橋涵水文與水力學(xué)復(fù)習(xí)資料

《水力學(xué)與橋涵水文》復(fù)習(xí)資料第一章緒論一、學(xué)習(xí)要點(diǎn)：1.連續(xù)介質(zhì)和理想液體的概念；2.液體的根本特征和主要物理性質(zhì)，特別是液體的粘滯性和牛頓內(nèi)摩擦定律及其應(yīng)用條件；3.作用在液體上的兩種力。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)”?？捎眠B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、外表張力沿液面自由外表，液體分子引力所產(chǎn)生的張力三、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)的根本理論，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)果那么是橋涵水力學(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?！?〕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〔1753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①、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。②、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。③、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〕①、原型觀測(cè)——實(shí)際工程建筑物②、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①、在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，t=4oC時(shí)水的密度最大，ρ=1000kg/m3;t=0oC～30oC,密度只減小0.4%，但當(dāng)t=80oC～100oC，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1-1P4〕[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。②、在t=0oC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γ=G/V=mg/V=ρg且有水的重度=·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/m3例：質(zhì)量1kgf=1kg×9.8m/s2=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〕式中：T——液體內(nèi)摩擦切應(yīng)力；μ——?jiǎng)恿φ扯龋瑔挝籔a·S有——液體的運(yùn)動(dòng)粘度，又稱粘滯運(yùn)動(dòng)系數(shù)，單位m2/s水的運(yùn)動(dòng)粘度〔泊肅葉公式〕12、水力學(xué)中液體分成兩類理想液體：沒有粘滯性的液體實(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；非牛頓液體：不符合牛頓內(nèi)摩擦定律的液體。13、液體氣化產(chǎn)生條件：，即絕對(duì)壓強(qiáng)≦氣化壓強(qiáng)①、氣化壓強(qiáng)當(dāng)氣化和凝結(jié)到達(dá)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。②、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、彈性力和外表張力等。〔2〕按力的作用特點(diǎn)區(qū)分質(zhì)量力和外表力第二章水靜力學(xué)一、學(xué)習(xí)要點(diǎn)：1、靜水壓強(qiáng)的兩個(gè)特性；2、重力作用下靜水壓強(qiáng)的根本公式；3、靜水壓強(qiáng)的表示和計(jì)算；4、靜水壓強(qiáng)分布圖和平面上的靜水總壓力計(jì)算。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)Pγ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，確定作用在建筑物外表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〕垂直指向作用面同一點(diǎn)處，靜水壓強(qiáng)各向等值3、液體平衡微分方程X-，Y-,Z-又稱為歐拉平衡微分方程結(jié)論：靜水液體的平衡條件是單位質(zhì)量力于其外表力相等。4、靜水壓強(qiáng)分布的微分方程dp=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,dp=oXdx+Ydy+Zdz=0即單位質(zhì)量力的合力f及合位移ds，f·ds=O這說明等壓面的質(zhì)量力所作微功等于0，但f≠0，ds≠0，可見只有f和ds互相垂直。6、水靜力學(xué)根本方程Z+7、壓強(qiáng)單位的表示方法①、單位面積上的力，〔定義〕，單位Pa1Pa=1N/m2KPa，MPa②、用液體高度表示，單位m〔液柱〕如P=98KN/m2那么有P/γ=98/9.8=10m〔水柱〕=98/133.28=736mm〔汞柱〕③、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1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓=1.013×105Pa=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〕①、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+γh≧0。②、相對(duì)壓強(qiáng)Pγ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)Pγ=Pabs-Pa=〔Po+γh〕-Pa自由外表取Po=Pa時(shí)，得Pγ=γh③、真空值Pv和真空度hv hv=Pv/γPv=|Pγ|=|Pabs-Pa|而Pabs<Pa那么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(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，故液體不可能到達(dá)絕對(duì)真空狀態(tài)。