本書依據《土木工程本科指導性專業規范》，參照土木工程專業人才培養方案和“水力學與橋涵水文” 課程教學大綱，結合JTG D60—2015《公路橋涵設計通用規范》、JTG C30—2015 《公路工程水文勘測設計規范》中相關內容編寫。本書知識結構系統、內容精練、重點突出，側重基本原理、基本方法及其工程應用； 同時，還考慮了拓寬專業知識面的需要，書中例題、習題均來源于公路、橋梁、隧道、鐵道等工程設計計算實例。
全書分為上、下兩篇，上篇為水力學，下篇為橋涵水文。具體內容包括：緒論，水靜力學，水動力學，水流阻力與水頭損失，明渠水流，堰流與閘孔出流，滲流，波浪理論，河川水文基礎，水文統計原理，橋涵設計流量與設計水位的推算，大、中橋孔徑計算，橋梁墩臺沖刷計算，小橋涵水力水文計算。
本書可作為高等學校公路與城市道路、橋梁與隧道、城市地下空間、鐵道工程、港口航道與海岸工程、工程管理等專業的教材，也可供相關專業技術人員參考。
前言
“ 水力學與橋涵水文” 課程是土木工程、城市地下空間工程、鐵道工程、港口航道與海岸工程、工程管理等專業本科生的一門重要的專業基礎課。1998 年，普通高等學校專業目錄調整后，交通土建工程調整合并到土木工程專業，“ 水力學” 和“ 橋涵水文” 隨之成為土木工程專業道橋方向的專業基礎課。該課程旨在使學生掌握水流運動的基本概念、基本理論和水力分析計算方法，掌握橋涵水文基礎知識，初步具有分析解決道路、橋梁、隧道、港口航道工程設計、施工、管理中水力學問題，以及獲取水文資料、分析確定水文參數的基本能力，為以后從事工程設計、施工等相關工作打下必要的基礎。
大部分學校將“ 水力學” 和“ 橋涵水文” 分設為兩門課程，這種情況在教學時間較充裕時，有其合理的一面，但在教學學時壓縮后其弊端逐漸顯現出來。“ 水力學” 和“ 橋涵水文” 在學科方面各自獨立，但在理論應用方面卻有較為密切的關系。“ 水力學” 不但是橋涵孔徑、管道渠道設計的基本理論，也是水文資料收集和整理的理論依據，是橋涵水文的理論基礎，主要內容包括水靜力學、水動力學、明渠水流、堰流等；橋涵水文介紹的是水力學基本理論在道路與橋梁工程水文計算中的應用，主要內容為橋位選擇、設計流量推求、孔徑布置、橋梁墩臺沖刷計算等，其分析與計算的結果則是橋涵布設與結構分析的根據。因此，水力學、水文學和橋涵設計是有機的整體，不宜分開。“ 水力學” 和“ 橋涵水文”分設，致使教材的一致性很難保證，一些概念和符號不一致，不便教學。
本書依據《土木工程本科指導性專業規范》，參照土木工程專業人才培養方案和“ 水力學與橋涵水文” 課程教學大綱，結合JTG D60—2015 《公路橋涵設計通用規范》、JTG C30—2015 《公路工程水文勘測設計規范》中相關內容編寫。本書知識結構系統、內容精練、重點突出，側重基本原理、基本方法及其工程應用； 同時，還考慮了拓寬專業知識面的需要，書中例題、習題均來源于公路、橋梁、隧道、鐵道等工程設計計算實例。
全書分為上、下兩篇，上篇為水力學，下篇為橋涵水文。具體內容包括：緒論，水靜力學，水動力學，水流阻力與水頭損失，明渠水流，堰流與閘孔出流，滲流，波浪理論，河川水文基礎，水文統計原理，橋涵設計流量與設計水位的推算，大、中橋孔徑計算，橋梁墩臺沖刷計算，小橋涵水力水文計算。書中滲流和波浪理論兩章內容可根據各專業需要選學或作為課外閱讀內容。
本書第1、3~6 章由山東交通學院楊紅霞教授編寫； 第2 章由北華大學馬光述編寫； 第9~13 章由山東交通學院趙崢嶸教授編寫； 第7 章第1、2 節由溫尚梅編寫； 第7 章第3 節由桑春平編寫； 第7 章第4 節由武振國編寫； 第8 章第1、2 節由孫崇平編寫； 第8 章第3 節由馬坤編寫； 第8章第4、5 節由田中鋒編寫； 第8 章第6 節由包廣志編寫； 第14 章第1、2節由山東交通學院吳兆啟編寫； 第14 章第3 節由李懷志編寫； 第14 章第4 節由王丙旭編寫。全書由楊紅霞教授統稿。
本書可作為高等學校公路與城市道路、橋梁與隧道、城市地下空間、鐵道工程、港口航道與海岸工程、工程管理等專業的教材，也可供相關專業技術人員參考。
在教材編寫過程中，得到機械工業出版社的大力支持，在此表示衷心感謝。
由于編者水平有限，如有欠妥之處，敬請指正。
編 者
目錄
前言
上篇 水 力 學
第1 章 緒論 2
學習重點 2
學習目標 2
1. 1 水力學的研究內容與研究方法 2
1. 2 連續介質假設和水力學模型 3
1. 3 液體的主要物理性質 4
1. 4 作用在液體上的力 9
本章小結 10
思考題與習題 10
第2 章 水靜力學 11
