工程案例計算 　　技能訓練題 項目4 堰、閘泄流能力分析與計算 　情境4.1 堰流特性與類型的分析判斷 　情境4.2 堰流基本公式的理解與分析 　情境4.3 實用堰流過流能力計算 　情境4.4 寬頂堰流基本公式的應用 　情境4.5 閘下出流基本公式的應用 　技能訓練題 項目5 泄水建筑物下游消能計算 　情境5.1 泄水建筑物下游水流銜接與消能的形式確定 　情境5.2 底流式銜接與消能的水力計算 　　5.2.1 收縮斷面水深的hc計算 　　5.2.2 水躍銜接形式的判斷 　情境5.3 消力池水力計算 　　5.3.1 挖深式消力池的水力計算 　　5.3.2 坎式消力池的水力計算 　　5.3.3 底流式銜接與消能微機求解法簡介 　　5.3.4 底流式消能的其他形式及輔助設施 　　技能訓練題 項目6 滲流基礎 　情境6.1 概述 　　6.1.1 滲流理論的工程應用 　　6.1.2 水在土壤中的狀態(tài) 　　6.1.3 巖土分類及其滲透性質(zhì) 　情境6.2 滲流基本定律 　　6.2.1 滲流模型 　　6.2.2 達西定律 　　6.2.3 細管概化模型 　　6.2.4 滲流系數(shù)的確定 　情境6.3 均勻滲流和非均勻滲流 　　6.3.1 恒定均勻滲流和非均勻漸變滲流流速沿斷面均勻分布 　　6.3.2 漸變滲流的基本微分方程和浸潤曲線 　情境6.4 井和集水廊道 　　6.4.1 集水廊道 　　6.4.2 潛水井(無壓井) 　　6.4.3 自流井 　　6.4.4 大口井與排水基坑 　　6.4.5 滲水井與河邊井 　　技能訓練題 附錄 　附錄Ⅰ 梯形和矩形斷面明渠正常水深求解圖 　附錄Ⅱ 梯形和矩形斷面明渠底寬求解圖 　附錄Ⅲ 梯形、矩形、圓形斷面明槽臨界水深求解圖 　附錄Ⅳ 建筑物下游河槽為矩形時收縮斷面水深及其共軛水深求解圖 參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：水力分析與計算是介于基礎課和專業(yè)課之間的一門技術基礎課，屬力學的一個分支.主要研究以水為主的液體平衡和機械運動規(guī)律及其實際應用。一方面根據(jù)基礎科學中的普遍規(guī)律，結合水流特點，建立基本理論，同時又緊密聯(lián)系工程實際，發(fā)展學科內(nèi)容。1.水力分析與計算的任務及研究對象水力分析與計算所研究的基本規(guī)律，主要包括兩部分，①液體的平衡規(guī)律，研究液體處于平衡狀態(tài)時，作用于液體上的各種力之間的關系，稱為水靜力學，②液體的運動規(guī)律，研究液體在運動狀態(tài)時，作用于液體上的力與運動之間的關系，以及液體的運動特性與能量轉化等，稱為水動力學。水力分析與計算所研究的液體運動是指在外力作用下的宏觀機械運動，而不包括微觀分子運動。水力分析與計算在研究液體平衡和機械運動規(guī)律時，須應用物理學和理論力學中的有關原理，如力系平衡定理，動量定理，能量守恒與轉化定理等，因為液體也同樣遵循這些普遍的原理。所以物理學和理論力學知識是學習水力分析與計算課程必要的基礎。水力分析與計算課程的主要內(nèi)容為水工建筑物壁面靜荷載分析與計算、有壓管道的水力分析與計算、渠（河）道水力分析與計算、堰、閘泄流能力分析與計算、泄水建筑物下游消能計算、滲流基礎項目等，而且視專業(yè)要求不同還有一些專門內(nèi)容，如泄水建筑物下游水流的銜接和消能、管道非恒定流、滲流、高速水流等。2.水力分析與計算應用領域及學習目的水力分析與計算在實際工程中有廣泛的應用，如農(nóng)業(yè)水利、水力發(fā)電、交通運輸、土木建筑、石油化工、采礦冶金、生物技術以及信息、物資、資金等流動問題，都需要水力學的基本原理。

編輯推薦

《水力分析與計算》：水利水電建筑工程專業(yè)課程改革系列教材(國家示范院校重點建設專業(yè))

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