液體允許的最大真空度：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)的根本方程：P=Po+γh=Po+Pγ〔2〕、繪制規(guī)那么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?！?〕、繪制壓強(qiáng)的方向應(yīng)注意如下幾個(gè)問題：①、Pγ～h按直線規(guī)律分布。〔關(guān)系式為直線方程〕。直線方程的原點(diǎn)在自由外表。Pabs～h分布圖呈梯形，Pγ～h分布圖呈三角形。2～9(a)(b)(c)②、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)③、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。④、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。⑤、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。⑥、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)根本方程幾何意義、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/γ=C)Z-------計(jì)算點(diǎn)的位置高度，水力學(xué)稱位置水頭。P/γ-------h=P/γ，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/γ-------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/γ=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↑，那么測(cè)管壓強(qiáng)水頭P/γ↓。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?！?〕、物理意義〔能量意義〕Z-----------,表示單位重量液體對(duì)基準(zhǔn)面的位置勢(shì)能〔單位位能〕。P/γ------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〕。--------單位重量液體的全勢(shì)能，〔單位勢(shì)能〕。＝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，即即〔2〕靜水總壓力的方向：靜水總壓力的方向垂直于受壓面?！?〕靜水總壓力的作用點(diǎn)：總壓力的作用點(diǎn)〔壓力中心〕D的坐標(biāo)為〔x,y〕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=bh3/12,圓形斷面的；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擬麻煩，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〕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?！?〕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?！?〕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?！?〕適應(yīng)性一般來說，對(duì)上、下兩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)根底一、學(xué)習(xí)要點(diǎn)：1、液體運(yùn)動(dòng)的分類和概念。2、恒定總流的連續(xù)性方程、能量方程和動(dòng)量方程及其應(yīng)用是本章的重點(diǎn)，也是本課程討論工程水力學(xué)問題的根底。3、恒定總流的連續(xù)性方程的形式及其應(yīng)用條件。4、恒定總流能量方程的應(yīng)用條件和考前須知，并會(huì)用能量方程進(jìn)行水力計(jì)算。5、應(yīng)用恒定總流的連續(xù)方程和能量方程聯(lián)解進(jìn)行水力計(jì)算。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)作流線那么可構(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?dāng)嗝娲怪庇诹骶€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俊惨后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)的根本任務(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〔守恒〕定律〔3〕動(dòng)量守恒定律——?jiǎng)恿糠匠?、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?！?〕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==udA；總流流量:Q==8、斷面平均流速表達(dá)式:v=9、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、均勻流具有以下特征：①過水?dāng)嗝鏋槠矫?，且形狀和大小沿程不變。②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。③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，即不為常數(shù)?！?〕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udA=dA13、總流連續(xù)性方程A=A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：15、理想液體元流能量方程16、理想液體元流能量方程各項(xiàng)意義〔如圖3－9c〕Z--------計(jì)算點(diǎn)距基準(zhǔn)面的位置高度；位置水頭；單位位能。