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第十一章 明槽中的恒定均匀流与非均匀渐变流 1

11-1 概述 1

11-2 明槽均匀流 3

(一)明槽均匀流的特征及其形成条件 3

(二)明槽均匀流的基本公式 6

(三)渠道水力计算中的几个问题 8

(四)渠槽水力计算实例 14

11-3 缓流，急流，临界流 18

(一)微波的波速，临界流速 19

(二)流态判别数--佛汝德数 23

(三)断面单位能量，临界水深 23

(四)临界底坡 28

11-4 明槽恒定非均匀渐变流基本方程 30

(一)棱柱形槽水深沿程变化的微分方程 32

(二)人工渠槽断面单位能量沿程变化的微分方程 33

(三)天然河道水位沿程变化的微分方程 34

11-5 明槽非均匀渐变流水面变化的分析 34

(一)棱柱形槽渐变流水面线型式 34

(二)水面线分析的一般原则 39

(三)水面线分析举例 41

11-6 明槽水面线的计算 44

(一)分段法 44

(二)数值积分法 53

(三)水力指数法简介 56

(四)电算实例 59

(一)掺气现象和掺气发生的条件 68

11-7 明槽水流的掺气 68

(二)掺气水流的水力计算 71

习题 75

参考文献 82

第十二章 明槽中的恒定急变流 83

12-1 概述 83

12-2 水跃--缓流到急流的过渡 84

12-3 水跃--急流到缓流的过渡 86

(一)水跃现象 86

(二)平底棱柱形明槽中的水跃方程式 87

(三)矩形断面明槽中的水跃共轭水深关系式 90

(四)矩形断面明槽中的水跃长度 91

(五)水跃公式的验证 91

(六)其他类型明槽中的水跃 93

12-4 缓流变段水流 101

(一)弯段水流的横向水面坡降 102

(二)弯段上的断面环流 104

(三)弯段的水头损失 106

12-5 急流的冲击波与弯段水流 107

(一)冲击波的基本性质 108

(二)急流弯段水流 113

12-6 直槽变断面的过渡段水流 114

(一)平面上断面突变的流动分析 114

(二)过渡段的缓流 117

(三)过渡段的急流 119

习题 122

参考文献 125

第十三章 闸堰和洞涵的过流 127

13-1 闸堰过流的水流特点 127

13-2 闸孔出流 130

(一)平板闸门下出流 130

(二)影响闸孔过水能力因素的分析 134

(三)其他孔口出流 139

(四)闸孔非恒定出流 142

13-3 堰顶溢流 145

(一)薄壁堰溢流 145

(二)实用堰溢流 149

(三)宽顶堰溢流 166

13-4 明流洞、涵的过流 173

(一)隧洞过流的流态及其判别 174

(二)明流隧洞的泄流能力的计算 176

(一)问题的提出 180

(三)明流隧洞断面余幅问题 181

习题 181

参考文献 187

第十四章 建筑物出流与下游的衔接和消能 189

14-1 泄水建筑物出流的特性与衔接消能问题 189

(二)泄水建筑物出流与下游衔接和消能的主要方式 191

(三)建筑物出流收缩断面的水力要素 192

14-2 底流型的衔接与消能 195

(一)底流型的衔接形式 195

(二)水跃消能段中水流的特征 198

(三)水跃的消能量 202

(四)简单消能池的水力计算 204

(五)辅助消能工 210

(六)护坦后的冲刷与河床加固 211

14-3 面流型和混合流型的衔接与消能 219

(一)水平或小挑角跌坎射流的下游衔接形式 219

(二)面流衔接的水力计算 221

(三)消能戽的水流衔接消能 224

14-4 挑流型的衔接与消能 227

(一)挑流射程 228

(二)冲刷坑的估算 231

14-5 关于水流衔接消能的空间问题 238

习题 241

参考文献 245

第十五章 明槽中的非恒定流动 247

15-1 概述 247

(一)明槽非恒定流的特性 247

(二)位移波的分类 249

15-2 明槽非恒定渐变流动的基本方程 250

(一)明槽非恒定流动的连续方程 250

(二)明槽非恒定渐变流动的运动方程 253

(三)明槽非恒定渐变流动的计算方法 255

