,水力学, 课程要点
? 第一章：绪论
? 第二章：水静力学
? 第三章：水动力学基础
? 第四章：水流形态与水头损失
? 第五章：有压管中的水流运动
? 第六章：明槽恒定流
? 第七章：过流建筑物的水力计算
? 第八章：渠系连接建筑物的水力计算
? 第九章：渗流
? 第十章：模拟实验
第一章 绪 论
? 1,了解液体运动的基本特征, 连续介质和理想液体
概念及其在水利学研究中的作用 。
? 2,液体的主要物理性质
? （ 1） 理解五个主要的物理性质：惯性, 万有引力
（ 重力 ） 特性, 粘滞性, 可压缩性和表面张力特性和量
纲 。
? （ 2） 重点掌握液体粘滞性, 牛顿内摩擦定律及其
适用条件 。
? （ 3） 了解在何种情况下需考虑液体可压缩性和表
面张力特性 。
? 3,作用在液体上的力
? 掌握质量力 （ 重力, 惯性力 ）, 表面力 （ 切力, 压力 ）
的定义和单位表面力 （ 切应力, 压强 ） 的物理意义 。
第二章 水静力学
? 1,理解静水压强及其两个特性, 等压面概念 。
? 2,静水压强基本公式及其物理意义
? 掌握公式 p0=p+γhz+p/γ=c和物理意义 。
? 3,静水压强表示方法, 单位和水头的概念
? 理解静水压强三种表示：绝对压强、相对压强、
真空度及其相互关系，强调真空度的概念；压
强的单位和位置水头、压强水头、测压管水头
概念。
? 1,静水压强的测量和计算
? 了解测量原理, 方法 。 掌握静水压强的计算 。
? 2,平面上静水总压力计算
? 掌握静水压强分布图绘制和平面上静水总压力计
算：图解法和解析法 P=γhcA
? 3,曲面上静水总压力计算
? 掌握压力体剖面图的绘制, 计算在曲面上的静水
总压力 。
? Px=γhcAx,Pz=rVp 知道求合力作用点和方向 。
? 4,一般静水压强分布图绘制能绘制曲面壁的压
力体剖面图及铅垂投影面上的静水压强分布图 。
第三章 水动力学基础
? 1,描述液体运动的两种方法了解拉格朗日法和欧拉法 。
? 2,液体运动的分类和基本概念
? 理解：恒定流, 非恒定流；均匀流和非均匀流；渐变流
和急变流；流线和迹线；元流和总流；过水断面和断面
平均流速；一维, 二维, 三维和一元, 二元, 三元流动 。
? 3,恒定总流的连续性方程和应用
? 掌握恒定总流连续性方程的形式, 并熟练地应用 。
? 4,恒定总流的能量方程及其应用
? 掌握恒定总流能量方程及其应用条件、注意事项、物理
意义，掌握水头线图示法和水利坡度概念，熟练运用恒
定总流能量方程进行计
? 5,恒定总流的动量方程及其应用
? 掌握恒定总流投影形式的动量方程：
? ρQ（ β2ν2x-β1ν1x） =ΣFx,ρQ（ β2ν2y-β1ν1y） =ΣFy，
ρQ（ β2ν2z-β1ν1z） =ΣFz
? 掌握动量方程应用条件, 注意事项, 正确分析作
用在控制体上的作用力及流速投影分量的正负号 。
? 能熟练应用三大方程求解在工程中的水流问题 。
? 6.了解有势流动和有涡（旋）流动的特点和判别。
第四章 液流型态与水头损失
? 1,动阻力和水头损失
? 理解流动阻力与水头损失分类, 产生原因及水利半径的
概念 。
? 2,匀流边界切应力方程和切应力分布特点, 沿程水头
损失计算公式：达西公式
? 了解均匀流边界切应力方程和切应力分布规律 。
