桥涵水力水文学-总复习.ppt

,桥涵水力水文学总复习,第一章 绪论,1、液体主要物理性质,密度：单位体积液体的质量，,重度：单位体积液体的重力称为重度，,粘滞性：运动状态下，抗剪切变形（相对运动）的能力（性质）。,2、连续介质假说和理想液体概念,连续介质假说：假设液体完全充满所占空间，没有任何孔隙存在，物理性质和运动要素在空间和时间上都是连续分布的。,理想液体：假想没有粘滞性的液体为理想液体。,第二章 水静力学,1、静水压强、静水压强特性,静水压强：静止液体中，单位面积上的作用力， KN/m2 。,2、等压面,液体中压强相等的各点所组成的面叫做等压面，等压面可以是平面，也可以是曲面。,3、静水压强的三种表示方法、 压强单位的三种表示方法,绝对压强 以绝对真空作起算零点的压强，称为绝对压强，以p,表示。而且p, =0。,相对压强 以当地大气压作起算零点的压强，称为相对压强，以p表示。压力表测得的压强为相对压强.,真空值及真空度,绝对压强p,小于大气压强pa时的水力现象，称为真空。当p, pa ，即大气压强与绝对压强的差值pa - p, ，称为真空值，以pv表示。,压强的单位,用单位面积上的力表示：应力单位为,用液柱高度表示：m（水柱）或者m汞柱，比如 ，则有,用工程大气压的倍数表示： ，如某点压强 ，则可表示为 。,4、水静力学的基本方程,5、静水压强分布图、压力体图的绘制,静水压强分布图：用带箭头的直线表示压强的方向，用直线的长度表示压强的大小，将作用面上的静水压强分布规律形象而直观地画出来，所画出几何图形称为静水压强分布图。,绘制时应用：水静力学的基本方程、静水压强两个特性。,压力体图：曲面本身、曲面边缘的铅垂面、液面或液面的延长面所组成的封闭体。,实压力体、虚压力体的判断：压力体与液体分布在同侧，实压力体，方向向下；压力体与液体分布在异侧，虚压力体，方向向上。,6、平面静水总压力的计算（包括大小、方向、作用点）,三角形分布,梯形分布,第三章水动力学基础,1、分类、概念,迹线、流线、过水断面、流量、断面平均流速,2、水力学三大方程,连续方程,能量方程,动量方程,外力：动水压力、重力、边壁反作用力,3、总水头、测压管水头、水力坡度、测压管坡度,总水头：,水力坡度：,测压管水头：,测压管坡度：,毕托管：测流速装置。文丘里管：测流量装置。,第四章 液流型态及水头损失,1、水流阻力与水头损失,2、哪些情况都可能产生局部水头损失,（1）流动断面的改变（变径，突然扩大或者突然缩小）；（2）流动方向的改变（弯头、弯管）；（3）流道中有障碍物（闸门、阀门、栅、网等等）；（4）流动中有流量的汇入或者分出。,对于任意一个流动，总的水头损失计算公式为：,3、雷诺数和流态判别,4、尼古拉兹试验,一般非圆管：,圆管：,沿程阻力系数变化规律可以分为5个不同的流区。,第区：层流区；第区：层流向紊流转变的过渡区；第区：紊流光滑区；第区：紊流光滑区转变为紊流粗糙区的过渡区； 第区：紊流粗糙区或者阻力平方区,5、达西公式、谢才公式、曼宁公式、粗糙系数,达西公式,谢才公式,曼宁公式,6、局部水头损失计算公式,7、短管水力计算,短管：同时考虑局部水头损失与沿程水头损失，,长管：不考虑局部水头损失，,第五章 明渠水流,1、梯形、矩形水力要素的计算,断面形状为梯形：设梯形底宽为b，水深为h，边坡为m,2、明渠底坡,i：渠底高程沿程降低值 与渠长L的比值；,3、明渠均匀流水力特性、产生条件,特性：,（1）：断面形状、尺寸、水深、沿程不变，流速大小方向、分布沿程不变，平均流速、动能修正系数、动量修正系数都沿程不变，流速水头也沿程不变；,（2）：流线为平行直线，动水压强分布规律与静水压强分布规律相同。水面线就是测压管水头线，水深沿程不变；,（3）：总水头线、测管水头线及渠底线三者平行。,明渠均匀流产生条件：,（1）顺坡，并且i沿程不变；,（2）长直的棱柱形渠道，过水断面大小形状、渠道的糙率系数n沿程不变；,（3）属恒定流，流量沿程不变。,4、明渠均匀流基本公式及其应用,当渠道的i、n以及过水断面面积A一定时，使渠道通过的流量最大的那种断面称为水力最优断面。,6、允许流速,5、水力最优（佳）断面、是否一定按水力最优断面思想设计渠道？,7、明渠均匀和非均匀流的特点,底坡、渠道、水头线关系三个方面比较,8、降水、壅水曲线、水跌、水跃,9、急流、缓流和临界流，以及判别流态几种判别方法,（1）：佛汝德数：惯性力与重力对比关系,（2）临界水深：,只要求掌握矩形临界水深计算,（3）临界坡度：,明渠流态判别（小结）,缓流 临界流 急流 1 VC 2 Fr1 3 hhk h=hk h0 de/dh= 0 de/dhik 必须注意： FrRe ；缓流层流,10、12种水面线的定性分析,分析步骤：,1）在底坡改变处画一条铅直线；,2）分别画出铅直线上、下游渠道的N-N线和K-K线；,3）找出控制水深；,4）定性判断水面线的趋势；,5）根据水面线唯一性原则，画出水面线，并标注名称.,第七章 水文学基础知识,1、基本概念,水文循环、河流、径流、河流分段、横断面、纵断面、河流长度、河流比降、流域,2、径流形成4个阶段,（1）降水过程：（2）蓄渗过程： （3）坡地漫流： （4）河槽集流：,3、影响河川径流的主要因素,第八章 水文资料的搜集与整理,1、水位的概念，水位的观测；,2、用流速仪法测算流量(步骤)；,3、用浮标法测流时，断面流量等于浮标流量再乘以折算系数。,第九章 水文统计基本原理与方法,1河川水文现象特性：周期性、地区性、随机性,2 河川水文现象分析研究方法：成因分析法、地区归纳法、数理统计法,3 水文资料四性审查四性指：可靠性、一致性、代表性、独立性。,4随机变量：随机试验结果。,12 何谓相关分析、如何进行相关分析,11 求矩适线法步骤,6重现期、频率与重现期的关系,5概率、频率概念，区别及联系,7设计洪水频率、设计流量,8样本、总体、抽样误差,9经验频率、经验频率绘制步骤,10 统