【水力学】-水力学网上辅导材料

水力学教学辅导第八章泄水建筑物下游水流衔接与消能【教学基本要求】1、了解泄水建筑物下泄水流的特点和衔接消能方式。2、掌握底流消能的水力设计方法，会进行消力池尺寸的计算。3、了解挑流消能的基本概念【学习指导】概述（1）泄水建筑物下游水流的消能方式经堰、闸、桥、涵、陡坎等泄水建筑物下泄的水流，流速高，动能大，必须采取工程常用的消能方式有3。此外还有兴建消力戽的消能方式。①底流型衔接消能底流式消能就是在泄水建筑物下游采取一定的工程措施，使沿建筑物下泄的急流贴槽底射出，利用水跃原理，有这种衔接消能方式中，高流速的主流位于底部，故称为底流型衔接消能。如图所示。②挑流型衔接消能挑流型衔接消能就是利用下泄水流所挟带的巨大动能，采用挑流鼻坎因势利导将水股挑射空中，后跌落在离建筑物较远的下游，使射流所造成的③面流型衔接消能面流型衔接消能就是在建筑物的出流部分采用跌坎，将泄出水流导入下游水域表层（当然要求下游水深比较大而且比较稳定④戽流型衔接消能戽流型衔接消能是在溢流坝末端建造一个具有较大反弧半径和挑角的形同戽勺的鼻坎，下泄水流由于受到下游水位的顶托，在戽内形成表面漩滚，主流则仍然贴着戽壁沿鼻坎挑起，形成涌浪，并向下游扩散，同时底流消能的水力计算一、底流消能的收缩断面水深计算收缩断面水深用下式计算Eh Q2

(8—1)0 c2g2A2c式中：E0是以收缩断面底部为基准的堰前总比能；Ac收缩断面过水面积；φ堰的流速系数，可查阅表和用公式计算。2对于矩形断面渠道： Eh q

（8－2）0 c2g2h2c收缩水深计算公式是关于h三次函数，不能直接求解，需采用试算法求解，也可采用c查图法求解。矩形断面的收缩水深也可采用迭代法求解，其迭代公式如下：h cn1

q 2 2gE h取初值为0,一般3～5步可得到准确解。对于宽顶堰上的闸孔出流，收缩断面水深hc也可用下式计算hce （8—3）矩形断面明渠，已知hc可以计算其对应的共轭水深hc″h''

hc(2

1) （8－4）118q2gh3ch h ht c c当h″＞h时，产生远驱水跃；c t当h″＝h时，产生临界水跃；c t当h″＜h时，形成淹没水跃。c t二、 消力池的水力设计计算形成消能池的首要条件是在泄水建筑物下游造成能发生稍有淹没水跃所要求的跃后降低护坦高程形成的消能池（、池深d确定降低护坦高程形成消能池后，池中水流情况如图所示。为使消能池内产生稍许淹没的水跃，则消能池末端水深应为h hT j c1

（8—5）

1.05 h h式中，

j为淹没系数，一般取 j

；c1为护坦高程降低后收缩水深

c1相共轭的跃后水深。个值，其水流特性与淹没宽顶堰流相同。由几何关系可知：h dHT 1

dht

z

（8—6）将式（8—5）代入式（8—6）中，可得到消能池池深计算公式d

hj

(ht

z)

h（8—hhh

c1

都是未知量，故需建立

c1及

的关系式。由水跃共轭方程可知hc1

h1818q2gh32

（8—8）h而c1可由收缩水深公式求得，即E h01

q22g2h2

（8—9）E E d其中 01 0 （8—10）消能池出口水面跌落值z。z

q2[ 1 1 ]2g )2t

h)2j

(8—11)qE q当已知 0、 、 时，由、(8—8)、(8—9)、(8—10)及式可求得池深d

d

hh。由于是复杂的函数关系，故需要试算求解。初步估算时，可取池深L（、池长 k的确定

j c t。消能池长度必须保证水跃不越出池外20～30，故从收缩断面算起的消能池长度为L (0.7~0.8)Lk jL式中， j为平底完全水跃的长度。（、消能池设计流量的选择

