水力學與橋涵水文

《水力學與橋涵水文》是土木工程專業(交通土建工程方向)的一門重要的專業基礎課，課程橫跨水力學、水文學、橋梁工程等多個學科。本書根據該課程特點，主要介紹了與橋涵工程相關的水力學和水文學基礎知識、基本計算及工程應用。
本書參照《高等教育面向21世紀教育內容和課程體系改革計劃》，按照應用型本科院校培養目標的要求，突出了以道路與橋梁工程類應用型人才為培養目標的指導思想，在編寫中堅持與時俱進的理念，引用最新頒布的技術標準和技術規范的有關規定。
本書將水力學與橋涵水文兩門課程合二為一，科學地選擇課程理論體系，增強專業教學的針對性，特別強調理論知識的應用部分，加強了水力學與橋涵水文兩大部分的有機銜接。全書共十二章，編寫中對復雜的知識點進行了整理凝練，力求重點突出、層次分明。在各章后對主要知識點進行歸納總結，并列出思考題。本書篇幅較大，作為教材使用時，相關專業的任課教師可根據教學計劃選擇合適的內容。
本書的編寫參閱了相關資料和一些院校優秀教材的相關內容，均在文獻中列出，同時也得到了有關老師的大力支持并且也收到了很多寶貴的修改意見，使得章節安排更具邏輯性和科學性。在此，作者一并表示深深的謝意。
全書的第1章、第7章由黑龍江建筑職業技術學院高秋生編寫；第2章、第6章由北華航天工業學院周建華編寫；第3章、第4章和8.1～8.3節由黑龍江科技大學許珊珊編寫；第5章、第9章中9.1節和9.2節由哈爾濱職業技術學院李維維編寫；第9章中9.3節和9.4節由黑龍江省林業設計研究院交通勘察設計院張曉佳編寫；第10章、第11章、12.1節和12.2節由黑龍江東方學院李軍衛編寫；第8.4～8.6節由北華航天工業學院王玉潔編寫；第12.3～12.5節由哈爾濱石油學院張佰真銘編寫。
由于編者的學識及知識水平有限，書中難免有疏漏和不妥之處，懇請讀者批評指正。

編者
2015年6月

本書根據高等學校土木工程專業應用型本科教學的要求，以土木工程專業(道路與橋梁工程方向)的《水力學與橋涵水文》課程講授內容為主進行編寫，是道路與橋梁專業的通用教材。
本書共分為十二章，主要內容包括水力學和橋涵水文兩大學科體系，主要講述了水靜力學、水動力學基礎、水流阻力與水頭損失、明渠水流、堰流與閘孔出流、河川水文基礎知識、水文統計的基本原理與方法、橋涵設計流量及水位推算、大中橋孔徑設計、橋梁墩臺沖刷計算、小橋涵勘測設計等內容。
本書按照我國最新頒布的相關規范來編寫，可作為普通高等院校應用型本科道路與橋梁專業的教材，亦可供水力學與橋涵水文科研、設計、施工等方面的工程技術人員參考使用。

第1章緒論1
1.1課程的性質與任務1
1.2液體的主要物理性質1
1.3作用在液體上的力6
1.4液體的力學模型6
小結7
習題7
第2章水靜力學8
2.1靜水壓強及其特性8
2.2靜水壓強分布規律10
2.3作用在平面壁上的靜水總壓力15
2.4作用在曲面壁上的靜水總壓力19
小結22
習題22
第3章水動力學基礎25
3.1描述液體運動的兩種方法25
3.2歐拉法的幾個基本概念27
3.3恒定流連續性方程30
3.4恒定流的能量方程32
3.5恒定流的動量方程39
小結42
習題43
第4章水流阻力與水頭損失45
4.1水流阻力與水頭損失概念45
4.2液體運動的兩種流動形態及判別45
4.3沿程水頭損失計算49
4.4圓管沿程阻力系數51
4.5局部水頭損失計算55
小結57
習題57
第5章明渠水流59
5.1明渠均勻流的水力特性和基本公式59
5.2明渠均勻流水力計算基本問題66
5.3明渠非均勻流71
5.4明渠流干擾微波傳播特性及兩種流態73
5.5臨界水深及臨界底坡76
5.6明渠急變流80
5.7棱柱體明渠中恒定非均勻漸變流水面曲線分析86
5.8明渠漸變流水面曲線的計算89
小結92
習題92
第6章堰流與閘孔出流94
6.1堰的類型94
6.2寬頂堰水力計算95
6.3閘孔出流99
6.4泄水建筑物下游的銜接與消能101
小結102
習題103
第7章河川水文基礎知識104
7.1河流及流域104
7.2泥沙運動和河床演變110
7.3水文資料的收集與整理方法115
小結121
習題121
第8章水文統計的基本原理與方法122
8.1水文現象的特征與分析方法122
8.2水文統計的基本概念123
8.3經驗頻率曲線與幾率格紙125
8.4理論頻率曲線與統計參數127
8.5現行頻率分析方法132
8.6抽樣誤差139
小結141
習題142
第9章橋涵設計流量及水位推算143
9.1橋涵分類及一般規定143
9.2按實測流量資料推算144
9.3無實測資料的流量推算144
9.4按暴雨資料推算148
小結158
習題158
第10章大中橋孔徑設計159
10.1橋位勘測與選擇159
10.2橋孔布設原則162
10.3大中橋孔徑計算167
10.4橋面標高的設計與計算171
小結181
習題181
第11章橋梁墩臺沖刷計算182
11.1墩臺沖刷類型182
11.2橋下斷面一般沖刷深度183
11.3墩臺局部沖刷深度185
11.4橋下河槽最低沖刷線193
小結197
習題198
第12章小橋涵勘測設計199
12.1小橋涵的分類與特點199
12.2小橋涵勘測201
12.3小橋孔徑計算202
12.4涵洞孔徑計算208
12.5小橋和涵洞出口處理212
小結217
習題217
參考文獻218