水力學(xué)與橋涵水文復(fù)習(xí)材料資料

1、+水力學(xué)與橋涵水文復(fù)習(xí)資料第一章 緒論二、有關(guān)名詞解釋1、“連續(xù)介質(zhì)”概念對(duì)于液體的宏觀運(yùn)動(dòng)來說， 可以把液體視為由無數(shù)質(zhì)點(diǎn)組成、 沒有間隙的連續(xù)體， 并認(rèn)為 液體的各物理量的變化也是連續(xù)的。這種假設(shè)的連續(xù)體稱為“連續(xù)介質(zhì)” 。可用連續(xù)函數(shù)表達(dá) 液體中各物理量的變化關(guān)系。2、液體質(zhì)點(diǎn)微觀上充分大，宏觀上充分小的液體微團(tuán)，稱為液 體質(zhì)點(diǎn)3、易流動(dòng)性 靜止時(shí)，液體不能承受切力、抵抗剪切變形的特性4、粘滯性在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，液體所具有的抵抗剪切變形的能力5、液體內(nèi)摩擦力剪切變形過程中，液體內(nèi)部層流間出現(xiàn)成對(duì)的切力6、氣化 液體分子逸出液面向空間擴(kuò)散的現(xiàn)象。7、表面張力沿液面自由表面，液體分子引力所產(chǎn)生的

2、張力 三、主要知識(shí)點(diǎn)1、為什么要學(xué)水力學(xué)與橋涵水文？ 水力學(xué)不但是橋涵孔徑、管道渠道設(shè)計(jì)的基本理論，也是水文資料收集與整理的理論依 據(jù)，水文分析與計(jì)算的結(jié)果則是橋涵水力學(xué)理論計(jì)算必不可少的數(shù)據(jù)，水力水文計(jì)算結(jié)果是 橋涵布設(shè)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的依據(jù)。2、水力學(xué)的任務(wù)及應(yīng)用（1）任務(wù) 以水為模型研究液體的平衡與運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，側(cè)重于演繹推導(dǎo)及原理方法的應(yīng)用。（2）應(yīng)用（作用）在交通土建、 市政工程、 水利、環(huán)境保護(hù)、機(jī)械制造、 石油工業(yè)等方面都有廣泛應(yīng)用。3、橋涵水文的作用依靠數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析方法，分析實(shí)地調(diào)查勘測(cè)的河川水文資料，預(yù)示橋涵工程可能遭遇的 未來水文情勢(shì)，為橋涵設(shè)計(jì)提供設(shè)計(jì)依據(jù)。4、連續(xù)介質(zhì)假說（ 1

3、753 年歐拉） 假說內(nèi)容：即認(rèn)為液體和氣體充滿一個(gè)空間時(shí)，分子間沒有間隙，是一種連 續(xù)介質(zhì)，其物理性質(zhì)和運(yùn)動(dòng)要素都是連續(xù)分布的。5、理論分析方法的步驟 、對(duì)液體流動(dòng)現(xiàn)象作物理描述，建立液體運(yùn)動(dòng)的力學(xué)模型。 、以液體質(zhì)點(diǎn)作對(duì)象，運(yùn)用機(jī)械運(yùn)動(dòng)的普通規(guī)律建立液體運(yùn)動(dòng)的質(zhì)量守恒、動(dòng)量定律等 微分方程。 、求解，確定液體質(zhì)點(diǎn)各水力要素（如壓強(qiáng)、流速等）的空間分布。6、實(shí)驗(yàn)方法（常用的有） 、原型觀測(cè)實(shí)際工程建筑物 、模型試驗(yàn)按一定比例縮小或放大建筑物7、水密度變化情況及工程處理措施3 、在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下， t=4 oC時(shí)水的密度最大， =1000kg/m3;t=0 oC 30oC, 密度只減小 0.4%

4、，但當(dāng) t=80 oC100oC，密度減少達(dá) 2.8% 4%；（不同溫度下水的物理 性質(zhì)表現(xiàn)見表 1-1 P4 ）工程處理措施 ：在溫差較大的熱水循環(huán)系統(tǒng)中應(yīng)設(shè)膨脹接頭或膨脹 水箱以防管道或容器被水脹裂。 、在 t=0 oC時(shí)，冰的體積比水約大 9%。工程處理措施 ：路基、水管、水泵及盛水容 器等在冬季均需加防冰凍破壞措施。8、密度與重度關(guān)系式 =G/V=mg/V= g33且有水的重度 水 = 水 · g=G/V=9800N/m3=9.8KN/m39、單位轉(zhuǎn)換 （課本 P4表 1-3 ）國(guó)際單位制，重度單位 N/m3 ; 工程單位制，重度單位 kgf/m 32例：質(zhì)量 1kgf=1k

5、g ×9.8m/s 2=9.8N10、液體、氣體的粘滯性與溫度的關(guān)系a. 液體的粘滯性隨溫度的升高而減??； b. 氣體的粘滯性隨溫度的升高而增大11、牛頓的內(nèi)摩擦定律（ 1686 年，平板實(shí)驗(yàn)見 p5 圖 1 1）T AU AduhdyTduUAdyh式中： T液體內(nèi)摩擦切應(yīng)力； 動(dòng)力粘度， 單位 Pa·S 有 液體的運(yùn)動(dòng)粘度，又稱粘滯運(yùn)動(dòng)系數(shù)，單位m/s水的運(yùn)動(dòng)粘度（泊肅葉公式）12、水力學(xué)中液體分成兩類a. 理想液體：沒有粘滯性的液體b. 實(shí)際液體：存在粘滯性的液體牛頓液體：凡 與 呈過原點(diǎn)的正比例關(guān)系的液體； dy非牛頓液體：不符合牛頓內(nèi)摩擦定律的液體。13、液體氣化

6、產(chǎn)生條件：abs ps ，即絕對(duì)壓強(qiáng)氣化壓強(qiáng) 、氣化壓強(qiáng) 當(dāng)氣化和凝結(jié)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)，液體的絕對(duì)壓強(qiáng)稱為氣化壓強(qiáng)或飽和蒸氣壓強(qiáng)，用 Ps 表 示。 、預(yù)防氣化 液體氣化即在其內(nèi)部會(huì)出現(xiàn)氣體氣泡，產(chǎn)生空化現(xiàn)象，可造成虹吸管真空條件破壞而中斷流動(dòng)，也可造成水泵工作破壞，對(duì)固體邊壁產(chǎn)生破壞的氣蝕現(xiàn)象及引起建筑物震動(dòng)等。14、力的分類（1）按力的物理性質(zhì)分類 粘性力、重力、慣性力、彈性力和表面張力等。（2）按力的作用特點(diǎn)區(qū)分質(zhì)量力和表面力第二章 水靜力學(xué) 二、有關(guān)名詞解釋：1、等壓面 液體中壓強(qiáng)相等各點(diǎn)所構(gòu)成的曲面。2、絕對(duì)壓強(qiáng) Pabs 以絕對(duì)真空起算零點(diǎn)的壓強(qiáng)，成為絕對(duì)壓強(qiáng)，即實(shí)際壓強(qiáng)3、相對(duì)壓強(qiáng)