（8—12）上面讨论的池深及池长设计都是针对某一个给定的流量及相应的下游水深，但建成的消能池必须在不同的流量情况下工作。为使所设计的消能池在不同流量情况下，都能形成稍许淹没的水跃，就必须选择一个恰当的设计消能池尺寸的设计流量。d

hh

d (hh)从 j c(hh)

t可以看到，池深 随着 cq

t 的增大而增大。所以，可以认为相当d于 c t

max时的流量

即为消能池池深的设计流量。据此求得的池深

应该是各种流量下所需消能池深度的最大值。实践表明，消能池池深d的设计流量不一定是建筑物所通过的(hh)最大流量。实际计算时，应在给定的流量范围内，找出 c t max时的流量，以此作为池深的设计流量。池长的设计流量一般选用建筑物通过的最大流量护坦末端建造消能坎形成的消能池c当河床开挖困难或开挖太深不经济时可在护坦末端建造消能坎壅高坎前水位形成消能池内具有一定淹没程度的水跃其水力计算的主要任务是确定消能坎高度 及池长Lk。c（、坎高c的确定护坦末端建造消能坎形成消能池之后的水流情况如图9—10所示。消能坎一般做成折线形实用堰或曲线型实用堰形式，流经坎顶的水流一般属于实用堰流，这一点与降低护坦高程形成的消能池的水流现象不同。要使消能池内产生稍许淹没的水跃，其消能坎前水深应为h hT j c由图中几何关系可知h cHT 1

（8—13）式中，H1为消能坎的坎顶水头，可由堰流公式求得。即H H1 10

q22g(j

(h)2c

2qm 2qm 2gs 1

q22g(j

h)2c （8—14）1式中，m1

为消能坎的流量系数，与坎的形状及池内水流状态有关，目前尚无系统资料，hc ht s1m1

0.42

H H； s为消能坎的淹没系数，其值与 10 10有关。由于消能坎前存在水跃，它与一般的实用堰前水流状态不同。故淹没系数及淹没判定条件也应有所hs 0.45hH

1

s 0.45hHh不同。消能坎的淹没判定条件是：

10 ，消能坎为非淹没堰，s

； 10 ，hsH10hsH10shsH10s

1s

，其值可参考下表确定。0.45≤500.550.600.650.700.720.740.760.0001.9900.9850.9750.9600.9400.9300.9150.9000.0.0.0.0.0.0.0.0.0.7880828486889092958850.8650.8450.8150.7850.7500.7100.6510.5350.c 1c计算坎高 时，先假定消能坎自由出流，即取 s ，由式813、式8—1）可求出坎高c。然后再根据

hctH10 算出的坎高c即为所求，但要校核消能坎后的水流衔接状况。即将消能坎看作溢流堰，计算0.90～0.95。若消能坎为淹没出流，则需考虑淹没系数之后重新计算坎高，此式坎高c需要试算求解。（、池长Lk的确定L L (0.7~0.8)L池长 k仍由水跃长度确定，即 k j。3、设计流量的选择当所设计的建筑物在qmin与qmax之间运用时，则应在流量范围内选择几个有代表性的流量值，分别计算坎高c，然后取坎高c的最大值作为设计值，相应的流量即为设计流量。池长的设计流量仍应是建筑物通过的最大流量。有些水工建筑物（如跌水，由泄流进口至收缩断面之间尚有一段距离，这段距离需根据实际情况确定，其长度也不包括在上述消能池长度计算公式当中。。【思 考 题】8—1泄水建筑物下游的水流具有什么特点？为什么需要进行消能？8—2泄水建筑物下游有哪几种消能形式？它们消能的原理是什么？8—3如何计算闸孔出流和堰流下游的收缩断面水深？8—4底流消能有哪几种形式？8—5如何确定降低护坦式消力池的设计流量？8—6简单叙述降低护坦式消力池和修建消能坎式消力池的设计步骤。四川大学教案四川大学教案课程名称课程编号

水力学

授课专业 水工 年级 2007课程类型

必修课 校级公共课（）；基础或专业基础课（√）；专业课（）选修课 限选课（）；任选课（）授课方式 课堂讲授（75）；实践课（9） 考核方式 考试（√）；考查（）课程教学84（其中9个实验） 实分数 5学分总学时数学时分配 课堂讲授75学时；实践课9学时教材名称 水力学 作者 吴持恭 出版社及出版时间

