定 價(jià)：98 元
叢書名：西北旱區(qū)生態(tài)水利學(xué)術(shù)著作叢書
- 作者：張志昌，張巧玲著
- 出版時(shí)間：2016/1/1
- ISBN：9787030507242
- 出 版 社：科學(xué)出版社
- 中圖法分類：TV133
- 頁(yè)碼：287
- 紙張：膠版紙
- 版次：1
- 開本：16K
《明渠恒定急變流和漸變流水力特性研究》第1章至第5章為矩形斷面明渠恒定急變流和漸變流的水力特性，主要研究了光滑壁面、波狀壁面和粗糙壁面水躍區(qū)的邊界層發(fā)展、共軛水深、沿程和局部水頭損失、水躍長(zhǎng)度的計(jì)算方法和粗糙壁面水躍特性的數(shù)值模擬方法；研究了漸擴(kuò)式消力池和突擴(kuò)式消力池水躍共軛水深和水躍長(zhǎng)度的計(jì)算方法；給出了矩形斷面消力池和漸擴(kuò)式消力池深度和坎高的迭代計(jì)算公式；探討了綜合式消力池的應(yīng)用條件和突擴(kuò)式消力池的設(shè)計(jì)方法；給出矩形斷面水面曲線的積分算法和正常水深的顯式算法。第6章至第10章為梯形和三角形、圓形和U形、拋物線形、馬蹄形斷面和蛋形斷面明渠恒定急變流和漸變流的水力特性，給出了這些復(fù)雜斷面情況下明渠正常水深、臨界水深、弗勞德數(shù)、水面曲線的顯式計(jì)算方法和水躍共軛水深的簡(jiǎn)化計(jì)算方法。
《明渠恒定急變流和漸變流水力特性研究》可作為水利水電工程及相關(guān)專業(yè)科技人員的設(shè)計(jì)參考書，也可作為高等學(xué)校本科生和研究生教學(xué)的參考書。
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水資源作為人類社會(huì)賴以延續(xù)發(fā)展的重要要素之一，主要來(lái)源于以河流、湖庫(kù)為主的淡水生態(tài)系統(tǒng)。這個(gè)占據(jù)著少于1%地球表面的重要系統(tǒng)雖僅容納了地球上全部水量的0.01%，但卻給全球社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了十分重要的生態(tài)服務(wù)，尤其是在全球氣候變化的背景下，健康的河湖及其完善的生態(tài)系統(tǒng)過(guò)程是適應(yīng)氣候變化的重要基礎(chǔ)，也是人類賴以生存和發(fā)展的必要條件。人類在開發(fā)利用水資源的同時(shí)，對(duì)河流上下游的物理性質(zhì)和生態(tài)環(huán)境特征均會(huì)產(chǎn)生較大影響，從而打亂了維持生態(tài)循環(huán)的水流過(guò)程，改變了河湖及其周邊區(qū)域的生態(tài)環(huán)境。如何維持水利工程開發(fā)建設(shè)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)之間的友好互動(dòng)，構(gòu)建生態(tài)友好的水利工程技術(shù)體系，成為了傳統(tǒng)水利工程發(fā)展與突破的關(guān)鍵。
構(gòu)建生態(tài)友好的水利工程技術(shù)體系，強(qiáng)調(diào)的是水利工程與生態(tài)工程之間的交叉融合，由此促使生態(tài)水利工程的概念應(yīng)運(yùn)而生，這一概念的提出是新時(shí)期社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展對(duì)傳統(tǒng)水利工程的必然要求，是水利工程發(fā)展史上的一次飛躍。作為我國(guó)水利科學(xué)的國(guó)家級(jí)科研平臺(tái)，“西北旱區(qū)生態(tài)水利工程省部共建國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地（西安理工大學(xué)）”是以生態(tài)水利為研究主旨的科研平臺(tái)。該平臺(tái)立足我國(guó)西北旱區(qū)，開展旱區(qū)生態(tài)水利工程領(lǐng)域內(nèi)基礎(chǔ)問(wèn)題與應(yīng)用基礎(chǔ)研究，解決了若干旱區(qū)生態(tài)水利領(lǐng)域內(nèi)的關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問(wèn)題，已成為我國(guó)西北地區(qū)生態(tài)水利工程領(lǐng)域高水平研究人才聚集和高層次人才培養(yǎng)的重要基地。
