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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