高等教育出版社2008年1月第4版指定参考书 作者 出版社及出版时间《水力学》学习网站1.四川大学水力学教研室（国家精品课程）2.河海大学水力学（国家精品课程）n3.华北水利水电学院水力学精品课程网站（国家精品课程）4.清华大学水力学实验0001/index.htm5.《流体力学(水力学)》-重庆大学精品课程he/ch/kc/ltlx/授课教师he/ch/kc/ltlx/授课教师王协康职称研究员单位水电学院授课时间2008~20092~16联系方式Email:周次11（2007-03-5）备注章节绪论名称授课教学理论课（√）；实验课（）；实习（）3方式时数教目的：掌握工程流体力学这门课的性质及一些基本概念学要求：学生了解水力学的任务与研究对象，水力学的基本推动力，重点掌目握牛顿内摩擦定律及其简单应用，了解连续介质及理想液体的假定。注：表中（）选项请打“√”。注：表中（）选项请打“√”。四川大学教案【理、工科】的及要求时间教学内容提要分配§0-1水力学的任务与研究对象§0-1小水静力学、水力学发展简况节1学§0-2液体的主要特重性质 时一、惯性质量和密度 §0-2小二、万有引力特性、重力三、粘滞性与粘滞系数

节1学时§0-3到四、压缩性及压缩系数五、表面引力及表面引力系数

§0-5小节1学时§0-3连续介质和理想液体的概念§0-4作用于液体上的力§0-5水力学的研究方法教学重点：1、重点 2、分析相邻液层 的方向及与 难点液体的粘滞性与粘滞系数包括粘滞的概念，粘滞系数的概念牛顿内摩擦定律的表示及适用条件难点讨，固体与液体摩擦力论讨论：液体粘滞性现象、作业：思考题[0-2]、[0-4]；习题[0-4]、[0-5]、[0-6]练练习、作业教学多媒体+板书手段参考资料注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。四川大学教案【理、工科】周次周次12（2007-03-8）备注章节1-5名称授课教学理论课（√）；实验课（）；实习（）3方式时数教学目掌握静水压强的概念及特性，液体平衡的微分方程式及积分，等压面的概的念，重力作用下静水压强的计算公式。及要求时间教学内容提要分配内容回顾及§上节主要内容回顾1-1小节§1水静力学 1学时§1-1静水压强及其特性 §1-2和§1-2液体平衡微分方程式及积分

§1-31§1-3等压面 时§1-4重力作用下静水压强的基本公式 §1-4和§1-5§1-5几种质量力同时作用下液体平衡1教学静水压强的方向指向重重点：静水压强的基本公式，等压面的概念及正确判断等压面点难点：正确的找到等压面与难点讨论、分布荷载，点压强等练课堂讨论及练习，等压面的判断习作业：复习本堂课的内容、作业教学多媒体+板书手段参考资料注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。四川大学教案【理、工科】周次 第2周，第1次（2007-03-12） 备注章节第一章6-10节名称授课 教学理论课（√）；实验课（）；实习（） 3方式 时数教学让学生掌握重力作用下及几种质量力同时作用下静水压强的计算及目两者之间的异同、绝对压强与相对压强的概念及压强的几种测量方法。让的学生掌握压强的液拉表示法、及水总压力及曲面上的静水总压力

的含义，会计算作用于平面上的静要求时间教学内容提要分配上节主要内容回顾§1-6绝对压强与相对压强§1-7压强的测量 内容回顾§1-8压强的液柱表示法，水头与单位势能

及§1-6、1-7小节§1-9作用于平面上的静水总压力 1学时§1-10作用于曲面上的静水总压力 §1-8和压强液柱表示，势能

§1-91图解法——矩形平面

§1-10小节1学时解析法——任意形二向曲面教重点及难点：学重力作用下静水压强的计算及绝对压强与相对压强，真空度的概念重 及区别。压强测量方法，等压面概念的具体应用。点 作用于平面上的静水总压力：与 会画压力图并求总压力，会用解析法计算任意平面所受总压力；难 作用于曲面上的静水总压力：点 会计算总压力的水平分力，垂直分力及总压力，会画压力体。讨论压强测量的作业、讨论：思考题及等压面的寻找练练习：例题：[1-2]、[1-4]、[1-5]、[1-6]习作业：思考题[1-2]、[1-4]；习题[1-1]、[1-3]、[1-7]、[1-9]、[1-11]、、[1-12]、[1-13]、[1-18]、[1-19]、[1-20]作业教多媒体+板书学手段手段参考资料周次22（2007-03-15）备注章节第二章液体运动的流速理论（1-6）名称授课教学理论课（√）；实验课（）；实习（）3方式时数加深理解教让学生了解拉格朗日法和欧拉法的区别，掌握恒定流与非恒定流的区学别，迹线与流线的概念，流管、流速、总流，过水断面，流量、断面平均注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。四川大学教案【理、工科】目 流速的概念。总流等概念及恒定一元流的连续性方程（质量守恒定律）的及要求时间教学内容提要分配§2-1、§2-1描述液体运动的两种方法 2-2小节§2-2恒定流与非恒定流§2-3迹线与流线