7、 P以工程大氣壓 Pa 作起算零點(diǎn)的壓強(qiáng)，稱為相對(duì)壓強(qiáng) 三、 主要知識(shí)點(diǎn)：1、水靜力學(xué)的核心問題： 根據(jù)平衡條件建立壓強(qiáng)分布規(guī)律，確定作用在建筑物表面上的靜水總壓力的大小、方向及 其作用點(diǎn)。2、靜水壓強(qiáng)的特性（兩大特性） （ 1）垂直指向作用面（ 2）同一點(diǎn)處，靜水壓強(qiáng)各向等值3、液體平衡微分方程1 P 1 P 1 PX- 1 P 0， Y- 1 P 0,Z- 1 P 0 又稱為歐拉平衡微分方程x y z結(jié)論：靜水液體的平衡條件是單位質(zhì)量力于其表面力相等。4、靜水壓強(qiáng)分布的微分方程dp= Xdx Ydy Zdz結(jié)論：靜水壓強(qiáng)分布取決于液體所受的單位質(zhì)量力。5、等壓面方程按定義： p=const

8、,dp=o Xdx+Ydy+Zdz=0即單位質(zhì)量力的合力 f 及合位移 ds，f ·ds=O 這表明等壓面的質(zhì)量力所作微功等于0，但 f 0， ds0， 可見只有 f 和 ds 互相垂直。6、水靜力學(xué)基本方程Z+ C7、壓強(qiáng)單位的表示方法、單位面積上的力， （定義） ，單位 Pa 1Pa=1N/m 2 KPa ， MPa 、用液體高度表示，單位m（液柱） 如 P=98KN/m2 則有 P/ =98/9.8=10m （水柱）=98/133.28=736mm（汞柱） 、用工程大氣壓 Pa 的倍數(shù)表示1 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓 =98KPa=10m水柱 =736mm水銀柱51 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓 =1.0

9、13 × 105Pa=760mm水銀柱8、壓強(qiáng)分類（絕對(duì)壓強(qiáng)、相對(duì)壓強(qiáng)、真空值）、絕對(duì)壓強(qiáng) Pabs以絕對(duì)真空起算零點(diǎn)的壓強(qiáng)，成為絕對(duì)壓強(qiáng)，即實(shí)際壓強(qiáng)Pabs=Po+h 0。、相對(duì)壓強(qiáng) P以工程大氣壓 Pa 作起算零點(diǎn)的壓強(qiáng)，稱為相對(duì)壓強(qiáng)P =Pabs-Pa= （ Po+ h） -Pa 自由表面取 Po=Pa時(shí)，得 P=h 、真空值 Pv 和真空度 hvhv=Pv/ Pv=|P |=|Pabs-Pa|而 Pabs<Pa 則 Pv=Pa-Pabs 可知高度越大， Po 的絕對(duì)壓強(qiáng)越小，真空值越大9、絕對(duì)真空狀態(tài) （即完全真空狀態(tài)）當(dāng) Pabs=0 時(shí)，其真空度最大，有pa p0a

10、bs pa 0 98hvmaxa 0abs a 9.8 10m（ 水柱 ）但液體具有汽化特性，當(dāng) Pabs< Ps 時(shí)，液體將出現(xiàn)汽化，使真空狀態(tài)受到破壞，故液體 不可能達(dá)到絕對(duì)真空狀態(tài)。液體允許的最大真空度： hvmaxpa ps 7 8m 水柱10、帕斯卡原理 見 P20 在靜止液體中任意一點(diǎn)壓強(qiáng)的增減必將引起其他各點(diǎn)壓強(qiáng)的等值增減。11、壓強(qiáng)圖示（ 1）、繪制原理 靜水壓強(qiáng)的特征：垂直性，各向等值。水靜力學(xué)的基本方程： P=Po+ h=Po+P（ 2）、繪制規(guī)則 按一定比例用線段長(zhǎng)度表征 P 的大小，用箭頭表示壓強(qiáng)的方向。（ 3）、繪制壓強(qiáng)的方向應(yīng)注意如下幾個(gè)問題：、Ph 按直線規(guī)

11、律分布。 （關(guān)系式為直線方程） 。直線方程的原點(diǎn)在自由表面。 Pabs h 分布圖呈梯形， Ph 分布圖呈三角形。 29（a）（b）（c）、各點(diǎn)壓強(qiáng)的方向應(yīng)垂直于受壓面，且各向等值，如圖 2-9d（P21） 、壓強(qiáng)分布圖是一種受力圖，合力作用線通過壓強(qiáng)分布圖的形心。 、因建筑物通常都處于大氣之中作用于建筑物的作用時(shí)，一般吸需繪制相對(duì)的壓強(qiáng)分布 圖。 、當(dāng)建筑物的兩側(cè)均受水壓力作用時(shí)， 應(yīng)按受力圖疊加原理繪制兩側(cè)壓強(qiáng)的合成分布圖。 如圖 2-9e 。 、對(duì)于作用面為曲面壁的情況各點(diǎn)壓強(qiáng)應(yīng)沿法線方向指向作用面；對(duì)于圓形曲面，各點(diǎn) 壓強(qiáng)均通過圓心。如圖 2-9f （球狀面，通過球心）12、水靜力學(xué)基

12、本方程幾何意義、水力學(xué)意義及能量意義（1）、幾何意義及水力學(xué)意義（Z+P/ =C）Z 計(jì)算點(diǎn)的位置高度，水力學(xué)稱位置水頭。P/h=P/ ，壓強(qiáng)高度， 測(cè)壓管中水面至計(jì)算點(diǎn) M的高度。 水力學(xué)中稱壓強(qiáng)水頭。Z+P/ 計(jì)算點(diǎn)處測(cè)壓管中水面距計(jì)算基準(zhǔn)面的高度。水力學(xué)中稱測(cè)管水頭。Z+P/ =C 靜止液體中各點(diǎn)位置高度與壓強(qiáng)高度之和不變。位置水頭Z，則測(cè)管壓強(qiáng)水頭 P/ 。其水力學(xué)意義：靜止液體中各點(diǎn)測(cè)管水頭或靜力水頭的連線。（2）、物理意義（能量意義）Z mGgz, 表示單位重量液體對(duì)基準(zhǔn)面的位置勢(shì)能（單位位能）pmgP/ 單位重量液體對(duì)計(jì)算點(diǎn)所具有的壓力勢(shì)能（單位壓能）Gz p 單位重量液體的全勢(shì)

13、能， （單位勢(shì)能） 。z p C 靜水中各點(diǎn)的全勢(shì)能相等，全勢(shì)能守恒。13、測(cè)量壓強(qiáng)的儀器主要類型有：液體測(cè)壓計(jì)，金屬壓力表和其他非電量，電測(cè)儀表。14、測(cè)量壓強(qiáng)常見儀器測(cè)壓管（測(cè)較小地強(qiáng)） 、水銀測(cè)壓計(jì)（做成 U 型以便存放水銀） 、低壓測(cè)壓計(jì) 、水銀壓差計(jì)、金屬壓力表15、靜水壓力的計(jì)算方法：解析法和圖解法。解析法：（1）靜水總壓力的大小 作用在任意形狀平面上總壓力的大小等于該平面面積與其形心處點(diǎn)的靜水壓強(qiáng)的積，即P dP sina ydA sin ayc A即 P hc A pc AA（2）靜水總壓力的方向：靜水總壓力的方向垂直于受壓面。（3）靜水總壓力的作用點(diǎn)：總壓力的作用點(diǎn)（壓力中心

