水力学与桥涵水文PDF电子书下载

第一章 水力学基础知识 1

1.1 水力学的任务与研究对象 1

1.2 液体及其基本特征 1

1.3 液体的主要物理力学性质 2

1.4 作用于液体上的力 11

1.4.1 质量力 11

1.4.2 表面力 12

1.5 液体的力学模型 12

思考题 13

习题 14

第二章 水静力学 15

2.1 静水压强及其特性 15

2.1.1 静水压强概念 15

2.1.2 静水压强特性 16

2.2 重力作用下的静水压强分布 18

2.2.1 静水力学基本方程 19

2.2.2 压强表示及测量 22

2.2.3 水静力学基本方程式意义 26

2.2.4 液体静水压强分布图 28

2.3 平面上的液体总压力计算 29

2.3.1 解析法 30

2.3.2 图解法 32

2.4 曲面上的液体总压力计算 34

2.4.1 计算原则 35

2.4.2 总压力的水平分力 35

2.4.3 总压力的垂直分力 35

2.4.4 总压力 36

思考题 38

习题 39

第三章 水动力学基础 43

3.1 液体运动的描述方法 43

3.1.1 拉格朗日法 43

3.1.2 欧拉法 43

3.2 流场基本概念 44

3.2.1 流动基本概念 44

3.2.2 流动类型 46

3.3 恒定流连续性方程 47

3.3.1 恒定总流连续性方程一般表达式 48

3.3.2 有流量汇入或流出的恒定总流连续性方程 49

3.4 恒定流能量方程——伯努利方程 49

3.4.1 动水压强及特性 50

3.4.2 理想液体的能量方程 50

3.4.3 实际液体恒定元流的能量方程 52

3.4.4 实际液体恒定总流的能量方程 53

3.4.5 能量方程的几何图示——水头线 54

3.4.6 能量方程的应用条件及注意事项 55

3.4.7 有机械能输入（或输出）的能量方程 58

3.4.8 能量方程在流速和流量测量中的应用 59

3.5 实际液体恒定总流的动量方程 60

3.5.1 动量方程 61

3.5.2 应用动量方程的注意事项 63

3.5.3 动量方程的应用 64

思考题 66

习题 67

第四章 流动形态与水头损失 72

4.1 流动阻力与水头损失 72

4.1.1 沿程阻力与沿程水头损失 73

4.1.2 局部阻力与局部水头损失 73

4.2 两种流动型态——层流与紊流 74

4.2.1 雷诺实验 74

4.2.2 流态判别——雷诺数 75

4.2.3 流态与水头损失的关系 77

4.3 均匀流沿程损失 78

4.3.1 沿程损失与切应力的关系 78

4.3.2 沿程损失通用公式 79

4.4 圆管层流的沿程损失 79

4.4.1 断面流速分布特征 80

4.4.2 沿程损失与沿程阻力系数 81

4.5 紊流流动特征 82

4.5.1 紊流的形成过程 82

4.5.2 紊流基本特征 84

4.5.3 紊流切应力 84

4.5.4 层流底层与紊流流核 85

4.5.5 水力光滑壁面与水力粗糙壁面 85

4.5.6 紊流的流速分布 86

4.6 紊流的沿程损失 86

4.6.1 尼古拉兹实验 86

4.6.2 管流的沿程损失 88

4.6.3 明渠流沿程损失 94

4.7 流动的局部水头损失 96

4.7.1 流道局部突变类型 96

4.7.2 局部损失系数 99

4.7.3 常用流道局部损失系数 101

4.8 绕流阻力与升力简介 102

4.8.1 绕流阻力 102

4.8.2 绕流升力 103

思考题 103

习题 104

第五章 工程中常见的流动现象 107

5.1 孔口出流 107

5.2 管嘴出流 108

5.3 有压管流 109

5.3.1 简单管道 109

5.3.2 串联管道 110

5.3.3 并联管道 110

5.4 明渠均匀流 111

5.4.1 明渠均匀流的形成条件和水力特征 111

5.4.2 明渠均匀流的水力计算 112

5.4.3 水力最优断面 112

5.5 堰流与闸孔出流 113

5.5.1 堰流 113

5.5.2 闸孔出流 113

5.6 渗流 114

习题 116

第六章 河川水文基础知识 118

6.1 概述 118