1学时§2-3§2-4§2-4液体运动的流速理论的一些基本概念节1学时§2-5一元流、二元流、三元流§2-6恒定一元流的连续性方程

§2-5和2-6小节1学时教掌握并区分液体运动流速理论的一些基本概念及概念之间的区别学掌握恒定一元流的连续性方程重点与难点讨论、课堂提问、讨论式回答练讨论 的适用条件习作业：理解流束理论主要概念、作业教多媒体+板书学手段手段参考资料周次31（2007-03-19）备注章节第二章：液体运动的流速理论（7-9）名称授课教学理论课（√）；实验课（）；实习（）3方式时数教了解恒定、非恒定、迹线、流线概念学了解连续方程描绘的实际现象，公式应用条件注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。四川大学教案【理、工科】目 掌握和运用实际液体恒定总流的能量方程式的 掌握均匀流与非均流概念及特性及要求时间教学内容提要分配上节主要内容回顾 内容回描述液体运动的两种方法介绍恒定非恒定、迹线流线概念及过水断面

顾及2-7小节为1学时Q、V名词的含意一元恒定连续方程§2-7理想液体及实际液体恒定流微小流速的能量方程式

2-812-9小节§2-8均匀流与非均匀流，非均匀渐变流与急变流§2-9实际液体恒定总流能量方程教 重点：①8个概念上以及连续方程的引入

为1学时学 ②均匀与非均匀流的概念及特性重③点注意点及公式的运用，会画测压管水头线及总水头线与难点讨论、讨论：总水头线与测压管水头线的趋势练练习：例2-1及2-2习作业：思考题[2-1]、[2-5]习题：[2-2]、[2-5]、作业教多媒体+板书学手学手段参考资料周次32（2007-03-22）备注章节第二章：液体运动的流速理论（10-13）名称授课教学理论课（√）；实验课（）；实习（）3方式时数通过分析能量方程在实践中的运用，使学生更好的掌握能量方程及其教各项物理意义注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。四川大学教案【理、工科】学 掌握实际液体恒定总流的动量方程目 及其应用的及要求时间教学内容提要分配内容回上节主要内容回顾顾及§2-10能量方程式应用举例 2-10小一、毕托管测流速

节为1.5学时二、文里流量计2-11小三、孔口出流计算四、管嘴恒定出流

节为0.5学时§2-11实际液体恒定总流的动量方程式 2-12和2-13小§2-12恒定总流动量方程式应用举例 节为1学时§2-13量纲分析与无定理P=P动

的原因静教能量方程图示学总水头线重测压管水头线*-点在四个应用举例中，孔口出流中孔口非恒定出流较层理解与基准面选择难计算断面，计算点选择点动量方程式的运用及应用时的注意点讨 讨论：基层面的选取论 孔口出流与管嘴出流哪个流量大、 作业：习题[2-8]、[2-10]、[2-12][2-13][2-14][2-15]。练习、作业教学多媒体+板书手段参考资料注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。四川大学教案【理、工科】周次 第4周，第1次（2007-03-26） 备注章节第三章：液流型态及水头损失（1-3节）名称授课 教学理论课（√）；实验课（）；实习（） 3方式 时数教 巩固第二章内容掌握水头损失的物理概念及分类液流边界在横向和纵向对水头损失的影响及均匀流中学形态及其判别，紊流的四个特征。