14、）D的坐標(biāo)為（ x D,y D）式中： Pc是平面形心處的靜水壓強(qiáng) hc 是平面形心 C在液面下的淹沒深度 yd 是壓力中心 D距 OX軸的距離 yc 形心距 ox 軸的距離； Ic 為面積 A對(duì)過形心 C的水平軸的慣性距， 矩形平 面的 Ic=bh 3/12, 圓形斷面的3 /4 ；E為偏心矩，即壓力中心 D到形心 C的距離。（ 4）適應(yīng)性：對(duì)于上、下兩邊不是水平的矩形平面（如涵管進(jìn)口的圓形閘門），由于確定其壓強(qiáng)分布的體積和重心比較麻煩，因此常用解析法求解。圖解法：（1）靜水總壓力的大小 對(duì)于矩形平面，就用靜水壓強(qiáng)分布 可以求出作用在平面上的靜水總壓力的大小為（推導(dǎo) 過程見課本 P25）P

15、dp b hdL b d b式中： 是靜水壓強(qiáng)分布圖的面積， b和 L是矩形平面的水平寬度和長(zhǎng)度， h1和 h2分別 是矩形平面上邊和底邊的水深。（2）靜水總壓力的方向 根據(jù)靜水壓強(qiáng)垂直于受力面及平行力系的合成原理，靜水總壓力的方向必然垂直于受力 面。（3）靜水總壓力的作用點(diǎn)靜水總壓力是平行力系的合成， 根據(jù)靜水壓強(qiáng)的特性， 靜水總壓力的方向垂直指向該平面。 靜水總壓力的作用點(diǎn) （又稱壓力中心） 位于縱向?qū)ΨQ軸上， 口到底邊的距離為 e，這樣作用在 平面上靜水總壓力的三個(gè)要素大小、方向、作用點(diǎn)都可以確定了。在應(yīng)用式進(jìn)行計(jì)算時(shí) 需要注意 h1 和 h2 的含義。（4）適應(yīng)性 一般來說，對(duì)上、下兩

16、邊為水平的矩形平面，不管它在水下深度，也不管它的方位如何， 求作用于該平面上的靜水總壓力大小和作用點(diǎn)時(shí)，用圖解法較方便。第三章 水動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ) 二、有關(guān)名詞解釋：1、慣性力液體質(zhì)點(diǎn)流速成變化產(chǎn)生的力2、粘性力液體質(zhì)點(diǎn)間或流動(dòng)層面間的流速梯度產(chǎn)生的力， 即產(chǎn)生于液體質(zhì)點(diǎn)間的粘性和流速分面不 均勻性。3、流線 是同一時(shí)刻由液流中許多質(zhì)點(diǎn)組成的線，在這條曲線上所在質(zhì)點(diǎn)的流速成矢量都和該 曲 線相切4、流管 在流場(chǎng)中取一封閉的幾何曲線，在此曲線上各點(diǎn)作流線則可構(gòu)成一管狀流面，此稱流管。5、流束流管內(nèi)液流稱為流股，又稱為流束6、流譜流線構(gòu)成的流線圖7、跡線跡線是某一個(gè)質(zhì)點(diǎn)在某一時(shí)段內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的流動(dòng)路線8、過水

17、斷面垂直于流線的液流斷面稱為邊水?dāng)嗝?、流量單位時(shí)間內(nèi)通過過水?dāng)嗝嫔系乃浚ㄒ后w體積） 。用 Q 表示，單位是 m3/S10、斷面平均流速11、恒定流流場(chǎng)中液體質(zhì)點(diǎn)通過空間點(diǎn)時(shí)所有的運(yùn)動(dòng)要素都不隨時(shí)間而變化的流動(dòng)稱為恒定流12、均勻流流線是相互平行的直線的流動(dòng)稱為均勻流13、水力坡度：?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度上的水頭損失，以J 表示；14、測(cè)管坡度：?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度上的測(cè)管水頭變化，以Jp 表示； 三、 主要知識(shí)點(diǎn)：1、動(dòng)水壓強(qiáng)與靜水壓強(qiáng)的區(qū)別 （1）不僅與空間位置有關(guān) （2）而且與運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)2、水動(dòng)力學(xué)的基本任務(wù)就是研究液體在流場(chǎng)中壓強(qiáng)和流速的分布規(guī)律，可建立： （1）質(zhì)量守恒定律連續(xù)性方程（2）能量守恒定律能量

18、（守恒）定律（3）動(dòng)量守恒定律動(dòng)量方程3、描述液體運(yùn)動(dòng)的兩種方法 拉格朗日法（法國(guó)數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家） （質(zhì)點(diǎn)系法） 歐拉法（瑞士數(shù)學(xué)家、力學(xué)家） （流場(chǎng)法）4、歐拉變數(shù)與拉格朗日變數(shù)的區(qū)別 歐拉變數(shù)的坐標(biāo)（、 x、y、z）只是空間的點(diǎn)的位置坐標(biāo)，與液體軌跡無關(guān)，其中u、 a吸是指流經(jīng)某空間點(diǎn)的速度和加速度，不只限于某一質(zhì)點(diǎn)流經(jīng)該 空間點(diǎn)的速度與加速度。5、流線的兩個(gè)特點(diǎn)：（1）流線上任一點(diǎn)的切線方向即為該點(diǎn)的流速方向。 （ 2）流線不能相交或成 90o的折轉(zhuǎn)。6、流譜的兩個(gè)特點(diǎn)： （1）流線的疏密程度與液流橫斷面積的大小有關(guān)，斷面小的地方流線密，斷面大的地方 疏。流線的疏密程度反流速大小。（2

19、）流線的形狀與固體邊界形狀有關(guān)，離邊界越近，邊界的影響越大，流線形狀接近邊 界的形狀。7、元流與總流流量的定義式元流流量 : Dq= dV =udA；dt總流流量 : Q= dQ= udAAAAudA Q8、斷面平均流速表達(dá)式 : v= A QdA AA9、液流分類 （1）、恒定流和非恒定流 （2）、均勻流和非均勻流（3）、有壓流與無壓流10、均勻流具有下列特征： 過水?dāng)嗝鏋槠矫?，且形狀和大小沿程不變?同一條流線上各點(diǎn)的流速相同，因此各過水?dāng)嗝嫔掀骄魉賄 相等。 同一過水?dāng)嗝嫔细鼽c(diǎn)的測(cè)壓管水頭為常數(shù)。11、漸變流與急變流的壓強(qiáng)分布特征（1）變流過水?dāng)嗝娴膲簭?qiáng)分布 過水?dāng)嗝嫔细鼽c(diǎn)測(cè)管水頭不等

20、，即不為常數(shù)。（2）漸變流過水?dāng)嗝娴膲簭?qiáng)分布 漸變流或均勻流各斷面的測(cè)管水頭都為常數(shù)，但沿程各斷面的測(cè)管水頭不相等。由于 T 的影響，漸變流或均勻流的各斷面的測(cè)管水頭將沿程下降。12、元流連續(xù)性方程u1dA1=u2 dA213、總流連續(xù)性方程1 A 1= 2 A2上式說明：任意兩個(gè)過水?dāng)嗝娴牧魉俪膳c過水?dāng)嗝娴拿娣e成反比。14、對(duì)于有分叉的恒定總流，連續(xù)性方程可以表示為：Q1 Q2 Q3A1v1 A2v2 A3v315、理想液體元流能量方程Q3 Q1 Q2A3v3 A2v2 A1v12 pu ZZ 2gZ12p1 u21g2Z2p22u22g16、理想液體元流能量方程各項(xiàng)意義（如圖3 9c）Z

