本书主要包括水力学的基本概念,基本理论和水力学在工程中的应用。全书共分为9章。分别为绪论、水静力学、水动力学基础、流动型态、水流阻力和水头损失、孔口、管嘴出流和有压管流、明渠恒定流、堰流、地下水动力学基础、量纲分析和相似原理。各章均附有思考题和习题,并附有习题参考答案。
本书为高等工科院校土木工程各专业、给排水工程,地质与环境工程等专业50学时左右的水力学教材。亦可供相关工程技术人员参考。

1.1 水力学的任务
水力学是用实验和理论分析的方法研究以水为代表的液体的平衡和机械运动规律及其在工程中应用的一门学科。
自然界的物质以三种形式存在,即固体、液体和气体,液体和气体统称为流体。从力学分析的意义上看,水作为一种流体,在其运动的过程中,表现出与固体不同的特点,其主要差别在于它们对外力的抵抗能力不同。固体由于其分子间距离很小,内聚力很大,所以它能保持一定的形状和体积,能抵抗一定量的拉力、压力和剪切力。而流体则由于分子问距离较大,内聚力很小而几乎不能承受拉力;运动的液体具有一定的抗剪切的能力,但静止的液体则不能抵抗剪切力,即使在很小的剪切力作用下,静止液体都将发生连续不断的变形运动,直到剪切力消失为止,这称为流体的易流动性。液体与气体两者的差别在于液体分子内聚力比气体分子内聚力大得多,因此,气体易于压缩,而液体难于压缩。但是,当所讨论的气流流速远小于音速时,气体的密度变化很小,气流的运动规律与水流相同,因而水力学的基本原理也适用于气体。
本课程的主要内容包括三大部分:(1)水静力学,研究液体平衡的规律,即液体处于静止状态时,作用于液体上各种力之间的关系;(2)水动力学,研究液体处于运动状态时,作用于液体上的力与各运动要素(例如速度、加速度等等)之间的关系,液体的运动特性以及能量转换规律等;(3)土建工程中的水力计算问题,例如管流、明渠流、堰流以及地下水的水力计算问题等。
水力学是力学的一个分支,在研究水力学问题时,需要应用物理学和理论力学中关于物体平衡及运动规律的理论,如力系的平衡理论,动量定理和动能定理等等。液体处于平衡状态时,各液体质点间不存在相对运动,作用于液体上的各种力(包括惯性力)满足力系的平衡条件;一般来说液体运动时,其动量及动能均发生变化,这些变化遵循物理学和理论力学中的动量定理和动能定理。因此,物理学和理论力学是学习水力学必要的基础课。
……

第1章 绪 论
1.1 水力学的任务
1.2 液体的连续介质模型
1.3 液体的主要物理性质
1.4 作用在液体上的力
思考题
习 题
第2章 水静力学
2.1 静水压强特性
2.2 液体的平衡微分方程及其积分
2.3 质量力只有重力时水静力学基本方程
2.4 液体测压计原理
2.5 作用在平面上的静水总压力
2.6 作用在曲面上的静水总压力
思考题
习 题
第3章 水动力学基础
3.1 描述液体运动的两种方法
3.2 液体运动学的几个基本概念
3.3 液体运动的分类
3.4 液体恒定一元流动的连续性方程
3.5 连续性微分方程
3.6 理想液体的运动微分方程(欧拉运动微分方程)
3.7 理想液体运动微分方程的伯诺里积分
3.8 重力作用下理想液体元流的伯诺里方程
3.9 理想液体元流伯诺里方程的物理意义与几何意义
3.10 实际液体元流的伯诺里方程,总水头线,测压管水头线及其坡度
3.11 实际液体总流的伯诺里方程
3.12 恒定总流的动量方程
思考题
习 题
第4章 流动型态、水流阻力和水头损失
4.1 水流阻力与水头损失分类
4.2 实际液体流动的两种型态
4.3 均匀流基本方程、均匀流沿程水头损失的计算公式
4.4 圆管中的层流运动
4.5 液体的紊流运动
4.6 圆管中的紊流
4.7 圆管有压流的沿程阻力系数
4.8 局部水头损失
4.9 绕流阻力及升力
思考题
习 题
第5章 孔口、管嘴出流和有压管流
5.1 液体经薄壁孔口的恒定出流
5.2 液体经管嘴的恒定出流
5.3 孔口、管嘴的非恒定出流
5.4 短管的水力计算
5.5 长管的水力计算
5.6 管网水力计算基础
思考题
习 题
第6章 明渠恒定流
6.1 概述
6.2 明渠均匀流
6.3 明渠非均匀流的断面单位能和临界水深
6.4 临界底坡、陡坡、缓坡
6.5 明渠非均匀流的急流、缓流的判别准则
6.6 棱柱形渠道渐变流水面曲线类型
6.7 棱柱形渠道中恒定渐变流水面曲线的计算
6.8 跌水和水跃
思考题
习 题
第7章 堰流
7.1 概述
7.2 堰流的水力计算公式
思考题
习 题
第8章 地下水动力学基础
8.1 概述
8.2 渗流基本定律
8.3 地下水的均匀流与非均匀流
8.4 集水廊道的渗流计算
8.5 单井的水力计算
8.6 井群的水力计算
思考题
习 题
第9章 量纲分析和相似原理
9.1 量纲分析的概念和量纲和谐原理
9.2 量纲分析法
9.3 流动相似的概念
9.4 相似准则
9.5 模型实验
思考题
习 题
习题参考答案
参考文献