《西北旱區(qū)生態(tài)水利學(xué)術(shù)著作叢書》作為重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室相關(guān)研究人員近年來(lái)在生態(tài)水利研究領(lǐng)域內(nèi)代表性成果的凝煉集成，廣泛深入地探討了西北旱區(qū)水利工程建設(shè)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)之間的關(guān)系與作用機(jī)理，豐富了生態(tài)水利工程學(xué)科理論體系，具有較強(qiáng)的學(xué)術(shù)性和實(shí)用性，是生態(tài)水利工程領(lǐng)域內(nèi)重要的學(xué)術(shù)文獻(xiàn)。叢書的編纂出版，既是重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室對(duì)其研究成果的總結(jié)，又對(duì)今后西北旱區(qū)生態(tài)水利工程的建設(shè)、科學(xué)管理和高效利用具有重要的指導(dǎo)意義，為西北旱區(qū)生態(tài)環(huán)境保護(hù)、水資源開發(fā)利用及社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展中亟待解決的技術(shù)及政策制定提供了重要的科技支撐。
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目錄
總序一
總序二
總序三
前言
第1章矩形明渠水躍的水力特性1
1.1矩形明渠自由水躍區(qū)紊流邊界層的發(fā)展1
1.1.1問(wèn)題的提出1
1.1.2自由水躍區(qū)紊流邊界層的發(fā)展3
1.2考慮壁面阻力水躍共軛水深的計(jì)算方法6
1.2.1水躍共軛水深的研究現(xiàn)狀6
1.2.2水躍區(qū)邊界層發(fā)展的新公式8
1.2.3公式驗(yàn)證10
1.3自由水躍區(qū)沿程水頭損失和局部阻力系數(shù)的研究13
1.4矩形明渠自由水躍長(zhǎng)度公式的分析與應(yīng)用16
1.4.1問(wèn)題的提出16
1.4.2水躍長(zhǎng)度研究現(xiàn)狀分析17
1.4.3水躍長(zhǎng)度的分類22
1.4.4水躍旋滾長(zhǎng)度和水躍長(zhǎng)度計(jì)算的新公式26
1.5矩形明渠淹沒(méi)水躍區(qū)紊流邊界層的發(fā)展和水頭損失27
1.5.1淹沒(méi)水躍研究的現(xiàn)狀27
1.5.2淹沒(méi)水躍區(qū)的流速分布和壁面切應(yīng)力28
1.5.3淹沒(méi)水躍區(qū)紊流邊界層的發(fā)展和最大流速之半距壁面距離的計(jì)算30
1.5.4淹沒(méi)水躍的水頭損失和水躍長(zhǎng)度33
參考文獻(xiàn)37
第2章矩形明渠波狀床面水躍的水力特性39
2.1矩形明渠波狀床面自由水躍區(qū)的流速分布39
2.2矩形明渠波狀床面自由水躍區(qū)邊界層的發(fā)展42
2.2.1用流速分布的對(duì)數(shù)律研究邊界層的發(fā)展42
2.2.2用因次分析法研究邊界層的發(fā)展44
2.2.3用流速分布的指數(shù)律研究邊界層的發(fā)展44
2.3矩形明渠波狀床面的阻力系數(shù)46
2.4矩形明渠波狀床面水躍的共軛水深和水躍長(zhǎng)度48
2.4.1波狀床面水躍的共軛水深48
2.4.2波狀床面的水躍長(zhǎng)度49
2.5矩形明渠波狀床面水躍區(qū)的水頭損失51
2.5.1波狀床面水躍區(qū)的沿程水頭損失51
