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第一篇 水力学 1

第一章　通论 1

Ⅰ．水力学发达史 1

Ⅱ．水力学之分类 2

1．定义 2

2．种类 3

3．水之物理性 3

（1）水之普遍性 3

（2）水之重量 3

（3）水之压缩性 4

（4）水之凝聚力、附着力、滞性力及滞性系数 5

第二章　静水力学 9

Ⅰ．静水力学 9

1．静水压之深度与压力 9

2．大气压 10

3．静止水之关系定律 10

4．气压计 12

5．作用于平面上之正常压力 13

6．作用于平面上之总水压力及水压中心 17

7．作用于曲面之总水压力 20

8．绝对压力与常用压力 21

Ⅱ．浮力 22

1．浮力 22

2．物体在水中重量之减少 23

3．浮力之中心 24

4．浮轴、浮力面及吃水 25

5．飘浮物体之稳定 28

Ⅲ．相对的静止 29

1．相对的静止 29

2．与容器共同运动之水 30

3．与容器为一体回转于垂直轴周围之水 30

4．与容器为一体回转于水平轴周围之水 33

5．等压线与等压面 34

第三章　动水力学 36

Ⅰ．总论 36

1．流线与流管 36

2．流线运动与乱流运动 36

3．整流与非整流 37

4．连续性定律 38

5．截面积与流量 39

Ⅱ．伯努利氏定理 39

1．伯努利氏定理 39

2．水头 41

3．损失水头 41

4．说明伯努利氏定理之试验 41

5．伯努利氏定理之图解 42

6．动压力 43

Ⅲ．伯努利氏定理之应用 45

1．皮托管 45

2．细腰管 46

3．虹吸管 48

Ⅳ．小孔口 49

1．定义 49

2．理论上之小孔口 49

3．理论上之潜小孔口 50

4．阻力系数及速度系数 50

5．收缩断面及收缩系数 52

6．流量系数 53

7．流量系数C之道 53

8．侧面喷射 56

9．孔口之形态 57

（1）锐缘孔口 57

（2）圆缘孔口 57

Ⅴ．大孔口 59

1．定义 59

2．长方形大孔口 59

3．圆形大孔口 59

4．潜大孔口 60

5．渐近速度之影响 60

6．水之流尽时间 61

7．喷射水之形态 63

Ⅵ．缺口或堰 65

1．定义 65

2．缺口堰 65

3．流量系数C值 67

（1）法兰西斯（J.B.Francis）实验公式 67

（2）法帝丽及史丹斯（Fteley and Stearns）氏实验公式 68

（3）洽密顿史密斯（Hamilton Smith）氏实验公式 69

（4）巴新（Bazin）氏实验公式 69

（5）勒卜克（Rehbock）实验公式 70

Ⅶ．潜堰 71

1．定义 71

2．理论上之流量 71

3．实验公式 72

（1）法兰西斯（James,B.Francis）氏实验公式 72

（2）法帝丽及史丹斯（Ftely and Steans）氏实验公式 72

（3）化适（Herchel）氏实验公式 72

（4）巴新（Bazin）氏实验公式 72

Ⅷ．特殊形堰 74

1．三角堰 74

2．梯形堰 75

第四章　冲水力学 76

Ⅰ．基本理论 76

Ⅱ．喷射之冲击 79

第五章　水道及河流 81

Ⅰ．概述 81

Ⅱ．水流之基本公式 81

Ⅲ．流速系数C值 82

1．巴新氏新公式（Bazin's new formula） 82

2．葛恩琪及库特氏公式（Ganguillet and Kutter's formula） 83

3．曼宁氏公式（Manning's formula） 83

Ⅳ．水道之经济的形状 84

1．梯形水道 85

2．矩形水道 85

3．圆形水道 86

Ⅴ．水道之流速分布 87

1．最大流速之位置 87

2．垂直流速曲线 88

Ⅵ．水道之允许流速 88

第六章　管路 91

Ⅰ．定义 91

Ⅱ．因管之摩擦而产生摩擦损失水头 91

第二篇　灌溉工学 107

第一章　灌溉方法 107

Ⅰ．灌溉方法之分类 107

1．水田灌溉 107

（1）自由灌溉法 107

（2）堤间淹盖法 108

2．旱田灌溉 109

（1）淹灌法 109

（2）沟灌法 109

（3）喷灌法 111

（4）盆形分区法 112

（5）等高线分区法 112

（6）堰上法 113

（7）地下灌溉法 113

3．污水灌溉 113

4．浑水灌溉 114

Ⅱ．轮流灌溉 115

1．轮流灌溉之定义 116

2．各种轮流灌溉方法之比较 116

（1）轮流灌溉方法 116

（2）各种轮流灌溉方法之优劣点比较 117

Ⅲ．农地重划 118

1．定义 118

2．内容 118

（1）耕地本身型态与位次之合理整 118

（2）农路及水路之整理与改善 118

3．效果 118

4．实施程序 119

（1）确定重划地区 119

（2）成立机构 119

（3）测量 119

（4）调查 119

（5）规划设计 119

（6）公告 119

（7）施工 120

（8）交换与分合 120

