水利工程网http://www.shuigong.com §8-1-3水面曲线计算的基本资料及其分析…… 、基本资料的内容二、对地形资料的要求和分析三、水 力半径的计算四、河道的分段五、河道的糙率 §8-1-4水面曲线计算条件的确定 …555 坝前水位和入库流量的确定二、沿程计算流量三、决 定回水计算的开始断面四、多砂河流水库回水计算中的龄积 第二章弯道水流及裁弯工程的水力计算 §8-2-1弯道水流特性… 560 环流的形成二、环流运动对河床演变的影响 §8-2-2弯道水流的水力特征值 …562 环流流速分布公式二、弯道横向水位差三、弯道最大 冲深值 §8-2-3最优取水口的位置选择… §8-2-4裁弯工程的水力计算 570 规划设计裁弯的一些参考数据二、裁弯取直的水力计算 第三章防护工程的水力计算 ……………578 §8-3-1抛石防护……… …578 、石块尺寸的确定二、抛石距离的计算 §8-3-2块石护坡……… 583 §8-3-3水下沉排护坡… 第四章河工建筑物的壅水和渗流量计算 584 §8-4-1丁坝的壅水和渗流量计算…… 丁坝水高度的计算二、丁坝孔口的流速校核三、丁 坝坝体的滲流量计算 §8-4-2潜坝的壅水和渗流量计算 587 潜坝壅水高度的计算 校核潜坝坝顶流速三、潜坝 渗流量的计算 §8-4-3锁坝的壅水和渗流量计算………… 第五章整治建筑物的冲刷计算…… §8-5-1丁坝的局部冲刷计算… 8-5-2锁坝的局部冲刷计算 §8-5-3护岸的冲刷计算
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水利工程网http://www.shuigong.com 参考资料…… 598 第九篇溃坝的水力计算 第一章溃坝的基本问题……………… §9-1-1溃坝水力计算的目的 §9-1-2溃坝的水力计算条件及基本资料…………………605 、溃坝的水力计算条件二、溃坝水力计算所需的基本资料 9-1-3溃坝水流的基本方程式… 不连续波基本方程式二。非恒定渐变流圣·维南方程式 第二章溃坝水流的计算方法 612 §9-2-1溃坝最大流量和溃坝初顷下游涌波的计算………………612 一、大坝瞬时全溃场合二、大坝瞬时横向局部一溃到底场合 三、大坝瞬时垂向局部溃坝场合 9-2-2坝址流量过程线的推求……………636 §9-2-3渍坝洪水向下游演进的简化计算 639 、溃坝下游流量的计算 溃坝洪水传播时间和流量过程 参考资料……………………… 643 附图I梯形、矩形、圆形断面临界水深求解图…… 附图I梯形、矩形断面渠道均匀流水深求解图 646 附图I梯形、矩形断面渠道均匀流底宽求解图 附表Ⅰ梯形、矩形断面临界水深求解表……… 648 附表Ⅱ舍齐系数C值表(根据曼宁公式C=R)…652 附表I舍齐系数C值表 根据巴甫洛夫斯基公式C=nR)……653 附表Ⅳv正底坡棱柱形槽非均匀流函数表……658 附表V逆底坡棱柱形槽非均匀流函数表… ……666 附表vI单位换算表…
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水利工程网http://www.shuigong.com 第一篇水力计算基础 水力计算的基本任务,可概括为以下几个主要方面: 1)研究和控制建筑物及河渠的过水能力,为合理确定建筑 物的型式和断面尺寸提供依据 2)研究和改善建筑物附近及河槽中的水流流态,为合理布 置建筑物以保证正常运用和稳定安全提供依据 3)研究水流对建筑物、河床及地基的作用(如荷载、冲 刷、气蚀等),为采取有效措施,消除水流对建筑物的破坏作用 提供依据。 第一章水流运动形态及 液体的物理性质 可根据以下几种观点,对水流运动形态进行分类: 1)根据水流运动要素(如流速、压力等)在时间和空间的 变化状态,将水流分成不同的类型 2)根据水流内部结构以及影响水流形态的内在因素进行分 类 3)根据水流局部发生的特殊水流现象进行分类。 由于分类的出发点不同,加上水流形态的多样性,故同一种 水流可具有几种类型的特点。 §1-1-1水流运动类型 水流象其它事物一样,必须在一定的时间和一定的空间内运
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水利工程网http://www.shuigong.com 动,当水流在某种具体边界条件下运动时,由于水流与边界相互 作用和水流起始情况不同,因而产生了流速、压力等水流运动要 素在时间和空间内有不同的变化状态,也就有不同的水流运动类 型 水流流速:一般可分为瞬时流速w、时均流速饭、脉动流速 w′及断面平均流速。它们之间的关系为 (1-1-1) 「duQ (1-1-2) 式中 过水断面面积 Q—一流量。 压力也可分成瞬时压强P、时均压强P及脉动压强P′,它 们之间的关系为: P+2 (1-1-3) 本节用以区分水流运动形态的运动要素是指时均流速、时 均压强P等时间平均值。在本书后面的全部内容中,如无特别说 明,就是针对时间平均值而言,但为了书写方便起见,就写为 W、P……,而不写为w、P……了。 无压流和有压流 根据压力在空间的特征进行分类: (一)无压流 凡过水断面的周界不全部被固体边界所限制,具有自由表面 的水流称为无压流。促使无压流流动的力,主要是重力,作用在 自由表面上的压强为大气压,一个工程大气压以10吨/米2计算。 (二)有压流 水流充满封闭的固体边界,没有自由表面的水流称为有压 流。促使有压流流动的力,主要是压力 二、恒定流和非恒定流 根据水流运动要素随时间变化进行分类
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水利工程网http://www.shuigong.com (一)恒定沆(又称稳定流) 流场中每一固定点的水流质点的运动要素(如时均速度、时 均压力、密度等)不随时间而改变的水流,称为恒定流。 二三)非恒定流(又称非稳定流) 流场中每一固定点的水流质点的诸运动要素中,至少有一个 是随时间而改变的水流运动,称为非恒定流。 由于非恒定流中运动要素随时间变化,计算时比恒定流要复 杂得多,因此当观测到水流运动要素虽然随时间变化,但变化不 大,而忽略这种变化又对工程实践的精确度影响不大时,往往按 恒定流处理。例如天然河道中的流量,严格讲几乎没有稳定过, 不过变化有时显著,有时微弱,在某一时段(如平水期),如果 某河段的流量变化不显著,则该时段的水流可看作是恒定流。 三、均匀流和非均匀流,渐变流和急变流 根据水流运动要素在空间变化状态分类: )均匀沆 各个过水断面中相应点(即位于同一流线上的点)的流速 (包括大小和方向)相同的水流称为均匀流。 在恒定流情况下,离进口一定距离的过水断面大小及形状不 变的直线管道中的水流,或离进口一定距离的过水断面大小和水 深及表面糙率沿程不变的直线正坡长渠中的水流都是均匀流。 (二)非均匀流 同一流线上的点流速沿程发生变化的水流称为非均匀流。 非均匀流又可分为渐变流和急变流 (1)渐变流,当水流运动同时具有下列两个条件时,称为 渐变流。 1)流线之间的夹角很小即流线之间几乎平行,如图1-1 1(a)所示 2)流线的曲率半径很大,或流线的曲率很小,即流线近 乎成直线,如图1-1-1(b)所示。 因此渐变流是一种流线之间,近乎成平行直线的水流运动
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