? 熟练掌握计算沿程水头损失的达西公式：
? hf=λl/4R·v2/2g（ 基本 ） hf=λl/d·v2/2g（ 圆管 ）
? 3,流, 紊流的特点和判别, 雷诺数 Re
? 理解雷诺实验, 雷诺数的物理意义, 两种流态的判别方
法 。
? 4,圆管均匀层流的流速分布特点和沿程水头损失
? 理解圆管均匀层流流速分布特点和沿程水头损失系数 λ
的变化规律,λ =64/Re
? 5,紊流特征, 附加切应力产生原因, 边界粗糙
度对紊流运动的影响, 紊流流速分布特点
? 了解紊流特征, 脉动时均处理方法和紊流附加切
应力产生的原因 。
? 了解紊流流速分布与层流分布的不同和原因 。
? 理解粘性底层与边界粗糙度对紊流运动的影响 。
? 掌握紊流光滑区, 粗糙区和过渡区概念 。
? 6,尼古拉兹实验中沿程水头损失系数 λ的变化规
律
? 理解尼古拉兹实验中沿程水头损失系数 λ的变化
规律, 会确定 λ值 。
? 7,计算沿程水头损失的经验公式：舍齐和曼宁
公式
第五章 有压管中的水流运动
? 1,掌握孔口恒定出流：自由出流, 淹
没出流的过流能力计算
? 管 嘴恒定出 流的特 点与工作 条件,
l=(3~4)d
? 管嘴出流与孔口出流过流能力比较 。
? 2,掌握管道分类：简单管, 复杂管；
短管, 长管及其计算的处理方法
? 3,掌握简单短管基本公式：
长管水力计算方法, 水头线的
绘制及虹吸管, 倒虹吸, 水泵等
典型水利计算方法和有关安装高
程的确定
? 4,了解串联, 并联管道的水利
特点
? 5,理解水击现象, 特征和分类,
直接水击压强计算
第六章 明槽恒定流
? 1,明槽水流分类, 特征, 明槽的几何特征
? 掌握底坡和梯形断面水力要素和棱柱体明槽的概念 。
? 2,明槽均匀流的特征和形成条件, 公式和 n 的确定
? 了解均匀流的特征和形成条件 。
? 熟练掌握均匀流公式 。
? 理解糙率 n。
? 3,水力最佳断面, 允许流速
? 了解综合糙率和复式断面流量确定方法 。
? 理解流速的确定 。
? 掌握明渠水力最佳断面的条件 。
? 4,均匀流明渠常见水力计算：确定 h0,Q,n及 I的方
法
? 掌握明渠常见水力设计的类型和计算方法 。
? 5,明渠三种流态及判别和佛汝德数 Fr
? 掌握三种流态 （ 急, 缓, 临界 ） 的特征和判别方法
Fr的物理意义 。
? 6,Es,hk,ik理解断面比能 Es的概念和特性, 会用
Es变化特点判别流态 。
? 掌握 hk定义和 hk判别流态, 计算 hk,会用 ik判别陡坡
缓坡 。
? 7,水跃, 跌水的运动特征, 矩形平底明槽水跃和
共轭水深计算, 水跃能量损失和跃长的确定
? 理解水跃和跌水现象的流动特征, 理解平底棱柱体
水跃共轭水深计算方法 。
? 水跃能量损失特点和跃长的计算方法 。
? 掌握矩形断面平底明槽共轭水深计算公式 。
? 8,明渠非均匀渐变流水面曲线的定性分析
? 了解明渠恒定非均匀渐变流微分方程形式 。
? 掌握棱柱体明槽恒定渐变流水面线分类, 分区
变化规律, 能正确进行水面线分析和不同底坡
明槽水面线的衔接 。
? 9,掌握棱柱体明渠非均匀渐变流水面曲线的
分段求和法
? 10,了解变道水流的运动特征和对河道演变
与泥沙运动的影响 。
第七章 过流建筑物水力设计