与 的关系掌握液流运动的两种目的及要求时间教学内容提要分配内容回顾和第二章习上节主要内容回顾 题课为1第二章习题课§3-1水头损失的物理概念及其分类

学时§3-1§3-2§3-2液流边界几何条件对水头损失的影响§3-3均匀流沿程水头损失与切应力的关系

节为1学时§3-4液体运动的两种形态 §3-3和§3-41学时教 层流及紊流两种液流形态的概念及判别紊流形成过程学 水头损失形成原因及分成 与 两类重 断面形状在横向与纵向对水头损失的影响点 的适用条件，公式指导与达西公式 的含义难点讨论、练作业：思考题[3-2]、[3-4]；习题[3-1]、[3-3]习、作业教学多媒体+板书手段参考资料注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。四川大学教案【理、工科】周次 第4周，第2次（2007-03-29） 备注章节第三章：液流型态及水头损失（5-9节）名称授课 教学理论课（√）；实验课（）；实习（） 3方式 时数教学目层流中 计算沿程水头损失。的会用计算的试算法及查莫迪图法两种方法求解入会用谢才公式及 计算损失 会查图求解局部水头损失。要求时间教学内容提要分配内容回上节主要内容回顾

顾和3-5小节为§3-5圆管中层流运动及其沿程水头损失的计算

0.5学时§3-6紊流的特征§3-7沿程阻力系数入的变化规律§3-8计算沿程水头损失的经验公式-谢才公式

3-6小节13-73-83-9§3-9局部水头损失

为1.5学时教学紊动特征中的粘性底层概念。重的求解，局部水头损失中的取值点谢才公式与

的运用难点讨论、练作业：习题[3-6]、[3-8]、[3-10]、[3-13]习、作业教学多媒体+板书手段参考资料周次料周次51（2007-04-02）备注章节第四章：有压管中的恒定流（1-7）名称授课教学理论课（√）；实验课（）；实习（）3方式时数教学明确什么是有压管（水利工程中和生活中的实例）目什么是简单管？什么是复杂管道？以及长、短管道？的掌握这些简单管道的水力计算公式及用这些公式、原理能解决一些工程实际中的问题要求注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。四川大学教案【理、工科】时间教学内容提要分配主要内容介绍1、有压管道的含意2、简单、复杂管道的情况长、短管的定义主要内容3、简单管道水力计的基本公式 介绍和①自由出流②淹没出流③按长管计算的情况

4-114、简单管道水力计算类型（主要的四种类型）4-2和5、虹吸管、水泵的水力计算§4-1简单管道水力计算的基本公式§4-2简单管道水力计算的基本类型

4-31§4-4，4-5，4-6，§4-3简单管道水力计算的特例-虹吸管及水泵装置复杂管道水力计算按长管的概念对串联管、并联管、分叉管沿程均匀泄流管道的水力计算公式进行介绍，并分别举例

4-7为1学时最后举一个上述四种类型出现在一个管道系统中的算例§4-4，4-5，4-6，4-7串联管道并联管道分叉管道及流程均匀泄流管道的水力计算重点：1、能量方程的应用深化教 2、长、短管概念学 简单管道中长管及短管的计算其中短管中包括自由出流及淹没出流的水力计算，虹吸管及水泵装置的水力计算。重在长管条件下、串联、并联、分叉管道各自沿程阻力的特点。点对非点型并联管道（看似分叉型）与分叉管道的区分与难 串联管道中 及水力计算点 并联管道中 及水力计算分叉及均匀泄流管道水力计算讨论讨论：1A，d、Q ，Q自 淹练

时Q的关系。2、当管中某段有负压时有哪些方法纠正？哪种最好。习讨论本章末的思考题、作业[4-1]、[4-2]、[4-3]、[4-7]、[4-8]、[4-11]作业教学多媒体+板书手段参考资料周次周次52（2007-04-05）备注章节第五章明渠恒定均匀流（1-6）名称授课教学理论课（√）；实验课（）；实习（）3方式时数教学目首先明确无压流就是明渠水流（举出生活、工程中的例子）然后引出的明渠恒定均匀流的含意。掌握明渠均匀流的特性、产生条件以及计算公式并会用这些公式解决一些生产实际问题。及要求时间教学内容提要分配注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。四川大学教案【理、工科】主要内容简介横断面

