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第一篇 水力工程设计计算基础知识3

第一章 水力计算基础3

第一节 水流运动形态及液体的物理性质3

第二节 静水压力的计算17

第三节 水流运动的基本规律28

第二章 水力工程设计的程序50

第一节 水力工程设计的基本知识50

第二节 水力工程项目建设管理程序与设计阶段划分52

第三章 水力工程设计的依据54

第四章 水力工程设计的标准体系55

第一节 设计标准55

第二节 水力枢纽的布置56

第三节《工程建设标准强制性条文》（水力工程部分）简介58

第五章 水力工程施工组织设计61

第一节 施工导流设计62

第二节 主体工程施工设计66

第三节 施工交通运输69

第四节 施工工厂设施70

第五节 施工总布置71

第六节 施工总进度72

第七节 设计实例73

第六章 水力工程设计投资概算84

第一节 工程分类和初步设计概预算文件编制依据84

第二节 水力水电工程概算编制的程序和内容85

第三节 工程部分项目费用构成87

第四节 基础单价编制方法及计算标准88

第五节 工程概算单价计算90

第六节 水力水电工程总概算编制92

第七节 工程设计投资概算实例95

第二篇 管道及管网的水力计算111

第一章 管流计算的基本公式111

第一节 管道系统111

第二节 恒定均匀管流的沿程水头损失111

第三节 管流的局部水头损失118

第二章 恒定管流的计算123

第一节 简单管道的水力计算123

第二节 串联和并联管道的水力计算127

第三节 沿程均匀泄流管道和沿程多孔口等间距等流量出流管道的水力计算128

第四节 管网计算130

第三章 水击计算133

第一节 水击133

第二节 水击波的传播速度133

第三节 水击的基本方程135

第四节 简单管道最大水击压强的计算137

第五节 水击计算的特征线法140

第三篇 渠道的水力计算149

第一章 明槽恒定流动基础149

第一节 明槽恒定均匀流150

第二节 明槽恒定渐变流151

第三节 水跌和水跃157

第二章 渠道水力计算中有关参数的确定161

第一节 渠道断面型式和过水断面面积、湿周、水力半径等的计算161

第二节 渠道边坡系数和渠道岸顶超高162

第三节 渠道糙率的确定166

第四节 渠道的设计流速和允许流速168

第五节 渠道纵向底坡和弯道半径的选择176

第三章 渠道设计的水力计算方法180

第一节 渠道断面水力要素的基本计算方法180

第二节 水力最佳断面和实用经济断面184

第三节 浑水渠道设计的水力计算方法186

第四章 渠道恒定渐变流水面曲线的计算189

第一节 控制水深189

第二节 渠道恒定渐变流水面曲线的数值解法189

第四篇 堰闸泄流能力的计算203

第一章 堰流和闸孔出流的流量计算式203

第一节 堰流和闸孔出流203

第二节 堰流流量计算式204

第三节 闸孔出流流量计算式206

第二章 宽顶堰流207

第一节 宽顶堰自由和淹没泄流的界限207

第二节 有底坎宽顶堰的流量系数207

第三节 无底坎宽顶堰的流量系数210

第四节 侧收缩系数211

第五节 淹没系数214

第三章 实用堰流215

第一节WES标准型剖面及其流量计算215

第二节 克—奥型剖面及其流量计算220

第三节 带胸墙的实用堰231

第四节 折线型低堰233

第五节 驼峰堰235

第六节 侧堰236

第四章 闸孔出流239

第一节 闸孔自由和淹没出流的界限239

第二节 闸孔自由出流的流量系数240

第三节 闸孔出流的淹没系数242

第五篇 泄水建筑物下游消能防冲的水力计算247

第一章 泄水建筑物下游消能防冲设计计算247

第一节 消能防冲原理247

第二节 消能防冲的选型与设计296

第三节 特种消能的水力设计和发展趋势325

第二章 水跃359

第一节 矩形断面棱柱体渠槽中的水跃359

第二节 矩形断面扩散渠槽中的自由水跃365

第三节 有坎渠槽的水跃367

第四节 高跌坎渠槽的水跃369

第五节 强制水跃373

第六节 挑水坎的水跃376

第三章 底流式消能防冲的水力计算381

第一节 水流衔接状态的判别381

