击波 水跃 跌水 消能PDF电子书下载

第1章　边墙转折引起的急流冲击波 1

1.1　概述 2

1.2　Ippen理想冲击波模型 2

1.3　冲击波的近似计算 6

1.4　非对称收缩段中的冲击波 7

1.5 冲击波后非静水压强分布对冲击波参数的影响 11

1.5.1 计及波后非静水压强分布影响后的冲击波基本关系 11

1.5.2 非静水压强分布修正系数ξ的测定 13

1.5.3 参数k与ξ的关系 22

1.5.4 对比计算 23

1.5.5 计及非静水压强修正后比值Y的近似计算 24

1.6　底坡对冲击波参数的影响 27

1.6.1 底坡对冲击波影响的近似分析 27

1.6.2陡坡上的冲击波试验 30

1.6.3 陡坡上冲击波试验结果与计算结果的比较 33

参考文献 34

第2章　窄缝挑坎的水力设计与水力计算 37

2.1　概述 38

2.2　窄缝挑坎水力特性的近似计算 38

2.2.1 窄缝挑坎内水流机械能损失的估计 39

2.2.2 窄缝挑坎中水面曲线的一维近似计算 40

2.2.3 窄缝挑坎内的压强计算 41

2.3　一级对称直线边墙窄缝的设计 43

2.3.1 已有的一些经验性意见 43

2.3.2 边墙收缩角α的选择范围 44

2.3.3　Bc/B0的选择范围 48

2.3.4 窄缝挑坎收缩段长度的确定 50

2.3.5 窄缝出口竖向挑角及挑坎出口高程的选择 53

2.4　一级非对称直线窄缝 56

2.4.1 一级非对称直线窄缝中水流的转向角 56

2.4.2 几个算例 58

2.4.3 一级非对称直线边墙窄缝的水力设计 58

2.5　非对称曲线边墙窄缝 60

2.5.1 对称边墙窄缝与非对称边墙窄缝对河床底板的冲击压强 60

2.5.2 非对称曲线边墙窄缝的体型设计 63

2.5.3 非对称曲线窄缝的设计水流转向角与实测水流转向角 67

2.6　窄缝挑坎水力特性试验值与计算值的比较 67

2.6.1 窄缝内的水深 68

2.6.2 窄缝底板实测压强与计算压强的比较 72

2.6.3 窄缝挑坎水舌实测挑距与计算挑距的比较 74

2.6.4 窄缝挑坎挑流最大冲坑深度的估计 87

参考文献 91

第3章　其他收缩式消能工 93

3.1　宽尾墩挑流消能 94

3.1.1 宽尾墩与窄缝的区别 94

3.1.2 宽尾墩几何参数的选择 95

3.1.3　宽尾墩出口的水流断面计算 98

3.1.4 宽尾墩后的水股相交 100

3.2　异形宽尾墩挑流消能 104

3.2.1 异形宽尾墩与宽尾墩的区别 104

3.2.2 常规尾墩、宽尾墩和异形宽尾墩冲刷对比试验 106

3.3　转向分流墩 112

3.3.1 概述 112

3.3.2 转向分流墩附近流场的平面几何关系 114

3.3.3 最大转向角αmax 115

3.3.4　水深比η与θ的近似计算 116

3.3.5 转向分流墩上的动水压力 116

3.3.6　水力模型试验 117

3.4　收缩式大型非转向分流墩 119

3.4.1 概述 119

3.4.2 收缩式非转向大型分流墩的水力特性 121

3.4.3 设计收缩式非转向分流墩的参考意见 128

3.5　急流的折射［16］ 128

参考文献 130

第4章　水跃 133

4.1　概述 134

4.2　矩形断面渠道水跃共轭水深比的一般解 135

4.3　水平底等宽矩形渠道中的水跃 136

4.3.1 不计渠底剪力 136

4.3.2 考虑壁面剪力 137

4.4　水平底渐扩渠道中的水跃 140

4.4.1 矩形断面渐变段中的水深 140

4.4.2 渐扩段中的水跃 140

4.5　水平底矩形断面突扩渠道中的T型水跃 144

4.6　水平底矩形断面收缩段中的水跃 148

4.7　逆坡矩形断面渠道上的水跃 150

4.8　矩形断面折坡渠道中的D型和B型水跃 154

4.8.1 D型水跃 154

4.8.2 B型水跃 158

4.9　水平底矩形断面渠道的坎控水跃 161

4.9.1 坎控水流的分类 161

4.9.2 水平底矩形渠道坎控水跃的控制方程与解 163

4.10　逆坡上的坎控水跃 169

4.11　正坡上的阶控水跃 172

4.11.1 正坡上阶控水跃的分类与控制方程 172

4.11.2 A＋型水跃的共轭水深比 173

4.11.3 B＋型水跃的共轭水深比 176

4.11.4 A－型水跃的共轭水深比 179

4.11.5 B－型水跃的共轭水深比 182

4.11.6 阶控水跃的稳定性与水跃长度 184

4.12　三角形与梯形断面渠道中的水跃 185

4.12.1 梯形断面渠道中的水跃 185

4.12.2 三角形断面渠道中的水跃 189

参考文献 192

第5章 消力池水力设计中的若干问题 197

5.1　名义消能率与实际消能率 198

5.2　消力池水力计算方法的比较 207

5.2.1 底流消能与控制水跃 207

5.2.2 水平底坎控消力池水力计算方法的比较 208

5.2.3 阶控消力池水力计算方法的比较 212

5.2.4 形成D型水跃的折线形消力池 214

5.2.5 形成B型水跃的折线形消力池 216

5.2.6 正坡阶控消力池 217

5.2.7 单向突扩消力池 219

5.2.8 堰下带跌坎的平面突扩（双向突扩） 221

5.2.9　跌水消力池 229

5.3　低弗劳德数消力池 230

5.3.1 几种定型消力池及低弗劳德数消力池 230

5.3.2 四种低弗劳德数消力池的冲坑对比试验 233

5.3.3 SAF型消力池下游的保护 235

5.4　宽尾墩-消力池 237

5.4.1 有分流时水跃的水力简图及控制方程 237

5.4.2　式（5-32）的特性 238

5.4.3 宽尾墩-消力池的等效分流比αe 240

5.5　宽尾墩和加T型墩消力池联合消能 244

参考文献 246

第6章　挑跌流水垫塘消能 249

6.1　概述 250

6.2 自由水舌的运动特征 252

6.3 自由水舌的碰撞 256

6.4 自由水舌入水引起的水垫流态 257

6.4.1 表面滑移流和表面波流 259

6.4.2 附着流 261

6.4.3　潜入射流 262

6.5　水垫塘的消能率 268

6.6　水垫塘底部的时均压强 273

6.6.1 最大时均压强的估计 273

6.6.2 单股射流时掺气对底板上时均压强分布的影响 277

6.6.3 多股水舌入射时水垫塘底部的时均压强 279

6.7　水垫塘底部的脉动压强 282

6.7.1 点脉动压强 282

6.7.2 水垫塘底板上点、面脉动压强幅值的转换关系 288

6.8　水垫塘底板的稳定性 290

6.8.1 水垫塘底板的静力稳定 290

6.8.2 计及水垫塘底板动力特性时的抗浮稳定性 294

参考文献 310