21、計(jì)算點(diǎn)距基準(zhǔn)面的位置高度；位置水頭；單位位能。P/ 測(cè)管中水面計(jì)算點(diǎn)的壓強(qiáng)高度；壓強(qiáng)水頭；單位壓能。Z+P/ 測(cè)壓管水面距基準(zhǔn)面的高度；測(cè)管水頭；單位總勢(shì)能。2 u 2g流速 所轉(zhuǎn)化的高度； 流速水頭；2 u 2gmu；單位動(dòng)能。令 H=Z+P2H= Z p u 液體的總水頭，又稱單位總能。Z 2g 理想液體元流的單位總能沿程守恒，總水頭線為一水平線，而測(cè)管水頭線則沿程 可有升降。17、實(shí)際液體元流能量方程Z1+P12u122g2Z2 p2 u22Z22gh'h' 表示單位重量液體從一斷面流到達(dá)斷面克服由液體粘滯性引起的陰力而損失的能量，稱 為水頭損失。18、水力坡度與測(cè)管坡度

22、定義表達(dá)式J=- dHdh0 J p=-dHPd （Zp）0dsds dsds19、畢托管 元流能量方程的應(yīng)用（1）畢托管是一種點(diǎn)流量速的測(cè)量?jī)x器。20、恒定總流的能量方程即伯諾里方程：22Z1+ p1 21ug12 Z2 p2 22ug22 h1 、 2 分別為兩斷面的動(dòng)能修正系數(shù)；h 兩斷面間的水頭損失。21、元流能量方程與總流能量方程的區(qū)別；（1）元流能量方程限于同一流線，即前后兩計(jì)算點(diǎn)必須在同一流線上，而總流前后兩 斷面處的計(jì)算點(diǎn)可不在同一流線上。（2）其各項(xiàng)的幾何意義，水力意義、能量意義如元流能量方程所述，不同處是各項(xiàng)具 有平均值概念。22、總流能量方程的應(yīng)用條件（1）恒定流（2）不

23、中壓縮液體；（ 3）重力液體（4）兩計(jì)算斷面必須為漸變流或圴勻流，但兩斷面間可以有急流存在。（5）沿程流量不變 Q1 =Q2 =Q 23、總流能量方程的應(yīng)用要點(diǎn)：（1）兩計(jì)算斷面必須選定漸變流或均勻流斷面，盡量使其中的未知數(shù)量少。（2）選 擇合適的計(jì)算基準(zhǔn)面與計(jì)算點(diǎn)的位置，兩過水?dāng)嗝娴挠?jì)算點(diǎn)必須取同一基準(zhǔn)面。 使 Z 0 ，保證位能不為負(fù)值。（3）兩斷面壓強(qiáng)可用相對(duì)壓強(qiáng)或絕對(duì)壓強(qiáng)。（4）對(duì)于水流計(jì)算點(diǎn)選 在水面上；管流計(jì)算點(diǎn)選在管軸線上。5）一般取 Q1 Q2 。24、兩斷面間有能量加入或輸出以及分岔水流的能量方程。1、有能量加入或輸出的能量方程22Z1 +p121ug12Hm Z2 P222

24、gu22hHm 外加或輸出的能量。公式中 Hm取“ +”號(hào)，當(dāng)為外加能量。 Hm取“- ”號(hào)，當(dāng)為輸出能量2、分岔水流能量方程1）有流量分出時(shí)，有 Q1 Q2 Q3Z32p33u33 3 3 h 232g 2 322Z p11u1p22u2， Z p11u1Z1Z2h 1 2 ， Z11 2g 2 2g 1 2 1 2g2）有流量匯入，有 Q3 Q1 Q22 2 2 2 p11u1p33u3p22u2p33u3Z1Z3h 1 3 ，Z2Z31 2g 3 2g 1 3 2 2g 3 2g25、文丘里管 - 總流能量方程應(yīng)用原理 利用壓縮過水?dāng)嗝娑鹁植繅簭?qiáng)變他，導(dǎo)出了流量與測(cè)管水頭差的關(guān)系，使

25、有壓管道的流量測(cè)量大為簡(jiǎn)便。26、恒定流動(dòng)量方程F Q（ 2 v21 v）F P1 P2 G RG 控制體重量R 管壁約束對(duì)總流隔離體（即控制體）側(cè)表面的作用力（合力）若沿 S軸寫液流動(dòng)量方程，可為：FS = Q（ 2' u2s 1'u1s）Fx = Q( 2'u2x1'u1x) ,直角坐標(biāo)三坐標(biāo)軸向的標(biāo)量式：Fy = Q( 2u2y1u1y ) ,Fz = Q( 2u2z1u1z )27、動(dòng)量方程應(yīng)用要點(diǎn)1、液體是恒定不可壓縮的液體；2、因?yàn)榫鞘噶浚瑧?yīng)先規(guī)定坐標(biāo)軸，給出隔離體，然后將動(dòng)量方程給出投影式。3、根據(jù)需要選擇隔離體，所選的斷面（控制面）應(yīng)滿足漸變流

26、條件，此時(shí)總壓力計(jì)算按公式 P1 p1A1 ， P2 P2 A2 。4、動(dòng)量變化量為流出動(dòng)量 - 流入動(dòng)量，不可顛倒。5、動(dòng)量方程包括表面力（壓力、切力） 、重力、管壁約束對(duì)隔離體側(cè)表面的作用力。6、式中邊壁反力 R 為邊壁對(duì)液流的反力，液流對(duì)唇緣壁的作用力R'大小相等，方向相反，作用在同一線上。第四章 水流阻力和水頭損失二、有關(guān)名詞解釋：1、水流阻力 由于液體的粘滯性作用和固體邊界的影響，使液體與固體之間，液體內(nèi)部有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的 各液層之間存在的摩擦阻力的合力。2、水頭損失 水流在運(yùn)動(dòng)過程中克服水流阻力而消耗的能量自負(fù)盈虧為水頭損失。3、沿程水頭損失當(dāng)流體邊界沿程無變化，流體作均勻流式

27、作漸變流時(shí)，流體內(nèi)部以及流體與流體邊界之 間產(chǎn)生的阻力沿程是不變的，這種阻力引志的機(jī)械能損失稱為沿程能量損失，簡(jiǎn)稱沿程水頭 損失，有 hf 表示。4、局部水頭損失 當(dāng)流體邊界急劇變化時(shí)，如流體經(jīng)管道入口中，閥門等局部阻礙之處，為克服邊界的急 劇變化，流體內(nèi)部的速度分布也發(fā)生急劇變化，由此引起的機(jī)械能損失稱為局啊能量未央失， 簡(jiǎn)稱局部水頭損失，用 hj 表示。5、層 流 當(dāng)流速較小時(shí)，管中的液體質(zhì)點(diǎn)在流動(dòng)中互不發(fā)生混摻而是在妥層有序的流動(dòng)，這種流 動(dòng)稱為層流。6、紊 流 當(dāng)流速較大時(shí)，液體質(zhì)點(diǎn)互相摻的無序無章的流動(dòng)稱為紊流7、層流底層（粘性底層） 在這一很靠近固體邊界的流層里有顯著的流速梯度，