? 1,堰流和闸孔出流的流动特性
? 了解堰流与闸孔出流的流动特性 。
? 掌握堰, 闸孔出流的分流, 判别 。
? 2,堰流水力计算
? 了解堰面设计方法, 会选流量系数, 淹没系数,
侧收缩系数等经验系数值 。
? 掌握实用堰, 宽顶堰水力计算 。
? 了解桥、涵水流运动特征和一般计算方法
? 4,闸孔出流水力计算
? 熟练掌握闸孔出流 。 能根据出流状态
的判别及水力计算 。
? 5,过流建筑物下游水流衔接与消能形
式, 底流消能水力计算方法
? 理解过水建筑物下游水流衔接特征和消
能方法 。
? 掌握底流消能水力设计方法, 池深 d=hτ-
ht-Δz=σjh?c-ht-Δz
第八章 渠系连接建筑物的水力计算
? 1,明槽渐变段的水力计算
? 2,渡槽水力计算
? 3．跌水水力计算
第九章 渗 流
? 1,渗流基本概念与模型
? 了解渗流运动特点 。
? 理解渗流模型的概念和建立的条件 。
? 2,掌握渗流达西公式 v=kJ及适用范围和 k的确定方法
? 3,底下河槽恒定渗流, 均匀渗流计算, 杜比公式, 恒
定非均匀渐变渗流侵润线分析
? 了解地下河槽均匀渗流计算方法,Q=kibh。
? 理解杜比公式与达西公式的区别 。
? 了解侵润线的特点和分析方法，并与明渠水面曲线分析
比照
?4,理解集水廊道, 普
通井和井群水力计算方
法
?5,了解渗流流网法
第十章 （模型试验）相似原理与量测技术
? 1,相似现象理解相似现象和水流的相似
特征 。
? 2,了解相似原理, 相似准则, 重力相似
准则, 相似比尺 （ 流速比尺, 流量比尺,
糙率比尺 ） 。
? 3,了解量纲的基本概念和谐原理 。
? 第一章：绪论
? 第二章：水静力学
? 第三章：水动力学基础
? 第四章：水流形态与水头损失
? 第五章：有压管中的水流运动
? 第六章：明槽恒定流
? 第七章：过流建筑物的水力计算
? 第八章：渠系连接建筑物的水力计算
? 第九章：渗流
? 第十章：模拟实验
第一章 绪 论
? 1,了解液体运动的基本特征, 连续介质和理想液体
概念及其在水利学研究中的作用 。
? 2,液体的主要物理性质
? （ 1） 理解五个主要的物理性质：惯性, 万有引力
（ 重力 ） 特性, 粘滞性, 可压缩性和表面张力特性和量
纲 。
? （ 2） 重点掌握液体粘滞性, 牛顿内摩擦定律及其
适用条件 。
? （ 3） 了解在何种情况下需考虑液体可压缩性和表
面张力特性 。
? 3,作用在液体上的力
? 掌握质量力 （ 重力, 惯性力 ）, 表面力 （ 切力, 压力 ）
的定义和单位表面力 （ 切应力, 压强 ） 的物理意义 。
第二章 水静力学
? 1,理解静水压强及其两个特性, 等压面概念 。
? 2,静水压强基本公式及其物理意义
? 掌握公式 p0=p+γhz+p/γ=c和物理意义 。
? 3,静水压强表示方法, 单位和水头的概念
? 理解静水压强三种表示：绝对压强、相对压强、
真空度及其相互关系，强调真空度的概念；压
强的单位和位置水头、压强水头、测压管水头
概念。
? 1,静水压强的测量和计算
? 了解测量原理, 方法 。 掌握静水压强的计算 。
? 2,平面上静水总压力计算
? 掌握静水压强分布图绘制和平面上静水总压力计
算：图解法和解析法 P=γhcA
? 3,曲面上静水总压力计算
