內(nèi) 容 簡 介本書是高等本科學校土木工程專業(yè)“水力學”課程教學用書。書中結(jié)合大土木環(huán)境下，新的教學內(nèi)容增多、總學時卻嚴重縮減的特點，精選最優(yōu)化的教學內(nèi)容，理論聯(lián)系實際，包括豐富案例。全書共8章，內(nèi)容包括：緒論，水靜力學，水動力學基礎，水流形態(tài)與水頭損失，孔口、管嘴出流和有壓管流，明渠流動，堰流，滲流等。本書主要作為高等院校土建類的道路、橋梁、隧道與地下工程、工業(yè)與民用建筑、鐵道、市政工程等各專業(yè)的教材，也可作為水利等專業(yè)的參考教材，同時可供相關專業(yè)工程技術人員參考使用。前 言
國家土木建設事業(yè)的發(fā)展為土木工程專業(yè)提供了廣闊的發(fā)展空間，對土木工程專業(yè)人才的培養(yǎng)提出了新的要求。同時，土木工程的專業(yè)教育也轉(zhuǎn)向為厚基礎、寬口徑的大土木模式。為解決學時少和教學內(nèi)容多的矛盾，滿足“大土木”的教學要求，編者編寫了本書，突出短學時特點，深入淺出地介紹了水力學的基本概念、基本原理及其在工程中的應用。
為了便于學生課后的復習和自學，在每章的書后編寫了一定量的思考題供學生獨立思考，以加深對所學基本概念的理解。本書的編寫目的是幫助在校學生和工程技術人員加深對水力學基本內(nèi)容的理解，并進一步熟練解決工程計算技能方面所遇到的問題。
全書共8章。第1～3章由于賀編寫；第4～6章由孫海霞編寫；第7章由欒宇編寫；第8章由李明飛編寫。全書由于賀和孫海霞統(tǒng)稿。
由于編者水平有限，書中疏漏在所難免，敬請批評指正。
編 者目 錄
第1章 緒論 1
1.1 水力學的研究內(nèi)容 2
1.1.1 水力學的定義和任務 2
1.1.2 水力學的發(fā)展概況 2
1.2 液體的連續(xù)介質(zhì)模型 9
1.3 液體的基本物理性質(zhì) 9
1.3.1 慣性、質(zhì)量和密度 10
1.3.2 黏滯性和黏度系數(shù) 11
1.3.3 壓縮性和表面張力 12
1.4 作用于液體的力 13
1.4.1 液體的質(zhì)量力 13
1.4.2 液體的表面力 14
本章小結(jié) 14
習題 15
第2章 水靜力學 17
2.1 液體的靜壓強及特性 18
2.1.1 靜水壓力與靜水壓強 18
2.1.2 靜水壓強的特性 19
2.2 液體的平衡微分方程 20
2.2.1 液體平衡微分方程 21
2.2.2 壓強分布公式與等壓面 22
2.3 水靜力學基本方程 22
2.3.1 重力作用下的水靜力學基本方程 23
2.3.2 壓強的量度 24
2.3.3 水靜力學基本方程式的意義 25
2.3.4 靜水壓強的量測 26
2.3.5 靜水壓強的分布圖 28
2.4 非慣性系的液體平衡 29
2.5 平面上的靜水總壓力 31
2.5.1 壓力圖法 31
2.5.2 解析法 32
2.6 曲面上的靜水總壓力 36
本章小結(jié) 37
習題 37
第3章 水動力學基礎 41
3.1 描述液體運動的兩種方法 42
3.1.1 拉格朗日法 42
3.1.2 歐拉法 44
3.2 液體運動的基本概念 45
3.2.1 恒定流和非恒定流 45
3.2.2 流線和跡線 46
3.2.3 流管、元流和總流 46
3.2.4 一元流、二元流和三元流 47
3.2.5 均勻流和非均勻流 48
3.3 恒定總流的連續(xù)方程 49
3.4 恒定總流的能量方程 50
3.4.1 理想液體恒定元流的能量方程 51
3.4.2 實際液體恒定元流的能量方程 52