28、粘性切應(yīng)力很大， 但紊動(dòng) 則趨于 0， 各層質(zhì)點(diǎn)不產(chǎn)生摻混，也就是說，在靠近固體邊界表面的厚度極薄的層流層存在，稱為層流 底層。、主要知識(shí)點(diǎn)1、層流與紊流的判別標(biāo)準(zhǔn) - 臨界雷諾數(shù) 雷諾實(shí)驗(yàn)除了證實(shí)流體存在兩種不同流態(tài)，還建立了判斷流動(dòng)的一個(gè)準(zhǔn)數(shù)。雷諾用不同 溫度的水， 不同直徑的管道進(jìn)行實(shí)驗(yàn)， 發(fā)現(xiàn)臨界流速大小與管道直徑 d，流體密度 以及動(dòng)力 粘度系數(shù) 有關(guān)。實(shí)驗(yàn)得出 Re=vd ，將無量綱的純數(shù) Re=Vd/V稱為雷諾數(shù)， Re<Rek=2320 時(shí)，層流 Re>vRek，是紊流。2、均勻流基本方程 hf=0l/ rR3、沿程水頭損失計(jì)算公式 達(dá)西 - 魏茲巴赫公式 hf=

29、*l/d*v 2/2g4、圓管層流的流速分布 對(duì)圓管層流運(yùn)動(dòng)，滿足年頓內(nèi)摩擦定律表達(dá)式： du dy采用圓柱坐標(biāo)（ ，u）， r=r o y ,dr=-dy ， du ，1r Jo dr2du 1 J= r J ， du=-rdrdr 2 2對(duì)于均勻流，各元流的 J 都相等，對(duì)上式積分得：u=- J r2 C4當(dāng) r=r 0時(shí)， u=0,C= J r02 , u= J （r02 r 2）0 4 0 4 05、圓管層流的沿程阻力系數(shù) =64/Re6、紊流流速分布 紊流流核的斷面流速分布較圓管層流的斷面流速分布理趨均勻化。7、圓管紊流結(jié)構(gòu) 由粘性底層及粘性底層外的紊流流核組成。8、水力光滑管、水力

30、粗糙管 （管道粗糙情況）絕對(duì)粗糙度； 粘性底層的厚度 （ 4-28 ，計(jì)算公式） ； 通常不足 1mm，但它對(duì)能量損失有極大的影響， 不可忽視， 流速愈大，質(zhì)點(diǎn)摻混能力愈 強(qiáng)，層流底層就愈厚。所以其厚度隨Re 增大而減小。a、< 時(shí)，對(duì)（管壁）紊流結(jié)構(gòu)無影響。這種管道稱“水力光滑管”b、> 時(shí)，管壁伸入紊流流核之中，產(chǎn)生漩渦。這種管道稱為“水力粗糙管”。9、尼古拉茲試驗(yàn)（1）實(shí)驗(yàn)原理及過程： 為了便于分析粗糙的影響，尼古拉茲將經(jīng)過篩選的均勻砂粒緊密的貼在管壁表面，這種 人工均勻的粗糙也稱尼古拉茲粗糙。實(shí)驗(yàn)裝置類似雷諾實(shí)驗(yàn)， 采用各種人造粗糙進(jìn)行實(shí)驗(yàn)， 相驪粗糙度的范圍為 /d=1/

31、30 1/1014 ，共有 7種不同的相對(duì)粗糙度 （P82 ，圖4-8a） 測(cè)出不同流量時(shí)的斷面平均速度V和沿程損失 hf 。把實(shí)驗(yàn)結(jié)果給在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上。（2）根據(jù) 的變化特性，尼古拉茲實(shí)驗(yàn)分為5個(gè)阻力區(qū)。64一區(qū)： ；二區(qū)： （Re） ；三區(qū)： （Re）Re四區(qū)： （Re, ） ；五區(qū)： （ ） dd10、局部水頭損失的成因 局部邊界條件急劇改變是旨起局部水頭損失的根本成因。 對(duì)水流流動(dòng)有兩個(gè)方面的影響：（1）導(dǎo)致液流中產(chǎn)生的漩渦，加大水流的紊亂與脈動(dòng)，增大液流的能量損失。（2）造成液流斷面的流速重新分布，加大流速梯度及紊流附加切應(yīng)力，導(dǎo)致局部較集中的水 頭損失。11、局部水頭損失計(jì)算公式

32、A u2u2Au2u2h j（1A1 ）2 u11 u1hj（ A11）2 u22u2jA2 2g 2- 分別斷面間的局部阻力系數(shù)，其中 1 1, 2 1 第六章 明渠水流 二、有關(guān)名詞解釋 ：1、明渠 2gjA22g22g(1A1 2A2(AA2A1)開敞式的匯水凹槽，稱為明渠。人工渠道，天然河道。2、明渠水流具有露在大氣中的自由液面的槽內(nèi)液體流動(dòng)稱為明渠流（明槽流）或無壓流（Free Flow ）3、明渠底坡（ P62 ，6-2 ）底坡 i 渠道中沿程單位長(zhǎng)度內(nèi)的渠底高程變化值4、水力最佳斷面當(dāng)渠道過水?dāng)嗝婷娣e A，糙率 及渠道底坡 i 一定時(shí)，過水能力（即流量）最大的斷面形 狀，稱為水力

33、最佳斷面。5、臨界水深當(dāng)為臨界流時(shí)， Fr=1 ，相應(yīng)的水深，稱為臨界水深6、斷面比能 以各斷面最低點(diǎn)作基準(zhǔn)面的單位重量液體的能量。用 Es 表示7、臨界底坡 ik 當(dāng)渠中作均勻流動(dòng)中，渠中正常水深恰等于臨界面水深時(shí)的相應(yīng)底坡，稱為臨界底坡，常用 ik 表示。、主要知識(shí)點(diǎn)：1、明渠流動(dòng)的特點(diǎn)：（1）、具有自由液面， Po=0, 為無壓流（滿管流為壓力流）（2）、濕周是過水?dāng)嗝婀腆w壁成與液體接觸部分的周長(zhǎng)，不等于過水?dāng)嗝娴闹荛L(zhǎng)。（3）、重力是流體流動(dòng)的動(dòng)力，為重力流（管流則是壓力流）（4）、渠道的坡度影響水流的流速、水深。坡度增大，則流速增大，水深減小。（5）、邊界突然變化時(shí)，影響范圍大。2、明

34、渠分類按明渠斷面形狀有：（1）、梯形：常用的斷面形狀。 P114 6-1（a）（2）、矩形：用于小型灌溉渠道當(dāng)中6-1（b）（3）、拋物線型：較少使用（4）、圓形：為水力最優(yōu)斷面，常用天城高的排水系統(tǒng)中。 6-1 （c）（5）、復(fù)合式：常用于豐、枯水量懸殊的渠道中。6-1 （d.e）3、明渠斷面水力要素梯形斷面：過水面積：A=(b+mh)h水面寬度：B=b+2mh濕周： x=b+2h 1 m2水力半徑：AR=X邊坡系數(shù)：m=ctga4、按底坡分類（1）i >0, 渠底高程沿程下降，順坡渠道（正坡）（2）i=0 ，渠底高程沿程不變，平坡渠道（平坡）（3）i <0，渠底高程沿程上升，逆