内容简介、5-1、明渠类型及其对水流运动的影响 5-2小节为1底坡§5-1明渠的类型及对水流运动的影响

5-3和5-4小节§5-2明渠均匀流的特性及产生条件§5-3明渠均匀流动计算公式§5-4水力最佳断面及允许流速

为1学时5-5和5-6小节§5-5明渠均匀流水力计算§5-6粗糙度不同及复式断面明渠的水力计算

为1学时教1、梯形因常用故做重点介绍，其横断面的水力要素计算式。学2、顺、平、逆坡的引入，棱柱体的渠重3、明渠均匀流总水头、水面、底坡三线平行点4、明渠在模向及纵向对水流运动的影响，明渠均匀流的特性及产与 生条件，及明渠均匀流计算公式难 5、水力最佳断面的概念及计算明渠均匀流的水力计算点讨论、练作业：思考题[5-4]；习题[5-2]、[5-4]、[5-8]、[5-11]习、作业教学多媒体+板书手段参考资料注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。四川大学教案【理、工科】周次 第6周，第1次（2007-04-9） 备注章节第六章明渠恒定非均匀流（1-4节）名称授课 教学理论课（√）；实验课（）；实习（） 3方式 时数教学要明确明渠恒定非均匀渐变流的三种流态——急、缓、临界流三种流目态及其判别的， 的计算和 的物理力学意义及断面比能、比能曲线要求时间教学内容提要分配主要内容介绍1、概述明渠恒定非均匀渐变流这章所要讨论的问题主要是水面曲线的内容介定性分析与定量计算，其在生产实际中的意义。6-12、由波的角度引出明渠水流三种流态 小节为1学时3、再从能量角度应证明渠水流三种流态6-2小节4、介绍算方法）

， ， ， 的计算式和计算方法（h不同断面的计k

为1学时§6-1明渠水流的三种流态

6-3和6-4小节§6-2断面比能及临界水深 为1学时§6-3临界底坡，缓坡及陡坡§6-4临界水深的一些实例教1V、h、F及判断明渠水流w k r的三种流态学2、EE的区别重 s点 3、F的物理、力等意义r与 4、h的影响因素，h的影响因素h与i无关h与i有关k o k o难 引出临界底坡ik点讨论、练作业：思考题[6-1]、[6-5]、[6-7]习、作业教学多媒体+板书手段参考参考资料周次62（2007-04-12）备注章节第六章明渠恒定非均匀流（5-8）名称授课教学理论课（√）；实验课（）；实习（）3方式时数教了解明渠恒定非均匀渐变流的微分方程尤其是棱柱体明渠渐变流水学深沿程变化的微分方程以及水位沿流程变化的微分方程。目掌握棱柱体明渠恒定非均匀渐变流水面曲线的分析及计算的注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。四川大学教案【理、工科】及要求时间教学内容提要分配上节主要内容回顾1、的一些实例

内容回顾和2、明渠恒定非均匀渐变流的微分方程 6-5小3、棱柱体恒定非均匀渐变流的水面曲线定性分析

节为1学时6-6小趋势节为14、再时间许可时先简要介绍逐段试算法对水面线作定量计算学时§6-5明渠恒定非均匀渐变流的微分方程式§6-6棱柱体明渠中恒定非均匀渐变流水面曲线分析§6-7明渠恒定非均匀渐变水面曲线的计算-逐段试算法

和小节为1学时§6-8河渠恒定非均匀流的流量与糙率的计算教明渠恒定非均匀渐变流水面曲线分析及计算。学重 1、棱柱体 在定性分析其水面线中的应用点 2、十二种水面线类型的引入，当区的情况即线，K-K线相对位置的确定与i≤0时只有b，C区的情况难3三区水面线走势理论与实际的结合点讨论、练 讨论例题[6-6][6-7]以及[6-5]习 作业：习题[6-1][6-3]、[6-6]、[6-7][6-10][6-15][6-16]、作业教学教学多媒体+板书手段参考资料周次71（2007-04-16）备注章节上册内容主要难点讲授及习题讲解名称授课教学理论课（√）；实验课（）；实习（）3方式时数注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。四川大学教案【理、工科】教学目的及要求时间教学内容提要分配0．绪论：粘滞性概念及内摩擦力