3.4.3 實際液體恒定總流的能量方程 53
3.5 恒定總流動量方程 56
本章小結(jié) 59
習題 60
第4章 水流形態(tài)與水頭損失 65
4.1 水的層流運動與紊流運動 66
4.1.1 水流邊界性質(zhì)對水頭損失的影響 66
4.1.2 水頭損失分類 67
4.1.3 雷諾實驗 68
4.2 圓管層流沿程水頭損失 71
4.2.1 均勻流動方程式 72
4.2.2 圓管層流過流斷面上的切應力分布 73
4.2.3 圓管層流過流斷面上的流速分布 74
4.2.4 圓管層流沿程水頭損失的計算 75
4.3 紊流的沿程水頭損失 77
4.3.1 紊流的特征 77
4.3.2 紊流的沿程水頭損失的計算 80
4.4 沿程水頭損失的經(jīng)驗公式——謝才公式 84
4.5 局部水頭損失 87
4.5.1 圓管突然擴大的局部水頭損失 91
4.5.2 圓管斷面突然收縮的局部水頭損失 93
本章小結(jié) 95
習題 98
第5章 孔口、管嘴出流和有壓管流 101
5.1 孔口出流 102
5.1.1 薄壁小孔口恒定出流 103
5.1.2 薄壁大孔口恒定出流 106
5.2 水流經(jīng)管嘴的恒定出流 106
5.2.1 圓柱形外管嘴的恒定出流計算 107
5.2.2 圓柱形外管嘴內(nèi)的真空度 109
5.2.3 圓柱形外管嘴的出流條件 110
5.3 簡單管道水力計算 111
5.3.1 短管的水力計算 112
5.3.2 長管的水力計算 117
5.3.3 簡單管道水力計算的應用 117
本章小結(jié) 121
習題 125
第6章 明渠流動 127
6.1 明渠的幾何特性 128
6.1.1 概述 128
6.1.2 橫斷面形式 129
6.1.3 底坡 131
6.2 明渠均勻流 132
6.2.1 明渠均勻流的形成條件及特征 132
6.2.2 明渠均勻流的水力計算基本公式 134
6.2.3 明渠水力最優(yōu)斷面和允許流速 134
6.2.4 明渠均勻流的水力計算 138
6.2.5 復式斷面渠道的水力計算 142
6.2.6 無壓圓管均勻流的水力計算 145
6.3 明渠流動狀態(tài) 147
6.3.1 微波波速和弗汝德數(shù) 148
6.3.2 斷面比能和臨界水深 151
6.3.3 臨界底坡 155
6.3.4 水躍與水跌 157
6.4 棱柱形渠道非均勻漸變流水面曲線變化分析 162
6.4.1 棱柱形渠道非均勻漸變流微分方程 162
6.4.2 水面曲線分析 164
6.4.3 水面曲線分析總結(jié) 169
6.4.4 明渠非均勻漸變流水面曲線的計算 174
本章小結(jié) 177
習題 183
第7章 堰流 185
7.1 堰流的基本公式 187
7.1.1 基本公式 187
7.1.2 淹沒影響 188
7.1.3 側(cè)收縮影響 189
7.2 薄壁堰 190
7.3 實用堰 191
本章小結(jié) 192
習題 195
第8章 滲流 197
8.1 滲流的基本概念 198
8.1.1 多孔介質(zhì) 198
8.1.2 滲流形態(tài)分類 199
8.1.3 滲流模型 199
8.2 滲流基本規(guī)律——達西定律 200
8.2.1 達西定律 200
8.2.2 達西定律的適用范圍 201
8.2.3 滲透系數(shù)及其確定方法 202
8.3 地下水的漸變滲流 203
8.3.1 無壓均勻滲流 204
8.3.2 裘皮幼公式 205
8.4 井的滲流 205
本章小結(jié) 208
習題 208
參考文獻 211