（9）补偿 120

（10）地籍整理 120

（11）成果统计 120

（12）编制总报告 120

5．农地重划计划要点 120

（1）基本原则 120

（2）计划要点 120

第二章　渠道工程 122

Ⅰ．灌溉制度及耕作制度 122

1．灌溉制度 122

（1）重力制 122

（2）汲水制 122

（3）圩田制 122

2．耕作制度 122

Ⅱ．稻作之需用水量 123

1．概述 123

2．灌溉需用水量之本质 123

3．使用之专用名词 123

（1）田间需水量 123

（2）有效雨量 123

（3）田间用水量 123

（4）总用水量 123

决定需水量之基本方法 124

（1）实测方法 124

（2）推算方法 126

Ⅲ．渠道工 130

1．系统 130

（1）总干渠 130

（2）干渠 130

（3）支渠 130

（4）给水渠 130

（5）田沟 130

2．渠道路线之选择 131

3．渠道之纵向坡度 132

4．渠道之流速 133

5．渠道之额量 134

6．渠道断面 136

（1）水力上最有利断面 136

（2）渗漏最小断面 136

（3）渠道斜坡面 136

（4）流量与底宽、水深比 136

（5）岸顶宽度 138

（6）戗道 139

（7）渠道之出水高度 139

（8）等速定流公式 140

7．渠道冲刷及淤积量 146

8．渠道之水量损失 149

9．填挖平衡之截面 151

（1）平地渠道填挖平衡土工法 151

（2）山麓地明渠 152

（3）斜坡地渠道填挖平衡土工法 155

10．渠道渐变段 156

（1）渠道由常流至常流或由射流至射流时 156

（2）渠道由常流至射流时 159

（3）渠道由射流至常流时 159

（4）钟口式（Bell mouth type）渐变段 159

11．渠道之衬工 160

（1）混凝土内面工 160

（2）钢筋混凝土内面工 165

（3）石料内面工 165

（4）地沥青内面工 165

（5）土质内面工 166

第三章　渠首工工程 167

Ⅰ．概述 167

1．定义 167

2．附属设备 167

3．渠首工之种类 167

4．单首制与多首制之渠首工设备优劣点 167

（1）单首制渠首工之优点 167

（2）单首制渠首工之劣点 167

（3）多首制渠首工之优点 167

（4）多首制渠首工之劣点 168

Ⅱ．选择渠首工位置 168

1．概述 168

2．必须设拦河堰地点 168

3．渠首工之位置 168

4．选择渠首工最有利点之应具条件 169

（1）堰高与渠道延长之关系 169

（2）地形及地质上之条件 169

（3）最大回水高程对上游之影响 170

（4）施工 170

（5）维护管理 170

Ⅲ．渠首工之调查 170

1．河川状态之调查 170

（1）河槽 170

（2）洪水时期对上游之影响 170

（3）河床之平衡坡度 170

2．水文调查 171

（1）流量、水位 171

（2）雨量 171

（3）含砂量 171

3．地质调查 171

4．地形调查 171

5．水权及用水习惯之调查 172

Ⅳ．堰堤之规划设计 172

1．计划洪水量 172

2．拦河坝之设置方向 172

3．活动堰 173

（1）提要 173

（2）闸门 173

Ⅴ．渠首闸 179

1．渠首闸之位置 179

2．渠首闸之布置 179

3．进水阀之标高 181

4．进水口之引水流速 181

5．进水口之方向 181

6．渐进槽之设置 182

7．设置堰之引水方法 182

8．河川管理及灌溉受益 182

Ⅵ．冲刷闸 183

1．概述 183

2．设旋冲刷闸之目的 183

3．冲刷闸之构造 183

（1）冲刷闸之尺寸 183

（2）冲刷闸底高程 183

（3）冲刷闸之流速 183

（4）冲刷闸之宽度 184

Ⅶ．冲刷道 184

1．定义 184

2．冲刷道之目的 184

3．冲刷道之构造 184

Ⅷ．渠首工之维护管理 185

Ⅸ．进水口之附属设施 186

1．沉砂池 187

（1）定义 187

（2）位置 187

（3）形状 189

（4）流速 189

（5）池之宽度 189

（6）沉砂池之容量 189

（7）床之纵横坡度 189

2．溢洪道 190

（1）溢洪道之必要性 190

（2）位置 191

（3）种类 191

3．退水闸 192

（1）提要 193

（2）退水闸之必要性 193

（3）选择位置 194

（4）种类 194

（5）算定放水量 195

（6）计划 195

4．除砂闸 195

（1）提要 195

（2）渠道中泥砂之来源 196

（3）选择位置 196

（4）除砂闸之联合建筑物 196

（5）除砂闸之计划 197

第四章　特殊输水设备 198

Ⅰ．绪言 198

Ⅱ．隧道 198

1．概述 198

2．开凿隧道之原因 198

3．调查 199

（1）地质调查 199

（2）经济调查 199