6.1.1 水文学 118

6.1.2 水文现象的基本特性 118

6.1.3 水资源 119

6.1.4 工程水文学及其任务 121

6.1.5 水文学的研究方法 122

6.2 自然界的水循环 124

6.2.1 水循环 124

6.2.2 地球上的水量平衡 125

6.2.3 降水 127

6.2.4 蒸发 136

6.2.5 下渗 139

6.3 河流、流域与水系 140

6.3.1 河流及其特征 140

6.3.2 流域及其特征 142

6.4 河川径流 144

6.4.1 河川径流的形成 144

6.4.2 径流量的表示方法和度量单位 147

6.4.3 我国河川径流分布概况 148

6.5 泥沙运动与河床演变 150

6.5.1 泥沙运动 150

6.5.2 河床演变 153

6.6 水文测验与资料整编 154

6.6.1 水文测站与站网 154

6.6.2 水位观测 155

6.6.3 流量测验 157

6.7 水文调查与水文资料搜集 162

6.7.1 洪水调查 163

6.7.2 暴雨调查 164

6.7.3 枯水调查 164

6.7.4 水文资料的搜集 164

思考题 165

第七章 水文统计基本方法 167

7.1 水文统计的基本概念 167

7.1.1 随机现象及其统计规律 167

7.1.2 水文统计基本术语 168

7.1.3 水文样本的基本要求 169

7.2 频率与概率 170

7.2.1 频率 170

7.2.2 概率 170

7.2.3 概率与频率的关系 171

7.2.4 累积频率 172

7.2.5 概率的计算 172

7.3 随机变量的频率分布 173

7.4 经验频率曲线 176

7.4.1 经验频率的计算公式 176

7.4.2 经验频率曲线的绘制 177

7.4.3 经验频率曲线存在的问题 178

7.4.4 经验频率与重现期的关系 179

7.5 理论频率曲线 179

7.5.1 P-Ⅲ型分布曲线 180

7.5.2 统计参数 181

7.5.3 统计参数对理论频率曲线形状的影响 183

7.6 水文频率计算的方法 184

7.6.1 水文频率计算的一般问题 185

7.6.2 水文频率计算的方法——配线法（适线法） 185

7.6.3 频率计算在工程水文中的应用 186

7.7 相关分析 189

7.7.1 相关关系的概念 189

7.7.2 相关的种类 190

7.7.3 简单直线相关 190

思考题 194

第八章 桥涵设计流量及设计水位的推算 195

8.1 洪水与设计洪水 195

8.1.1 洪水 195

8.1.2 设计洪水 196

8.1.3 设计流量及设计洪水位 196

8.1.4 设计流量及设计洪水位的推算方法 197

8.2 用实测流量资料推算设计流量 197

8.2.1 资料审查 198

8.2.2 洪水资料的延长插补 198

8.2.3 设计流量的计算方法 199

8.3 由洪水调查资料推算设计流量 200

8.3.1 由历史洪水调查资料和少量实测资料推算设计流量 200

8.3.2 经验公式法确定设计流量 201

8.4 小流域暴雨洪峰流量的推算 202

8.4.1 推理公式 203

8.4.2 经验公式 210

8.4.3 桥位断面设计流量与设计洪水位的推算 212

习题 213

第九章 路桥勘测设计中的水文水力计算问题 214

9.1 概述 214

9.2 大中桥桥位布置与长度计算 214

9.2.1 桥位选择 215

9.2.2 桥位勘测 216

9.2.3 桥孔布置 218

9.2.4 桥孔长度的计算 222

9.2.5 桥面标高的计算 227

9.3 梁墩台冲刷计算简介 232

9.3.1 桥下一般冲刷深度hp的计算 233

9.3.2 桥墩局部冲刷 237

9.3.3 桥梁墩台基础最小埋置深度 242

9.3.4 调治构造物 242

9.4 公路小桥涵的勘测设计 245

9.4.1 小桥涵的设计原则与基本要求 246

9.4.2 小桥涵水力计算 247

9.4.3 涵洞孔径计算 253

9.4.4 确定小桥涵孔径的经验方法 255

习题 256

附录 258

参考文献 265