35、坡渠道（反坡）5、明渠均勻流水力特性（ 1 ）、 明 渠 均 勻 流 是 一 種 等 深 、 等 速 直 線 運(yùn) 動(dòng) ， 斷 面 流 速 分 布 沿 程 不 變 ， 有1 2 , 1'2'（2）、總水頭線、測(cè)管水頭線、渠底線三者平行，因此水力坡度J ，測(cè)管坡度 Jp 及渠底坡度I 三者相等，即 J=Jp=i6、明渠均勻流產(chǎn)生的條件（1） 、屬恒定流，流量沿程不變；（2）、長(zhǎng)直的棱柱形順坡（ i >0）渠道；（3）、渠道糙率 及底坡 i 沿程不變 結(jié)論說明：明渠均勻流中重力作功與阻力作功相等，其重力沿流向的分力與液流摩阻力 相平衡。7、明渠均勻流基本公式謝才公式： Q AC

36、 Ri1C 1R6由曼寧公式有：niA31 2 1Q AC RiAR3i 2n8、水力最佳斷面是： （ D ）A、價(jià)最低的渠道斷面；B、壁面粗糙系數(shù)最小的斷面；C、對(duì)一定流量具有最大的斷面面積的斷面；D、驪一定面積具有最小濕周的斷面。9、明渠斷面渠道水力計(jì)算基本公式Q=AC Ri f （b,m,i,n,h0）10、明渠斷面渠道水力計(jì)算的三類問題：（1）驗(yàn)算渠道的泄水能力；（2）決定渠道底坡；（3）選擇渠道過水?dāng)嗝娉叽纾?1、三類問題分別討論（1）、驗(yàn)算渠道泄水能力已知 b,m,n,i,ho, 求 Q, 例 6-1.P120（ 2）、確定渠道底坡 i已知 Q,b,m,n,ho, 求 i ，例 6

37、-2.P121（3）、設(shè)計(jì)渠道斷面尺寸 b和 ho，例 6-3 ，P122已知 Q,I,n,m, 求渠道過水?dāng)嗝娉叽?b,ho 。 因涉及到兩個(gè)未知量，必須結(jié)合式程實(shí)際與技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件再補(bǔ)充一個(gè)方程?？伤姆N方 法求解：選定 ho，求 b 根據(jù)通航、灌溉、取水等選定 ho選定 b 求 ho 按地形情況選定 b 值。同上式求解 ho 按合適寬深比 求解 b,h a、中小型道取 =o=b/ho b、大型渠道取 =3-4 ，由 b=代入可得。 按最大容許流速考慮，求解斷面最小尺寸 b,ho（ 4）、已知 b,m,i,Q,ho,求糙率 n121C=1R6n=AR3i2nQ12、渠非均勻流現(xiàn)象產(chǎn)生原因明渠均

38、勻流發(fā)生的三個(gè)條件中，任一條件不滿足都將發(fā)生明渠非均勻流。局部“干擾” ；渠道糙率沿程變化、橋、涵、堰、壩、渠底坡度折變等因素；它在局部渠段中 可使過水?dāng)嗝鎰∽儭?3、明渠非均勻流水力現(xiàn)象的類型。(1) 壅水曲線 水深沿程增大的水面曲線，如圖 6-10 ( a、 b), 在 dh/ds >0(2) 降水曲線水深沿程減小的水面曲線，如圖 6-10 ( c)，有 dh/ds <0(3) 水跌現(xiàn)象 在底坡突降或底坡由緩變陡折變處附近局部渠段內(nèi)，水面曲線急劇下降的水力現(xiàn)象，稱 為水跌現(xiàn)象。屬急變流，有 dh/ds - 如圖 6-10 ( c)(4) 水躍現(xiàn)象 渠中水深在局部渠段內(nèi)呈突躍性增

39、大的水力現(xiàn)象，稱為水躍形現(xiàn)象。屬急流流：特征是 V，沖刷力強(qiáng)，能量損失大，可達(dá)60%70%，有 dh/ds +, 如圖 6-10(c) 14、明渠流干擾微波傳播特性及水流狀態(tài)1 ) V> C微波只級(jí)順流而下傳，不能上傳，不影響上游水面曲線的形狀，此稱為急下流。2) V<C微波既能上傳，也能下傳，對(duì)上、下游水面曲線均有影響，此稱為緩流。3) V=C微波只能向下傳，不能上傳，只能影響下游的水面曲線，此稱為臨界流。15、佛汝德數(shù) Fr 急流、緩流、臨界流的判別標(biāo)準(zhǔn)數(shù)。22u 2u2Q2Fr=( )2 =3CAA3ggBB急流： V>C,Fr >1緩流： V<C,Fr &

40、lt;1 臨界流： V=C,Fr=116、臨界水深計(jì)算公式A3Kf (hk )f （Q,斷面形狀）AK317、斷面比能沿水深的變化規(guī)律（1）當(dāng) h>hk 時(shí)，為斷面比能曲線上支， dEs/dh > 0，為緩流區(qū)，斷面比能隨水深增加而增 大，其中勢(shì)能大，動(dòng)能小。（2）當(dāng)h<hk 時(shí)，為斷面水能曲線下支。 dEs/dh <0,為急流區(qū)， 斷面水能隨水深增加而減小， 其中動(dòng)能大，勢(shì)能小。（3）當(dāng) h=hk 時(shí)，為臨界流。 Fr=1 ，在臨界流時(shí)，勢(shì)能是動(dòng)能的兩倍。18、臨界底坡 ik 計(jì)算Q AK CK RKiKK K iK(均勻流條件 )32A3KQ2（臨界流條件）BKg兩

41、式聯(lián)立解之， 得i Q2iQ2g .XKkAK2 CK2 RKKK2CK BK第九章 河流概念二、有關(guān)名詞解釋：1、橫比降 天然河道中，由于邊界件的影響，其水面一般都有一定的橫向坡度，稱為橫比降。1、河川徑流 地面徑流和地下徑流匯入河槽并沿河槽流動(dòng)的水流3、泥沙沉速 W 泥沙顆粒在靜水中均勻下沉的速度，稱為泥沙沉速，簡(jiǎn)稱沉速，又稱水力粗度三、主要知識(shí)點(diǎn)：1、水文現(xiàn)象的特點(diǎn)：（ 1）、隨機(jī)性（2）、周期性 （3） 、地區(qū)性2、橋涵不文的研究方法（1）、數(shù)理統(tǒng)計(jì)法 （2） 、成因分析法 （3） 、地理綜合法3、河流分段特性：可分為五部分1）河源 起點(diǎn)，往往是泉水、冰川、湖泊等。2）上游 緊接河源而

42、奔流于山谷。落差大，水流急，沖蝕力強(qiáng)3）中游 比降逐漸緩和， ，沖淤平衡，河面開闊4）下游 處理處于沖積平原區(qū)，流速與底坡都小，泥沙淤積5）河口 終點(diǎn)，“河口三角洲”4、流域的特征： （分兩種） 1o幾何特征 - 即流域面的大不及沿河增大情況。 2o流域的自然地理特征：地理位置、氣候條件等5、河川徑流的形成過程降水 - 流域蓄滲 - 坡面漫流 - 河槽集流6、經(jīng)流量的表示方法（ 1）流量Q m 3/s（ 2）徑流總量度 W=QT m3（ 3）徑流模數(shù) M=1000Q/F L/S · km2（ 4）徑流深度過 Y=1W/1000F mm（ 5）徑流系數(shù)=Y/X（純數(shù)）7、河川徑流的主要