學習重點 11
學習目標 11
2. 1 靜水壓強的特性 11
2. 2 水靜力學基本微分方程 12
2. 3 重力作用下水靜力學基本方程 13
2. 4 靜水壓強測量 14
2. 5 作用在平面上的靜水總壓力 16
2. 6 作用在曲面上的靜水總壓力 22
本章小結 25
思考題與習題 26
第3 章 水動力學 29
學習重點 29
學習目標 29
3. 1 描述液體運動的兩種方法 29
3. 2 液體運動的基本概念 31
3. 3 恒定流連續性方程 34
3. 4 恒定流元流能量方程 36
3. 5 恒定流實際液體總流能量方程 39
3. 6 恒定流總流動量方程 47
本章小結 51
思考題與習題 52
第4 章 水流阻力與水頭損失 55
學習重點 55
學習目標 55
4. 1 水流阻力與水頭損失的概念 55
4. 2 液體運動的兩種流態 56
4. 3 沿程水頭損失計算 59
4. 4 局部水頭損失計算 69
4. 5 有壓管道水力計算 72
本章小結 77
思考題與習題 77
第5 章 明渠水流 80
學習重點 80
學習目標 80
5. 1 明渠的類型及斷面水力要素 80
5. 2 明渠均勻流 83
5. 3 明渠非均勻流水力現象 94
5. 4 臨界水深與臨界底坡 97
5. 5 明渠急變流 101
5. 6 明渠漸變流水面曲線定性分析 105
5. 7 明渠漸變流水面曲線計算 110
本章小結 112
思考題與習題 113
第6 章 堰流與閘孔出流 115
學習重點 115
學習目標 115
6. 1 堰流 115
6. 2 閘孔出流 125
6. 3 泄水建筑物下游的消能 130
本章小結 131
思考題與習題 131
第7 章 滲流 132
學習重點 132
學習目標 132
7. 1 滲流理論 132
7. 2 地下明槽非均勻漸變滲流 136
7. 3 普通井及井群的滲流 139
7. 4 流網及其應用 142
本章小結 146
思考題與習題 146
第8 章 波浪理論 148
學習重點 148
學習目標 148
8. 1 概述 148
8. 2 微幅波理論(線性波理論) 150
8. 3 有限振幅Stokes 波理論 152
8. 4 淺水非線性波理論 155
8. 5 各行波理論的適用性 156
8. 6 流速和潮位影響下的波浪變形計算 157
思考題與習題 161
下篇 橋涵水文
第9 章 河川水文基礎 163
學習重點 163
學習目標 163
9. 1 河川水文現象 163
9. 2 河流和流域 164
9. 3 河川徑流 171
9. 4 泥沙運動和河床演變 174
9. 5 水文測驗 176
本章小結 180
思考題與習題 181
第10 章 水文統計原理 182
學習重點 182
學習目標 182
10. 1 水文統計的基本概念 182
10. 2 經驗累積頻率曲線 185
10. 3 統計參數 187
10. 4 理論累積頻率曲線 192
10. 5 現行頻率分析方法 200
10. 6 相關分析 208
本章小結 215
思考題與習題 215
第11 章 橋涵設計流量與設計水位的推算 217
學習重點 217
學習目標 217
11. 1 根據流量觀測資料推算設計流量 217
11. 2 按洪水調查資料推算設計流量 219
11. 3 按暴雨資料推算設計流量 223
11. 4 設計水位的推算 231
本章小結 231
思考題與習題 232
第12 章 大、中橋孔徑計算 233
學習重點 233
學習目標 233
12. 1 橋涵分類及橋孔設計一般規定 233
12. 2 大、中橋孔徑計算 234
12. 3 橋面設計高程 240
12. 4 調治構造物 246
本章小結 251
思考題與習題 251
第13 章 橋梁墩臺沖刷計算 252
學習重點 252
學習目標 252
13. 1 墩臺沖刷類型 252
13. 2 橋下斷面一般沖刷深度 253
13. 3 墩臺局部沖刷深度 256
13. 4 墩臺基礎底面最小埋置深度 261
13. 5 橋梁墩臺沖刷計算實例 263
本章小結 270
思考題與習題 270
第14 章 小橋涵水力水文計算 272
學習重點 272
學習目標 272
14. 1 概述 272
14. 2 小橋孔徑計算 274
14. 3 涵洞孔徑計算 279
14. 4 小橋和涵洞孔徑估算 284
本章小結 285
思考題與習題 286
參考文獻 287
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