2.5.2波狀床面水躍區(qū)的局部水頭損失53
參考文獻(xiàn)55
第3章矩形明渠粗糙壁面水躍的水力特性56
3.1矩形明渠粗糙壁面水躍的研究現(xiàn)狀56
3.2矩形明渠粗糙壁面水躍共軛水深的試驗(yàn)分析56
3.3矩形明渠粗糙壁面的水躍長(zhǎng)度和旋滾長(zhǎng)度的試驗(yàn)分析59
3.3.1水躍長(zhǎng)度63
3.3.2水躍旋滾長(zhǎng)度64
3.4粗糙壁面水躍區(qū)的壁面阻力65
3.5粗糙壁面水躍的消能率67
3.6公式驗(yàn)證68
3.7粗糙壁面水躍共軛水深的理論探討76
3.8粗糙壁面水躍水力特性的數(shù)值模擬和驗(yàn)證78
3.8.1數(shù)值模型78
3.8.2模型的建立79
3.8.3自由液面處理80
3.8.4初始條件和邊界條件80
3.8.5模型網(wǎng)格81
3.8.6粗糙壁面水躍區(qū)的速度場(chǎng)81
3.8.7粗糙壁面水躍區(qū)的壁面阻力84
3.8.8粗糙壁面水躍區(qū)的紊動(dòng)能和紊動(dòng)耗散率89
參考文獻(xiàn)90
第4章矩形斷面消力池的水力計(jì)算92
4.1挖深式消力池的計(jì)算方法92
4.1.1傳統(tǒng)計(jì)算方法的迭代公式92
4.1.2用動(dòng)量方程推求挖深式消力池深度的計(jì)算公式94
4.1.3不同方法計(jì)算結(jié)果比較96
4.2消力坎式消力池坎高的計(jì)算97
4.2.1消力坎式消力池坎高的傳統(tǒng)計(jì)算方法97
4.2.2消力坎淹沒(méi)系數(shù)的研究99
4.2.3消力池坎高的迭代計(jì)算公式99
4.2.4消力坎高度的簡(jiǎn)化計(jì)算101
4.2.5消力坎的阻力系數(shù)102
4.3綜合式消力池坎高和池深的計(jì)算102
4.3.1綜合式消力池傳統(tǒng)計(jì)算方法的迭代公式102
4.3.2綜合式消力池的簡(jiǎn)化計(jì)算方法106
4.3.3綜合式消力池傳統(tǒng)計(jì)算方法存在的問(wèn)題及應(yīng)用條件的研究108
4.4平底矩形漸擴(kuò)式消力池深度的計(jì)算110
4.4.1平底漸擴(kuò)式消力池水躍共軛水深的研究110
4.4.2平底漸擴(kuò)式消力池水躍長(zhǎng)度的計(jì)算112
4.4.3漸擴(kuò)挖深式消力池深度的計(jì)算113
4.4.4漸擴(kuò)式消力池坎高的計(jì)算116
4.4.5漸擴(kuò)綜合式消力池坎高和池深的計(jì)算117
4.5突然擴(kuò)大渠道消力池水躍特性的研究118
4.5.1突然擴(kuò)大渠道水躍共軛水深的研究118
4.5.2突然擴(kuò)大渠道水躍長(zhǎng)度的研究123
4.5.3突然擴(kuò)大渠道消力池的設(shè)計(jì)126
參考文獻(xiàn)128
第5章矩形斷面明渠水面線和正常水深的計(jì)算130
5.1矩形渠道水面線的研究現(xiàn)狀130
5.2矩形渠道水面線積分計(jì)算的新方法132
5.3積分公式的驗(yàn)證134
5.4矩形渠道正常水深的計(jì)算136
參考文獻(xiàn)136
第6章梯形和三角形明渠的水力特性138
6.1梯形渠道明渠水躍共軛水深的研究現(xiàn)狀138
6.2梯形渠道明渠水躍共軛水深的精確解142
6.3公式比較和計(jì)算步驟144
6.4梯形渠道明渠水躍共軛水深新的迭代公式146
6.5梯形渠道明渠水躍長(zhǎng)度和消力池的水力計(jì)算149
6.5.1梯形渠道挖深式消力池深度的計(jì)算149
6.5.2梯形渠道消力池坎高的計(jì)算152
6.5.3梯形渠道綜合式消力池的計(jì)算154
6.6三角形渠道水躍共軛水深的計(jì)算156
6.7梯形渠道正常水深和臨界水深的計(jì)算159
6.8梯形渠道水面曲線的計(jì)算160
參考文獻(xiàn)165
第7章圓形和U形渠道的水力特性166
7.1圓形渠道水躍共軛水深的計(jì)算166
7.2圓形渠道的正常水深和臨界水深168