第二节 底流式消能工的水力计算385

第三节 海漫和下游局部冲刷396

第四章 挑流消能的水力计算400

第一节 挑流衔接的特性和挑流消能400

第二节 鼻坎型式与尺寸的选择401

第三节 挑流射程的计算404

第四节 冲刷的计算407

第五节 滑雪跳跃式消能工计算409

第六节 自由跌水式消能工计算410

第五章 面流消能的水力计算413

第一节 面流流态413

第二节 形成面流衔接的基本条件415

第三节 面流衔接的水力计算416

第四节 面流消能的水力设计原则与步骤421

第六章 消能戽的水力计算423

第一节 戽流流态423

第二节 连续式消能戽的水力计算424

第三节 连续式消能戽的水力计算步骤和方法431

第四节 差动式消能戽的水力计算432

第七章 几种特种消能工的水力计算439

第一节 特种消能工的几种定型设计439

第二节 井流消能456

第三节 窄缝挑坎消能的水力计算464

第四节 低弗劳德数水跃消能的水力计算476

第五节 宽尾墩消能的水力计算486

第六节 掺气分流墩与底流联合消能的水力计算493

第七节 有压隧洞多级孔板消能的水力计算500

第六篇 渠系建筑物的水力计算509

第一章配（泄）水建筑物509

第一节 分水闸509

第二节 退水闸、泄洪闸、节制闸513

第三节 底部引水工程513

第二章 落差建筑物516

第一节 陡坡516

第二节 跌水536

第三章 交叉建筑物543

第一节 渐变段的设计544

第二节 渡槽的水力计算546

第三节 倒虹吸管的水力计算551

第四节 桥孔的水力计算556

第四章 量水建筑物559

第一节 薄壁堰559

第二节 宽顶堰568

第三节 三角形剖面堰574

第四节 平坦V形堰578

第五节 长喉道槽590

第六节 短喉道槽597

第七篇 河岸式溢洪道的水力计算607

第一章 河岸正流式溢洪道607

第一节 进口段水力计算607

第二节 矩形断面顺直陡坡泄槽段水力计算609

第三节 急流冲击波的计算610

第四节 急流收缩段水力设计614

第五节 急流扩散段水力设计618

第六节 急流弯曲段冲击波的计算620

第七节 空化、空蚀及掺气减蚀设施的计算621

第二章 河岸侧槽式溢洪道629

第一节 侧槽内水面线的计算629

第二节 侧槽水流控制断面的确定630

第三节 侧槽首端槽底高程及槽首断面水深的确定633

第三章 竖井式溢洪道637

第一节 有平顶段的竖井式溢洪道637

第二节 无平顶段的竖井式溢洪道640

第八篇 水工隧洞的水力计算643

第一章 水工隧洞的设计计算643

第一节 水工隧洞的布置643

第二节 衬砌的结构和材料666

第三节 水工隧洞的荷载696

第四节 无压隧洞——洞顶拱衬砌720

第五节 无压隧洞——封闭式圈门形衬砌745

第六节 无压隧洞——马蹄形衬砌790

第七节 无压隧洞——重力墙式衬砌828

第八节 无压隧洞——偏压衬砌849

第九节 无压隧洞——定型衬砌889

第十节 无压隧洞——半圆拱等厚度的圈门形衬砌912

第十一节 有压圆隧洞——组合衬砌957

第十二节 水工隧洞的有限单元分析法978

第二章 隧洞水流的计算1026

第一节 隧洞的水流流态及其判别1026

第二节 隧洞有压流的基本水力计算1030

第三节 隧洞无压流的基本水力计算1032

第四节 隧洞半有压流的基本水力计算1039

第五节 进口段设置有压短洞的无压泄流隧洞的水力计算1042

第三章 隧洞各种过渡段的型式1046

第一节 有压进口的边界曲线1046

第二节 进口有压短洞的体型1049

第三节 渐变段的体型1050

第四节 出口及其急流连接段的型式1052

第五节 转弯半径1054

第六节 分岔的型式1054

第四章 水工隧洞的某些特殊水力学问题1056

第一节 通气管问题1056

第二节 平板闸门的门槽型式1058

第三节 平板闸门上的动水压力1059

第四节 泥沙压力计算问题1063

第五节 过流表面不平整度控制1063

第六节 不衬砌和部分衬砌岩石隧洞的糙率1064

第九篇 河道的水力计算1069

第一章 河道恒定流水面曲线计算1069

第一节 水面曲线计算的基本方程式1069

第二节 水面曲线计算的基本方法1076