? 掌握压力体剖面图的绘制, 计算在曲面上的静水
总压力 。
? Px=γhcAx,Pz=rVp 知道求合力作用点和方向 。
? 4,一般静水压强分布图绘制能绘制曲面壁的压
力体剖面图及铅垂投影面上的静水压强分布图 。
第三章 水动力学基础
? 1,描述液体运动的两种方法了解拉格朗日法和欧拉法 。
? 2,液体运动的分类和基本概念
? 理解：恒定流, 非恒定流；均匀流和非均匀流；渐变流
和急变流；流线和迹线；元流和总流；过水断面和断面
平均流速；一维, 二维, 三维和一元, 二元, 三元流动 。
? 3,恒定总流的连续性方程和应用
? 掌握恒定总流连续性方程的形式, 并熟练地应用 。
? 4,恒定总流的能量方程及其应用
? 掌握恒定总流能量方程及其应用条件、注意事项、物理
意义，掌握水头线图示法和水利坡度概念，熟练运用恒
定总流能量方程进行计
? 5,恒定总流的动量方程及其应用
? 掌握恒定总流投影形式的动量方程：
? ρQ（ β2ν2x-β1ν1x） =ΣFx,ρQ（ β2ν2y-β1ν1y） =ΣFy，
ρQ（ β2ν2z-β1ν1z） =ΣFz
? 掌握动量方程应用条件, 注意事项, 正确分析作
用在控制体上的作用力及流速投影分量的正负号 。
? 能熟练应用三大方程求解在工程中的水流问题 。
? 6.了解有势流动和有涡（旋）流动的特点和判别。
第四章 液流型态与水头损失
? 1,动阻力和水头损失
? 理解流动阻力与水头损失分类, 产生原因及水利半径的
概念 。
? 2,匀流边界切应力方程和切应力分布特点, 沿程水头
损失计算公式：达西公式
? 了解均匀流边界切应力方程和切应力分布规律 。
? 熟练掌握计算沿程水头损失的达西公式：
? hf=λl/4R·v2/2g（ 基本 ） hf=λl/d·v2/2g（ 圆管 ）
? 3,流, 紊流的特点和判别, 雷诺数 Re
? 理解雷诺实验, 雷诺数的物理意义, 两种流态的判别方
法 。
? 4,圆管均匀层流的流速分布特点和沿程水头损失
? 理解圆管均匀层流流速分布特点和沿程水头损失系数 λ
的变化规律,λ =64/Re
? 5,紊流特征, 附加切应力产生原因, 边界粗糙
度对紊流运动的影响, 紊流流速分布特点
? 了解紊流特征, 脉动时均处理方法和紊流附加切
应力产生的原因 。
? 了解紊流流速分布与层流分布的不同和原因 。
? 理解粘性底层与边界粗糙度对紊流运动的影响 。
? 掌握紊流光滑区, 粗糙区和过渡区概念 。
? 6,尼古拉兹实验中沿程水头损失系数 λ的变化规
律
? 理解尼古拉兹实验中沿程水头损失系数 λ的变化
规律, 会确定 λ值 。
? 7,计算沿程水头损失的经验公式：舍齐和曼宁
公式
第五章 有压管中的水流运动
? 1,掌握孔口恒定出流：自由出流, 淹
没出流的过流能力计算
? 管 嘴恒定出 流的特 点与工作 条件,
l=(3~4)d
? 管嘴出流与孔口出流过流能力比较 。
? 2,掌握管道分类：简单管, 复杂管；
短管, 长管及其计算的处理方法
? 3,掌握简单短管基本公式：
长管水力计算方法, 水头线的
绘制及虹吸管, 倒虹吸, 水泵等
典型水利计算方法和有关安装高
程的确定
? 4,了解串联, 并联管道的水利
特点
? 5,理解水击现象, 特征和分类,
直接水击压强计算
第六章 明槽恒定流