43、影響因素（1）降水（2）蒸發(fā)與入滲 蒸發(fā)大，降水前期土壤含水量??；入滲量大，則徑流量越小。（3）下墊面因素：地形、地質(zhì)，植被等。（4）人類活動(dòng)因素 植樹造林、水土保持、興修水利，跨越流域調(diào)水及現(xiàn)代化城市的發(fā)展等均屬人類活動(dòng)因 素，它可改變自然地理?xiàng)l件，影響經(jīng)流量及過程。8、河床演變的影響因素（ 1）水 流： 例如河段流量、水位、副流作用、縱橫比降。（ 2）流域產(chǎn)沙條件：產(chǎn)沙量大，?？稍斐上掠斡俜e嚴(yán)重（ 3）河床土壤地質(zhì)條件： 巖石河床，不易變形；土質(zhì)河床，易于變形。（ 4）人類活動(dòng)： 圍湖造田，興修水利第十章 水文統(tǒng)計(jì)的基本原理與方法二、有關(guān)名詞解釋：1 、數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法 以“概半論”為理論依據(jù)

44、，通過試驗(yàn)或觀測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)研究對(duì)象再現(xiàn)客觀規(guī)律作預(yù)估或判斷 的數(shù)學(xué)方法。2、水文統(tǒng)計(jì)法 應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)法來分析水文現(xiàn)象變化的規(guī)律的方法。3、機(jī)率（又稱為概率、然率） 客觀上出現(xiàn)的可能性，稱為機(jī)率，由P（A） 表示用 W(A)4、頻率 在隨機(jī)試驗(yàn)中， 事件 A 實(shí)際上出現(xiàn)的次數(shù)與 f 與總的試驗(yàn)次數(shù)之比， 稱為頻率。表示， f 稱為頻數(shù)5、累積頻率 等量或超量值頻率累積值。用 P（x xi） 表示。6、年頻率 每年只取一個(gè)水文特征值代表組成樣本系列時(shí)， 所得的累積頻率稱為年頻率。樣本容量 n 的單位為年，其累積頻累的單位的為“次 / 年”7、次頻率 每年取多個(gè)水文特征值組成樣本系列時(shí)，所得的累積頻率，

45、稱為次頻率。高 n 年中平均 每年取 a 個(gè)樣本組成系列，其容量 S=na，單位為“次” ，故（ P 表示次頻率）8、重現(xiàn)期 等于或大于某隨機(jī)變量 xi 的水文特征值再現(xiàn)的平均年距， 稱為重現(xiàn)期。 常用 T（ x xi ）表 示 xi 的重現(xiàn)期。9、經(jīng)驗(yàn)累積頻率曲線 按實(shí)測(cè)要、值所得的 xp 關(guān)系曲線，稱為經(jīng)驗(yàn)累積頻率曲線。10、理論累積頻率曲線 描述經(jīng)驗(yàn)累積頻率點(diǎn)據(jù)分面關(guān)系的數(shù)學(xué)模型，稱為理論累積頻率曲線。三、主要知識(shí)點(diǎn)：1、事件就其發(fā)生情況，可分為三種類型 必然事件； 不可能事件； 隨機(jī)事件。2、隨機(jī)試驗(yàn)、隨機(jī)變量、系列。（1）隨機(jī)試驗(yàn) - 對(duì)隨機(jī)事件發(fā)生的情況的具體觀測(cè)。（2）隨機(jī)變量

46、- 隨機(jī)試驗(yàn)中事件結(jié)果所取的各種數(shù)值。 連續(xù)型（水文現(xiàn)象的實(shí)測(cè)值數(shù)此類）實(shí)數(shù)間任意值 離散型（骰子的點(diǎn)數(shù)屬此類）實(shí)數(shù)間間斷值3、對(duì)于樣本的要求應(yīng)有：1o一致性 - 樣本的個(gè)體應(yīng)屬于同類。2 o代表性 - 即能反映總體特征。3 o可靠性 - 即資料來源可靠，有客觀性、準(zhǔn)確性4 o獨(dú)立性 - 即樣本系列中各個(gè)體的實(shí)測(cè)結(jié)果互不關(guān)聯(lián)。4、維泊爾公式P（x xi）=m（x xi）/（n+1）5、經(jīng)驗(yàn)累積頻率曲線的繪制的步驟：1o將按年序記錄的實(shí)測(cè)資料按大到小排列（不論年序）即使x1>x2>x3> >xn2o統(tǒng)計(jì)各隨機(jī)變量 xi 的頻數(shù) fi 及累頻數(shù) m（xxi）=?. 其中 f

47、i 即實(shí)測(cè)記錄中 xi 的個(gè) 數(shù)。3o按維泊公式計(jì)算各實(shí)測(cè)值的累積頻率P（x xi）4o將點(diǎn) （Pi,xi ）點(diǎn)繪于坐標(biāo)紙中， 通過點(diǎn)據(jù)分布的平日趨趨勢(shì)目估繪線， 即可得經(jīng)驗(yàn)累 積頻率曲線。6、統(tǒng)計(jì)參數(shù)x- 實(shí)測(cè)系列的平均數(shù)Cv- 實(shí)測(cè)系列的離系數(shù)Cs- 實(shí)測(cè)系列的偏差系數(shù)x ， Cv,Cs 統(tǒng)稱為統(tǒng)計(jì)參數(shù)7、水文計(jì)算的頻率分析的目的 是以水文現(xiàn)象（水位、流量、降水強(qiáng)度）實(shí)測(cè)值系列與經(jīng)驗(yàn)累積頻率關(guān)系作樣本，以皮 爾遜型曲線總體頻率關(guān)系數(shù)學(xué)模型，選配一條與經(jīng)驗(yàn)累積頻率點(diǎn)據(jù)分布擬合情況最佳最佳 理論設(shè)計(jì)值 xp8、現(xiàn)行頻率分析方法（1）、試錯(cuò)適線法步驟： 計(jì)算經(jīng)驗(yàn)累積頻率，繪制經(jīng)驗(yàn)頻率曲線；計(jì)算平

48、均數(shù)，擬定離差系數(shù)，試算偏差系數(shù)； 選定三參數(shù)；根據(jù)確定的三參數(shù)，得出理論推算累積頻率曲線，推算規(guī)定頻率的流量（2）、三點(diǎn)適線法步驟： 計(jì)算經(jīng)驗(yàn)累積頻率，繪制經(jīng)驗(yàn)頻率曲線；為理論頻率曲線初選三參數(shù)；適線選定三參數(shù)； 根據(jù)確定的三參數(shù)，推算規(guī)定頻率的流量（3）、矩法第十一章 橋涵設(shè)計(jì)流量及水位推算法二、有關(guān)名詞解釋：1、年經(jīng)流量 一年內(nèi)通過河流某斷面（如取水工程或橋涵所在斷面等）的水量，稱為這個(gè)斷面以上流 域的年經(jīng)流量。2、枯水經(jīng)流量（最小年經(jīng)流量） 枯水期、地面徑流小，主要靠地下水補(bǔ)給的河川徑流，稱為枯水徑流量。三、主要知識(shí)點(diǎn)：1、設(shè)計(jì)洪水的內(nèi)容： （設(shè)計(jì)洪水三要素）（1）投計(jì)洪水總量 “量”