第三节 水面曲线计算的方法及资料准备1081

第二章 河道非恒定流水面曲线计算1104

第一节 非恒定流水面曲线计算的基本方程1104

第二节 明槽非恒定流的直接差分法1108

第三节 非恒定流的特征线法1118

第四节 一维洪水演进的数值计算1127

第五节 数值计算实例1129

第三章 弯道水流及裁弯工程的水力计算1141

第一节 弯道水流特性1141

第二节 弯道水流的水力特征值1143

第三节 最优取水口的位置选择1151

第四节 裁弯工程的水力计算1154

第四章 防护工程及河工建筑物的水力计算1165

第一节 抛石防护1165

第二节 护坡防护1170

第三节 丁坝的水力计算1172

第四节 潜坝的水力计算1178

第五节 锁坝的水力计算1183

第六节 河工建筑物的冲刷计算1187

第五章 溃坝的水力计算1194

第一节 溃坝水力计算的目的1194

第二节 溃坝水力计算的内容及条件1197

第三节 溃坝水流的基本方程式1199

第四节 溃坝水流的分析及坝址最大流量的计算1205

第五节 坝址流量过程线的推求1225

第六节 溃坝洪水向下游演进的简化计算1228

第七节 溃坝洪水向下游演进的一维数值计算1232

第十篇 渗流计算1237

第一章 渗流计算常用方法1237

第一节 概述1237

第二节 渗流的基本微分方程1250

第三节 稳定渗流情况的直接解法1268

第四节 非稳定渗流情况的直接解法1299

第五节 复变函数法1330

第六节 流网法1369

第七节 组合法1394

第八节 差分法1412

第九节 有限单元法1439

第十节 水力学法1476

第十一节 模型试验1566

第二章 堰闸地基的渗流计算1581

第一节 达西定律1581

第二节 直线比例法1582

第三节 阻力系数法1584

第四节 流网法1589

第五节 分层土及各向异性土的堰闸地基渗流计算1592

第六节 堰闸地下轮廓具有排水设备的渗流计算1594

第三章 土坝的渗流计算1599

第一节 均质土坝的渗流计算1599

第二节 心墙土坝的渗流计算1603

第三节 斜墙土坝的渗流计算1607

第四节 库水位下降时土坝浸润线的计算1614

第五节 坝基设截水墙的土坝渗流计算1623

第六节 土坝下游设减压井的渗流计算1625

第四章 水工建筑物的渗透绕流计算1627

第一节 堰闸与土坝连接的绕渗计算1627

第二节 堰闸与岸坡连接的绕渗计算1633

第三节 流网法1637

第五章 井的渗流计算1639

第一节 无压井的渗流计算1639

第二节 有压井的渗流计算1641

第三节 半有压完全井的渗流计算1643

第四节 位于供水或不透水直线边界附近的水井渗流计算1644

第五节 井群的渗流计算1646

第六节 接近直线供水边界单排井列的渗流计算1648

第七节 分层土中井的渗流计算1649

第八节 井的非恒定渗流计算1651

第六章 土体的渗透变形与控制1654

第一节 渗透变形的形式和临界渗透比降的计算1654

第二节 管涌和流土的判别方法1655

第三节 渗流稳定的控制1658

第十一篇 水环境中污染物输移扩散的水力计算1669

第一章 紊流中污染物的输移与扩散1669

第一节 分子扩散1669

第二节 紊动扩散1672

第二章 河流中污染物的输移与扩散1675

第一节 剪切流动的离散1675

第二节 河流中的紊动扩散1676

第三节 河流中的离散1677

第四节 污染带的计算1681

第五节 河流水质数学模型1685

第三章 水库、湖泊中污染物的输移与扩散1695

第一节 湖泊、水库水质的完全均匀混合模型1695

第二节 卡拉乌舍夫扩散模型1697

第三节 深水湖泊与水库水质模型1700

第四节 浅水湖泊与水库水质模型1701

第四章 近海中污染物的输移与扩散1703

第一节 河口的紊动扩散系数和纵向离散系数1703

第二节 河口感潮河流水质模型1705

第三节 海湾水质模型1709

第五章 射流和浮力射流1713

第一节 静止均匀环境中的浮力射流1713

第二节 静止分层环境中的浮力射流1716

第三节 静止局部分层环境中的浮力射流1718

第四节 横流环境中的浮力射流1719