? 1,明槽水流分类, 特征, 明槽的几何特征
? 掌握底坡和梯形断面水力要素和棱柱体明槽的概念 。
? 2,明槽均匀流的特征和形成条件, 公式和 n 的确定
? 了解均匀流的特征和形成条件 。
? 熟练掌握均匀流公式 。
? 理解糙率 n。
? 3,水力最佳断面, 允许流速
? 了解综合糙率和复式断面流量确定方法 。
? 理解流速的确定 。
? 掌握明渠水力最佳断面的条件 。
? 4,均匀流明渠常见水力计算：确定 h0,Q,n及 I的方
法
? 掌握明渠常见水力设计的类型和计算方法 。
? 5,明渠三种流态及判别和佛汝德数 Fr
? 掌握三种流态 （ 急, 缓, 临界 ） 的特征和判别方法
Fr的物理意义 。
? 6,Es,hk,ik理解断面比能 Es的概念和特性, 会用
Es变化特点判别流态 。
? 掌握 hk定义和 hk判别流态, 计算 hk,会用 ik判别陡坡
缓坡 。
? 7,水跃, 跌水的运动特征, 矩形平底明槽水跃和
共轭水深计算, 水跃能量损失和跃长的确定
? 理解水跃和跌水现象的流动特征, 理解平底棱柱体
水跃共轭水深计算方法 。
? 水跃能量损失特点和跃长的计算方法 。
? 掌握矩形断面平底明槽共轭水深计算公式 。
? 8,明渠非均匀渐变流水面曲线的定性分析
? 了解明渠恒定非均匀渐变流微分方程形式 。
? 掌握棱柱体明槽恒定渐变流水面线分类, 分区
变化规律, 能正确进行水面线分析和不同底坡
明槽水面线的衔接 。
? 9,掌握棱柱体明渠非均匀渐变流水面曲线的
分段求和法
? 10,了解变道水流的运动特征和对河道演变
与泥沙运动的影响 。
第七章 过流建筑物水力设计
? 1,堰流和闸孔出流的流动特性
? 了解堰流与闸孔出流的流动特性 。
? 掌握堰, 闸孔出流的分流, 判别 。
? 2,堰流水力计算
? 了解堰面设计方法, 会选流量系数, 淹没系数,
侧收缩系数等经验系数值 。
? 掌握实用堰, 宽顶堰水力计算 。
? 了解桥、涵水流运动特征和一般计算方法
? 4,闸孔出流水力计算
? 熟练掌握闸孔出流 。 能根据出流状态
的判别及水力计算 。
? 5,过流建筑物下游水流衔接与消能形
式, 底流消能水力计算方法
? 理解过水建筑物下游水流衔接特征和消
能方法 。
? 掌握底流消能水力设计方法, 池深 d=hτ-
ht-Δz=σjh?c-ht-Δz
第八章 渠系连接建筑物的水力计算
? 1,明槽渐变段的水力计算
? 2,渡槽水力计算
? 3．跌水水力计算
第九章 渗 流
? 1,渗流基本概念与模型
? 了解渗流运动特点 。
? 理解渗流模型的概念和建立的条件 。
? 2,掌握渗流达西公式 v=kJ及适用范围和 k的确定方法
? 3,底下河槽恒定渗流, 均匀渗流计算, 杜比公式, 恒
定非均匀渐变渗流侵润线分析
? 了解地下河槽均匀渗流计算方法,Q=kibh。
? 理解杜比公式与达西公式的区别 。
? 了解侵润线的特点和分析方法，并与明渠水面曲线分析
比照
?4,理解集水廊道, 普
通井和井群水力计算方
法
?5,了解渗流流网法
第十章 （模型试验）相似原理与量测技术
? 1,相似现象理解相似现象和水流的相似
特征 。
? 2,了解相似原理, 相似准则, 重力相似
准则, 相似比尺 （ 流速比尺, 流量比尺,
糙率比尺 ） 。
? 3,了解量纲的基本概念和谐原理 。