4．选择路线 200

（1）地形地貌之勘查 200

（2）地质构造与岩质 201

5．设计 203

（1）断面 203

（2）容量 203

（3）隧道衬工 204

（4）隧道衬工之必要性与种类 207

（5）隧道衬工模型架之设计 208

（a）经济 210

（b）坚固 210

（c）美观 210

（d）容易施工 210

（e）管理方便 210

Ⅲ．座槽 211

1．概述 211

2．设计 211

（1）木条座槽 211

（2）混凝土座槽 211

（a）由悬臂梁法之设计 212

（b）由简支梁法之设计 212

（c）由固定梁法之设计 212

Ⅳ．架槽 212

1．概述 212

2．种类 213

（1）木造架槽 213

（2）钢筋混凝土架槽 213

（3）钢架槽 213

3．设计 214

4．渐变段 214

Ⅴ．管路 214

1．概述 214

2．管路之适用范围 215

3．管路系统之优点 215

4．管之种类 216

Ⅵ．仰虹吸管 216

1．概述 216

2．设计上应注意事项 216

（1）水力关系 216

（a）流速 216

（b）损失水头 216

（2）构造物及地质之关系 217

（a）管形 217

（b）管数 217

（c）埋设深度 217

（d）基础工 218

（e）伸缩缝 218

（f）在现场浇制管之情形 219

（g）渐变槽 219

（h）空气阀 219

（3）决定断面 220

（a）摩擦损失水头 220

（b）进口损失水头 220

（c）弯曲损失水头 220

（d）出口损失水头 221

（e）管内流速 221

Ⅶ．跌水工与斜槽 221

1．概述 221

2．跌水工 222

（1）垂直式跌水工 223

（2）倾斜式跌水工 223

3．设施跌水工之必要性 223

4．跌水工之构造 224

5．斜槽（Chute） 224

6．斜槽之构造 225

第五章　分水设备 227

Ⅰ．概述 227

Ⅱ．分水工之种类 227

1．地区性之分类 227

（1）第一型 227

（2）第二型 228

（3）第三型 228

2．分水方法之分类 228

（1）一般分水工 228

（2）特殊分水工 228

Ⅲ．分水工之应具备条件及选择位置 228

1．分水工之应具备条件 229

2．选择位置 229

（1）分水工上游渠道之条件 229

（2）分水工位置之条件 229

（3）分水工下游渠道之条件 229

Ⅳ．分水闸与斗门 229

1．概述 229

2．分水闸之种类 230

A．露天式分水闸 230

（1）概述 230

（2）分水闸之翼墙形式 230

（3）露天式分水闸泄流量之决定 232

（4）露天式分水闸之设计上应注意事项 234

B．涵洞式分水闸 235

（1）概述 235

（2）于涵洞口设置闸门之方法 236

（3）涵洞式分水闸泄流量之决定 236

Ⅴ．止水闸 237

1．概述 237

2．功用 238

3．种类 238

（1）上注式止水闸 238

（2）下射式止水闸 239

4．流量计算 239

（1）溢流式流量计算公式 239

（2）潜流式流量计算公式 239

（3）闸门式流量计算公式 240

Ⅵ．分水设备之研究 240

1．绪言 240

2．分水布置 240

第六章 渠道之交叉建筑物 244

Ⅰ．概述 244

1．平面交叉 244

2．立体交叉 244

Ⅱ．截流沟 246

Ⅲ．流入工 246

Ⅳ．架槽 246

Ⅴ．仰虹吸管 247

Ⅵ．跨渠泻槽 247

Ⅶ．涵洞 248

1．概述 248

2．种类 248

（1）管式涵洞 248

（2）箱式涵洞 249

（3）拱式涵洞 250

3．涵洞之选择及改善 250

Ⅷ．桥梁 253

1．概述 253

2．构造 254

（1）下部结构 254

（2）上部结构 254

3．桥梁之跨度 254

4．桥梁之净空 254

5．桥梁之种类 254

（1）依据用途分类 254

（2）依据路别分类 254

（3）依据工作性质分类 254

（4）依据交叉情形分类 254

（5）依据使用材料分类 254

（a）木桥 256

（b）钢筋混凝土桥 256

（c）预力混凝土桥 256

（d）钢桥 256

（e）圬工桥 256

（6）依据构造分类 256

（a）木板桥 256

（b）木桁架桥 257

（c）钢筋混凝土版桥 257

（e）钢筋混凝土T形梁桥 257

（f）大梁桥 257

（g）桁架桥 258

（h）合成梁桥 259

（i）拱桥 259

A．由材料分类 259

B．由力学上分类 259

C．由主梁之结构分类 259

（j）吊桥 260

（k）刚构桥 261

（l）钣梁桥 261

（m）上承桥 261

（n）半穿式桥 261

（o）穿式桥 261

（p）活动桥 261

（7）其他种类 262

6．选择桥梁之种类 263

7．桥梁之设计 263

8．农道桥设计之研究 264