P/γ---------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/γ-------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。----------流速μ所轉(zhuǎn)化的高度；流速水頭；；單位動(dòng)能。令H=Z+H=------------液體的總水頭，又稱單位總能。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)管水頭線那么沿程可有升降。17、實(shí)際液體元流能量方程Z+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)管坡度定義表達(dá)式J=-J=-019、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?！?〕原理：20、恒定總流的能量方程即伯諾里方程：Z+、----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?！?〕沿程流量不變Q=Q=Q23、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?！?〕選擇適宜的計(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，保證位能不為負(fù)值?！?〕兩斷面壓強(qiáng)可用相對(duì)壓強(qiáng)或絕對(duì)壓強(qiáng)?！?〕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。24、兩斷面間有能量參加或輸出以及分岔水流的能量方程。1、有能量參加或輸出的能量方程Z+Hm------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QZ，Z2〕有流量匯入，有Z，Z25、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，使有壓管道的流量測(cè)量大為簡(jiǎn)便。26、恒定流動(dòng)量方程G-----控制體重量R----管壁約束對(duì)總流隔離體〔即控制體〕側(cè)外表的作用力〔合力〕假設(shè)沿S軸寫液流動(dòng)量方程，可為：=直角坐標(biāo)三坐標(biāo)軸向的標(biāo)量式：=,=,=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?，?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)滿足漸變流條件，此時(shí)總壓力計(jì)算按公式P，P。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)量方程包括外表力〔壓力、切力〕、重力、管壁約束對(duì)隔離體側(cè)外表的作用力。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一、學(xué)習(xí)要點(diǎn)：1、了解液體運(yùn)動(dòng)兩種流態(tài)的特點(diǎn)，掌握流態(tài)的判別方法和雷諾數(shù)Re的物理意義。2、掌握沿程水頭損失系數(shù)λ在層流和紊流三個(gè)流區(qū)內(nèi)的變化規(guī)律，并能確定λ的值。3、會(huì)用達(dá)西公式計(jì)算沿程水頭損失。4、掌握謝才公式及曼寧公式，并會(huì)確定糙率η。5、掌握局部水頭損失計(jì)算。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，粘性切應(yīng)力很大，但紊動(dòng)那么趨于0，各層質(zhì)點(diǎn)不產(chǎn)生摻混，也就是說，在靠近固體邊界外表的厚度極薄的層流層存在，稱為層流底層。三、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ρ以及動(dòng)力粘度系數(shù)μ有關(guān)。實(shí)驗(yàn)得出Re=，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＞Rek，是紊流。2、均勻流根本方程hf=0l/rR3、沿程水頭損失計(jì)算公式達(dá)西-魏茲巴赫公式hf=*l/d*v2/2g4、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：采用圓柱坐標(biāo)〔γ，u〕，r=r,dr=-dy，，=，du=-對(duì)于均勻流，各元流的J都相等，對(duì)上式積分得：u=-當(dāng)r=r時(shí)，u=0,C=,u=5、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、水力粗糙管△—〔管道粗糙情況〕絕對(duì)粗糙度；δ—粘性底層的厚度δ〔4-28，計(jì)算公式〕；δ通常缺乏1mm，但它對(duì)能量損失有極大的影響，不可無視，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、△＜δ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、△＞δ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外表，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=1/30～1/1014，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?！?〕根據(jù)λ的變化特性，尼古拉茲實(shí)驗(yàn)分為5個(gè)阻力區(qū)。一區(qū)：；二區(qū)：；三區(qū)：四區(qū)：；五區(qū)：10、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hh---分別斷面間的局部阻力系數(shù)，其中第六章明渠水流一、學(xué)習(xí)要點(diǎn)：1、了解明渠水流的分類和特征。2、熟練掌握明渠均勻流公式并能應(yīng)用它來進(jìn)行明渠均勻流水力計(jì)算。3、掌握明渠水流三種流態(tài)的運(yùn)動(dòng)特征和判別明渠水流流態(tài)的方法，理解佛汝德數(shù)Fr的物理意義。4、理解斷面比能、臨界水深、臨界底坡的概念和特性。