(四)初始条件的边界条件 257

15-3 特征线法 258

(一)特征方程及其物理意义 258

(二)特征差分方程和定解条件 261

(一)概述 266

15-4 直接差分法 266

(二)常用的显式差分格式 269

(三)常用的隐式差分析式 271

(四)显式与隐式差分格式的比较 272

(五)电算实例 273

15-5 瞬态法 288

(一)瞬态法的有限差量方程式 289

(二)瞬态法的图解计算简介 290

15-6 明槽中的非恒定急变流动--断波 293

(一)棱柱形明槽中的断波波速和波流量 294

(二)溃坝波的简化解 298

习题 302

参考文献 303

第十六章 波浪理论基础 304

16-1 概述 304

16-2 势波理论 308

(一)基本方程、边界条件和初始条件 308

(二)余弦推进波 313

(三)势波的叠加 323

16-3 拉格朗日连续方程和运动方程 327

(一)连续方程 327

(二)运动方程 330

16-4 有限振幅推进波 333

(一)深水推进波 333

(二)浅水推进波 343

(三)关于波浪要素的估选 351

16-5 有限振幅立波 352

(一)深水立波 354

(二)浅水立波 358

(三)关于浅水立波理论的讨论 363

16-6 作用在孤立式建筑物上的波压力 365

(一)绕流的阻力和惯性力 365

(二)小尺度孤立式柱体上的波压力 370

习题 375

参考文献 377

第十七章 动床水力学基础 378

17-1 概述 378

(一)问题的提出 378

(二)泥沙的主要特性 379

17-2 泥沙的起动 384

(一)床面颗粒的受力分析 385

(二)起动条件 387

17-3 床面形态 390

17-4 动床的水流阻力 396

(一)动床阻力的组成 396

(二)总阻力和部分阻力之间的关系 400

(三)床面形态阻力 408

17-5 挟沙水流及其特性 412

(一)沙粒的悬浮 413

(二)含沙浓度的分布 413

(三)含沙水流的特性 418

(一)推移质输沙率 424

17-6 水流的挟沙能力 424

(二)悬移质输沙率 426

习题 430

参考文献 433

第十八章 渗流 435

18-1 概述 435

(一)土壤的水力特性 436

(二)水在土壤中的状态 436

(三)渗流理论的简化模型 437

18-2 渗流的达西定律 439

(一)达西定律 439

(二)达西定律的适用范围 440

(三)渗透系数及其确定方法 442

13-3 渗流运动的微分方程 444

(一)渗流阻力的表达式 445

(二)渗流的运动方程 445

(三)渗流的连续性方程 447

(四)渗流的流速势与拉普拉斯方程 449

(五)无压渐变渗流的布辛尼斯克方程 450

(六)起始条件和边界条件 452

(七)渗流问题的求解方法 453

18-4 地下明槽中的渐变渗流 455

(一)一维渐变渗流的一般公式 456

(二)地下明槽渐变渗流的浸润线 457

(三)河间地区的渗流 460

18-5 井的渗流 462

(一)完全普通井 463

(二)完全自流井 465

(三)井群 467

18-6 均质上坝的渗流 471

(一)不透水地基上均质土坝的渗流 471

(二)有限深度透水地基上的均质土坝 478

18-7 水工建筑物透水地基中的渗流 479

(一)复变函数法 480

(二)分段法 485

18-8 河渠自由渗流 487

(一)平面无压渗流的求解方法 487

(二)无地下水回水时的河渠自由渗流 489

18-9 渗流的水电比拟实验法 493

(一)水电比拟法原理 494

(二)水电比拟法的设备及操作 495

(三)应用流网求解渗流 496

18-10 非恒定渗流 498

(一)弹性释放与弹性贮存 498

(二)非恒定渗流的基本方程 500

(三)无压渐变非恒定渗流 502

18-11 应用有限单元法解渗流问题 503

(一)概述 504

(二)有限单元法的主要步骤 506

(三)电算实例 510

习题 519

参考文献 524

索引 525