7.3圓形渠道水面曲線的計(jì)算170
7.4U形渠道正常水深和臨界水深172
7.4.1U形渠道正常水深的計(jì)算172
7.4.2U形渠道臨界水深的計(jì)算176
7.5U形渠道水躍共軛水深的計(jì)算177
7.5.1下部為圓形上部為梯形的U形渠道水躍共軛水深的計(jì)算177
7.5.2下部為圓形上部為矩形的U形渠道水躍共軛水深的計(jì)算180
7.5.3U形渠道水躍方程的驗(yàn)證181
7.6圓形和U形渠道的水躍長(zhǎng)度181
7.7U形渠道水面曲線的計(jì)算182
7.8圓形和U形渠道弗勞德數(shù)的計(jì)算183
參考文獻(xiàn)184
第8章拋物線形渠道的水力特性185
8.1拋物線形渠道研究現(xiàn)狀185
8.2拋物線形渠道正常水深的計(jì)算185
8.3拋物線形渠道臨界水深的計(jì)算189
8.4拋物線形渠道弗勞德數(shù)的計(jì)算189
8.5拋物線形渠道的水躍方程190
8.6拋物線形渠道水躍的消能率192
8.7拋物線形渠道收縮斷面水深的計(jì)算193
參考文獻(xiàn)194
第9章馬蹄形斷面明渠的水力特性195
9.1馬蹄形斷面水力特性的研究現(xiàn)狀195
9.2標(biāo)準(zhǔn)Ⅰ型馬蹄形斷面水力特性的研究196
9.2.1標(biāo)準(zhǔn)Ⅰ型馬蹄形斷面面積、形心和濕周的計(jì)算196
9.2.2標(biāo)準(zhǔn)Ⅰ型馬蹄形斷面水躍共軛水深的計(jì)算199
9.2.3標(biāo)準(zhǔn)Ⅰ型馬蹄形斷面臨界水深的計(jì)算200
9.2.4標(biāo)準(zhǔn)Ⅰ型馬蹄形斷面水躍共軛水深的簡(jiǎn)化算法202
9.2.5標(biāo)準(zhǔn)Ⅰ型馬蹄形斷面的正常水深205
9.2.6標(biāo)準(zhǔn)Ⅰ型馬蹄形斷面的弗勞德數(shù)207
9.3標(biāo)準(zhǔn)Ⅱ型馬蹄形斷面水力特性的研究207
9.3.1標(biāo)準(zhǔn)Ⅱ型馬蹄形斷面面積、形心、水深和濕周的計(jì)算207
9.3.2標(biāo)準(zhǔn)Ⅱ型馬蹄形斷面水躍共軛水深的計(jì)算210
9.3.3標(biāo)準(zhǔn)Ⅱ型馬蹄形斷面臨界水深的計(jì)算211
9.3.4標(biāo)準(zhǔn)Ⅱ型馬蹄形斷面水躍共軛水深的簡(jiǎn)化算法212
9.3.5標(biāo)準(zhǔn)Ⅱ型馬蹄形斷面的正常水深215
9.3.6標(biāo)準(zhǔn)Ⅱ型馬蹄形斷面的弗勞德數(shù)217
9.4馬蹄形斷面水面線的計(jì)算217
參考文獻(xiàn)219
第10章蛋形斷面明渠的水力特性221
10.1蛋形斷面水力特性的研究現(xiàn)狀221
10.2六圓弧蛋形斷面水力特性的研究221
10.2.1六圓弧蛋形斷面面積、形心和濕周的計(jì)算222
10.2.2六圓弧蛋形斷面水躍共軛水深的計(jì)算229
10.2.3六圓弧蛋形斷面臨界水深的計(jì)算230
10.2.4六圓弧蛋形斷面水躍共軛水深的簡(jiǎn)化算法231
10.2.5六圓弧蛋形斷面的正常水深234
10.2.6六圓弧蛋形斷面的弗勞德數(shù)238
10.3四圓弧蛋形斷面水力特性的研究239
10.3.1四圓弧蛋形斷面水力參數(shù)的計(jì)算240
10.3.2四圓弧蛋形斷面水躍共軛水深的計(jì)算254
10.3.3四圓弧蛋形斷面正常水深和臨界水深的計(jì)算258
10.4四圓弧和六圓弧蛋形斷面水面曲線的計(jì)算261
10.4.1四圓弧蛋形斷面水面線的計(jì)算261
10.4.2六圓弧蛋形斷面水面線的計(jì)算266
10.5橢圓蛋形斷面水力特性的研究269
10.5.1上橢圓蛋形斷面水力參數(shù)的計(jì)算270
10.5.2上橢圓蛋形斷面的水力計(jì)算275
10.5.3下橢圓蛋形斷面水力參數(shù)的計(jì)算278
10.5.4下橢圓蛋形斷面的水力計(jì)算281
參考文獻(xiàn)284
附錄285
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