49、（2）設(shè)計(jì)洪水過程線“過程”（3）設(shè)計(jì)洪峰流量“峰”2、形態(tài)調(diào)查方法 實(shí)地考查歷史上發(fā)生過的洪水位痕跡（簡(jiǎn)稱洪痕） ，并通過河道地形、縱、 、橫斷面、洪 痕高程及位置等形態(tài)資的測(cè)量，再按水力學(xué)方法推算出歷史洪峰流量，此法又稱法又稱為洪 水調(diào)查方法。3、洪水調(diào)查工作包括：（1）河段踏勘（2）現(xiàn)場(chǎng)訪問（3）形態(tài)斷面及計(jì)算河段選擇4）野外測(cè)量此外，還應(yīng)收集有關(guān)地區(qū)的歷羅文獻(xiàn)及文物，考證辨認(rèn)歷史洪水痕跡發(fā)生的年代第十二章 大中橋位勘測(cè)設(shè)計(jì) 二、有關(guān)名詞解釋1、橋位勘測(cè)在橋位設(shè)計(jì)前， 對(duì)橋位地區(qū)的治經(jīng)濟(jì)情況、 自然地理情況及其它條件作詳細(xì)調(diào)查與測(cè)量， 統(tǒng)稱為橋位勘測(cè)。2、橋下壅水高程 是指設(shè)計(jì)水位以上的

50、水位升高值，它包括因橋也壓縮河寬旨起的水位壅高，波浪高度， 水拱高度，河灣橫比降超高，河床淤積高度等。常用hD 表示。3、橋面標(biāo)高 橋面中心線上最胸點(diǎn)標(biāo)高。它用以表示橋梁高度三、主要知識(shí)點(diǎn)1、大、中橋設(shè)計(jì)的一般規(guī)定（ 1）、避免橋前壅水過高危及農(nóng)田村舍；（2 ）、對(duì)于橋下河床一般不加護(hù)砌，而是按容話沖刷程度確定橋下橋孔長(zhǎng)度；（3）、橋臺(tái)應(yīng)布設(shè)在地質(zhì)良好地帶（4）、布設(shè)橋也應(yīng)注意通航、潮汐、河流變迀等的影響，合理布孔。（5）、在流冰河流上建橋， 布設(shè)橋孔應(yīng)考慮流冰水位、冰塊大小及破冰措施， 適當(dāng)加大流 六、冰凈跨。（6）、盡量減少梁跨、墩臺(tái)及基礎(chǔ)類型。（7）、無可靠水文資料時(shí)， 也徑寧寬勿窄，

51、基礎(chǔ)宜深勿淺， 凈也宜高勿低， 適當(dāng)留有余地。（8）、增建第二線或改建既有橋線時(shí)，其跨徑和凈空，應(yīng)按新建的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)辦理。2、橋位選擇的一般要求（1）服從路線總方向及建橋的特殊要求（2）橋軸線為直線或曲率小的平滑曲線，縱坡較小。（3）少占農(nóng)田，少拆遷，少淹沒（4）有利于施工（5）適應(yīng)市政規(guī)劃，協(xié)調(diào)水運(yùn)，鐵路運(yùn)輸，滿足國(guó)防、經(jīng)濟(jì)開發(fā)等的3、橋位調(diào)查三方面內(nèi)容（1）、橋位測(cè)量（2）、水文調(diào)查（ 3）、工程地質(zhì)勘測(cè)4、橋孔長(zhǎng)度計(jì)算沖刷系數(shù)法 、經(jīng)驗(yàn)公式法5、河段分類 根據(jù)河床變形征和河段穩(wěn)定性，我國(guó)河段可分為峽谷性、穩(wěn)定性、變遷性、游蕩性、寬 灘性和沖積漫流性七類。6、橋面標(biāo)高計(jì)算的計(jì)算內(nèi)容：（ 1）

52、橋前最大壅水高度 Z工程Z= （vM2 v02） P285 12-18式中 - 指水流阻力系數(shù) （ 表 12-6）Vm-橋下斷面設(shè)計(jì)平均流速， （表 12-7 ）Vo-橋前河道斷面平均流速橋前 Z 壅水曲線段全長(zhǎng)，可按二次拋物線計(jì)： Z= （vM v0 ）（ 2）橋下最大壅水高度 Z， 一般取 Z=1/2 Z 山區(qū)和半山區(qū)河流： Z= Z平原河流： Z=02o（ 3）波浪方程 hL 1o應(yīng)用條件：當(dāng)橋前為水庫(kù)、湖泊、設(shè)計(jì)洪水持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)的河流時(shí)才考慮計(jì)入浪高。計(jì)算，可按 12-19 經(jīng)驗(yàn)公式，也可查公路橋經(jīng)勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范計(jì)算橋位標(biāo)高時(shí)，通常以流 高的三分之二計(jì)入。（ 4）水拱高 h 常見于半山區(qū)或

53、山前區(qū)狹谷山口，通常按現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查決定。（ 5）河灣橫比降超高 Z < 凹岸高，凸岸低 > 可近似按下式計(jì)算P=P0 （z0 z） po hh=z0 z（6）河床淤積高度 在決定橋下凈空時(shí)應(yīng)予考慮，通常均由調(diào)查實(shí)測(cè)確定。7、橋面標(biāo)高的影響因素 應(yīng)滿足泄流、通航、流冰、流水的要求并考慮橋產(chǎn)壅水高度、波浪高度、水拱高度、河 灣水位超高河床淤積影響。8、橋面標(biāo)高的計(jì)算公式（1）非通航河流Hmin=Hp+ h hjhD（2）通航河流Ht min HTP H MhD9、調(diào)治構(gòu)造物作用 調(diào)治構(gòu)造物的作用是調(diào)節(jié)水流、整治河道，使通過橋孔的水流均勻順暢，防止橋位附近 河床和河岸產(chǎn)生不利變形，以確保附近

54、農(nóng)田免糟水害，確保橋梁墩臺(tái)和橋頭孔道的正常運(yùn)用。10、調(diào)治構(gòu)造物分類按其對(duì)水流的作用，可分為三類（1）導(dǎo)流構(gòu)造物（2）挑流構(gòu)造物（3）底流調(diào)治構(gòu)造物第十三章 橋梁墩臺(tái)沖刷計(jì)算二、有關(guān)名詞解釋1、河床自然沖刷 河床在水力作用下及泥沙運(yùn)動(dòng)等因素的影響下，自然發(fā)育過程造成的沖刷現(xiàn)象，稱為河 床自然沖刷2、橋下斷面一般沖刷橋一河床全斷面發(fā)生的沖刷現(xiàn)象3、一般沖刷深度 通常取一般沖刷停止時(shí)的橋下最大鉛垂水深，以符號(hào) hp 表示4、墩臺(tái)局部沖刷 橋下河床全斷面發(fā)生的沖刷現(xiàn)象為一般沖刷；而水流因受墩臺(tái)阻擋，在墩臺(tái)附近發(fā)生的 沖刷現(xiàn)象5、墩臺(tái)局部沖刷深度沖刷坑最大深度常用符號(hào) hb 表示6、橋下河槽最低沖刷線 橋梁墩臺(tái)處河床自然演變等因素沖刷深度h，一般沖刷深度 hp 及局部沖刷深度 hb三者全部完成后的最大水深線，稱為橋下河槽最低沖刷線三、主要知識(shí)點(diǎn)1、墩臺(tái)沖刷現(xiàn)象的類型（1）河