二、有關(guān)名詞解釋：1、明渠開敞式的匯水凹槽，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〔FreeFlow〕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、水力最正確斷面當(dāng)渠道過水?dāng)嗝婷娣eA，糙率η及渠道底坡i一定時(shí)，過水能力〔即流量〕最大的斷面形狀，稱為水力最正確斷面。5、臨界水深當(dāng)為臨界流時(shí)，F(xiàn)r=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。三、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壁成與液體接觸局部的周長(zhǎng)，不等于過水?dāng)嗝娴闹荛L(zhǎng)?！?〕、重力是流體流動(dòng)的動(dòng)力，為重力流〔管流那么是壓力流〕〔4〕、渠道的坡度影響水流的流速、水深。坡度增大，那么流速增大，水深減小?！?〕、邊界突然變化時(shí)，影響范圍大。2、明渠分類按明渠斷面形狀有：〔1〕、梯形：常用的斷面形狀。P1146-1(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水力半徑：R=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〔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η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、明渠均勻流根本公式謝才公式：由曼寧公式有：8、水力最正確斷面是：〔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)算根本公式Q=AC10、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b,m,n,i,ho,求Q,例6-1.P120〔2〕、確定渠道底坡iQ,b,m,n,ho,求i，例6-2.P121〔3〕、設(shè)計(jì)渠道斷面尺寸b和ho，例6-3，P122Q,I,n,m,求渠道過水?dāng)嗝娉叽鏱,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：①選定ho，求b根據(jù)通航、灌溉、取水等選定ho②選定b求ho按地形情況選定b值。同上式求解ho③按適宜寬深比β求解b,ha、中小型道取β=βo=b/hob、大型渠道取β=3-4，由b=β代入可得。④按最大容許流速考慮，求解斷面最小尺寸b,ho〔4〕、b,m,i,Q,ho,求糙率nC=n=12、渠非均勻流現(xiàn)象產(chǎn)生原因明渠均勻流發(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)。Fr=(=急流：V＞C,Fr＞1緩流：V＜C,Fr＜1臨界流：V=C,Fr=116、臨界水深計(jì)算公式17、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?！?〕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(均勻流條件)〔臨界流條件〕兩式聯(lián)立解之，得i第九章河流概念一、學(xué)習(xí)要點(diǎn)：1、河川水文現(xiàn)象的特點(diǎn)與橋涵水文的研究方法2、掌握經(jīng)流、河流、流域的根本概念3、河川水文資料的收集與整理方法，了解河流的泥沙不、運(yùn)動(dòng)4、河床演變的根本知識(shí)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。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：可分為五局部1〕河源-----起點(diǎn)，往往是泉水、冰川、湖泊等。2〕上游-----緊接河源而奔流于山谷。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Qm3/s〔2〕徑流總量度W=QTm3〔3〕徑流模數(shù)M=1000Q/FL/S·km2〔4〕徑流深度過Y=1W/1000Fmm〔5〕徑流系數(shù)α=Y/X〔純數(shù)〕7、河川徑流的主要影響因素〔1〕降水〔2〕蒸發(fā)與入滲蒸發(fā)大，降水前期土壤含水量小；入滲量大，那么徑流量越小?！?〕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)代化城市的開展等均屬人類活動(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?！?〕人類活動(dòng)：圍湖造田，興修水利第十章水文統(tǒng)計(jì)的根本原理與方法一、學(xué)習(xí)要點(diǎn)：1、理解水文統(tǒng)計(jì)的根本概念2、掌握經(jīng)驗(yàn)頻率曲線的繪制方法3、理論頻率曲線的根本原理4、現(xiàn)行頻率分析方法二、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)，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。用W(A)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，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x～p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①必然事件；②不可能事件；③隨機(jī)事件。2、隨機(jī)試驗(yàn)、隨機(jī)變量、系列?！?〕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)?！?〕隨機(jī)變量---隨機(jī)試驗(yàn)中事件結(jié)果所取的各種數(shù)值。①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②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。2o代表性---即能反映總體特征。3o可靠性---即資料來源可靠，有客觀性、準(zhǔn)確性4o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〔不管年序〕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(x≥xi)=???.其中fi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)---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)，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Ⅲ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)分布擬合情況最正確最正確理論設(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)流量及水位推算法一、學(xué)習(xí)要點(diǎn)：1、有流量觀測(cè)資料的設(shè)計(jì)流量推算方法；2、缺乏實(shí)測(cè)資料時(shí)設(shè)計(jì)流量推算的方法；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”〔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，考證識(shí)別歷史洪水痕跡發(fā)生的年代第十二章大中橋位勘測(cè)設(shè)計(jì)一、學(xué)習(xí)要點(diǎn)：1、橋涵分類及一般原那么規(guī)定，理解橋位擇與橋位調(diào)查，掌握橋孔最小凈長(zhǎng)Lj計(jì)算；2、掌握橋面中心最低標(biāo)高計(jì)算；3、掌握引路堤最低設(shè)計(jì)標(biāo)高的計(jì)算；熟悉橋前最大壅立高度和橋下壅水高度的計(jì)算；4、各種水面開高值〔波浪高度、波浪侵襲高度、水流局部沖擊高度，河變超高，水拱和河床的淤高〕計(jì)算二、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〕、防止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)及根底類型。(7)、無可靠水文資料時(shí)，也徑寧寬勿窄，根底宜深勿淺，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〕橋前最大壅水高度△Z工程△Z=P28512-18式中η---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=〔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`=0〔3〕波浪方程hL1o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。2o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)標(biāo)準(zhǔn)》計(jì)算橋位標(biāo)高時(shí)，通常以流高的三分之二計(jì)入?！?〕水拱高h(yuǎn)△常見于半山區(qū)或山前區(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=Ph=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+〔2〕通航河流H9、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)算一、學(xué)習(xí)要點(diǎn)：1、橋下一般沖刷計(jì)算。2、橋墩局部沖刷計(jì)算3、墩臺(tái)基義最淺埋置深度確實(shí)定。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〕河床自然演變沖刷〔2〕橋下斷面一般沖刷〔3〕墩臺(tái)局部沖刷2、橋下斷面一般沖刷深度計(jì)算常用的經(jīng)驗(yàn)公式有64-1公式與64-2公式以及包爾達(dá)可夫公式。3、墩臺(tái)局部沖刷深度計(jì)算公式〔1〕、65-1公式〔1991〕P304〔2〕、65-2公式〔1991〕〔3〕、包爾達(dá)可夫公式4、橋下河槽最低沖刷線計(jì)算hs=hp+hb+△hHs=Hp-hsHN=Hs-△chs—橋下綜合沖刷最大深Hp—設(shè)計(jì)水位Hs—橋下最低沖刷線高程c—根底埋深平安值5、橋位設(shè)計(jì)應(yīng)收集的水文資料及有關(guān)計(jì)算工程：答：〔一〕應(yīng)收集的水文資料〔1〕歷年實(shí)測(cè)洪峰流量，橋梁類別及等級(jí)〔2〕橋位河床斷面圖及河段平面圖〔3〕水位流量關(guān)系曲線，水位面積曲線及水位流速曲線，洪水泛濫邊界及寬度；〔4〕河床泥砂組成及不均粒徑，灘、槽糙率〔5〕河段類型〔6〕河流含沙量、風(fēng)向、風(fēng)速氣溫、降水、冰凌，冰雪覆蓋深度，航道等級(jí)。船舶凈空要求及附近橋梁和水工建筑物資料等?！捕秤嘘P(guān)計(jì)算工程〔1〕孔徑計(jì)算---橋長(zhǎng)計(jì)算〔2〕各種水面升高值及橋面標(biāo)高計(jì)算；〔3〕橋梁墩臺(tái)沖刷計(jì)算，橋下最低沖刷線及其礎(chǔ)埋置高程計(jì)算。第十四章小橋涵勘測(cè)設(shè)計(jì)一、學(xué)習(xí)要點(diǎn)：1、小橋涵設(shè)計(jì)的原那么；2、小橋涵設(shè)計(jì)的要求；3、小橋涵位置選擇的原那么4、橋涵的分類及現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)設(shè)計(jì)內(nèi)容。5、橋、涵洞的孔徑計(jì)算6、洞洞口加固的方法二、主要知識(shí)點(diǎn)：1、小橋涵設(shè)計(jì)原那么〔1〕平安、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀〔2〕因地制宜，就地取材，便于施工養(yǎng)護(hù)〔3〕密切配合當(dāng)?shù)剞r(nóng)田水利，滿足家男排灌要求。2、設(shè)涵位置及輔助措施〔1〕平原區(qū)涵位1o溝心涵2o灌溉涵3o改溝涵〔圖14-2〕〔2〕山嶺地區(qū)涵位1o順溝設(shè)涵2o變坡點(diǎn)設(shè)涵3o高地山內(nèi)側(cè)截水溝及路基排水邊溝出口應(yīng)設(shè)涵?！矆D14-4〕4o陡坡急彎處5o岸坡涵6o并溝設(shè)涵7o改涵為明溝8o在河灣處設(shè)涵3、小橋涵勘測(cè)