绪论和水静力1．水静力学：等压面、压强分布、压力体图 学为123．液流型态及水头损失：层流、紊流、雷诺数；沿程

学时2-41学时损失、局部损失及其计算方法 5-6章内容为14．有压管中的恒定流：自由出流、淹没出流 学时5．明渠恒定均匀流：明渠底坡、均匀流特性、水力最佳断面6．明渠恒定非均匀流：缓流、临界流、急流及其多种判定方法；五类12种水面曲线类型7．水跃：共轭水深计算8．堰流及闸孔出流：薄壁堰、实用堰、宽顶堰及其计算方法，闸孔出流计算教学重点与难点讨论、练习、作业教学多媒体+板书手段参考资料注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。四川大学教案四川大学教案【理、工科】周次 第7周，第2次（2007-04-19） 备注章节第七章水跃（7-1，7-2，7-4，7-5节）名称授课 教学理论课（√）；实验课（）；实习（） 3方式 时数教学目水流由急流过渡到缓流产生的局部水力现象。掌握水跃的概念，棱柱的 体水平明渠的水跃方程，共轭水深的计算，水跃消能机理、效率、能量损失计算及跃长计算的经验公式及要求时间教学内容提要分配主要内容介绍

主要内概述水跃 容介绍棱柱体水平渠水跃方程指导原理及结论

和7-1小节为1共轭水深计算的公式及一般方法 学时棱柱体水平渠水跃能量损失的计算与近似计算、消能效率 7-2小节水平的水跃长度确定概述其定义及分类

为1学时7-3和§7-1棱柱体水平明渠的水跃方程§7-2棱柱体水平明渠中水跃共轭水深计算

7-4小节为1学时§7-3棱柱体水平明渠中水跃的能量损失§7-4棱柱体水平明渠中水跃跃长的确定难点：水跃的结构、强弱教共轭水深计算（矩形渠道）学水跃能量损失机理重点 消能效率与 的关系重点：水跃的定义、水跃方程，共轭水深的计算能量损失计算，及跃长与计算难点讨论、练作业：习题[7-2]、[7-5]习、作业教学多媒体+板书手段参考资料资料周次81（2007-04-23）备注章节第八章堰流及闸孔出流名称授课教学理论课（√）；实验课（）；实习（）3方式时数教明确堰流与闸孔出流特点及其转化判别学堰的分类及总的堰流计算公式与该公式在各类堰中的应用。目平顶与曲顶上闸孔断流的水力计算公式与应用的掌握实用堰的剖面设计及宽顶堰和闸孔出流的水力计算及闸孔出流水力计算基本公式的应用要平顶堰上的闸孔与曲顶堰上的闸孔过流特点求注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。四川大学教案【理、工科】时间教学内容提要分配主要内容提示堰流与闸孔出流的特点及其特化的判别、堰的分类。由能量方程导出堰流计的公式，在不同堰型中堰流基本公式中三个系数 的确定。曲线型实用堰剖面宽顶与上闸孔出流之过闸水流特性。

主要内8-1小节为1学时讲解中期测验试卷8-2和概述堰流及闸孔出流的概念及判别 8-3小节为1§8-1堰流的类型及计算公式§8-2薄壁堰流的水力计算

8-4和8-5小节§8-3实用堰流的水力计算 为1学时宽顶堰与实用（曲线型）堰上闸孔出流基本公式，推导过程，用两者之一应用能量方程可得两种闸孔出流其闸后的过流特点系数的经验公式简介（比照书）本章小结§8-4宽顶堰流的水力计算§8-5闸孔出流的水力计算概念堰流的分类及计算公式 。教薄壁堰流的水力计算，学实用堰流中各系数 、 、重宽顶堰上闸孔过闸水流特性分析点

等的计算，影响因素。宽顶堰流计算中 中的各系数取值与底坎为宽项堰型及曲线型实用堰的闸孔出流计算，比较宽项堰与曲难线实用堰上闸孔出流特点，点尤其宽顶堰上闸孔出流闸后水跃位置的讨论及对过流的影响讨 讨论为何实用堰比宽顶堰流量系数大论 水跃位置随下游水深的变化如何上下游移动、 课堂应用举例与课堂练习结合练 （即讲与做结合）习 作业：思考题[8-1]；习[8-3]、[8-4]、[8-5][8-7]、[8-11]、作业教学多媒体+板书手段参考资料注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。周次周次82(期中考试)（2007-04-26）备注章节名称授课教学理论课（）；实验课（）；实习（）3方式时数教学目本次期中考试主要内容为绪论至第六章。的采用闭卷方式。及要求时间教学内容提要分配四川大学教案【理、工科】期中考试教学重点与难点讨论、、练习、作业教学手段参考资料注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。四川大学教案【理、工科】周次周次91（2006-04-30）备注章节名称授课教学理论课（）；实验课（）；实习（）3方式时数教学“五一”放假目（51）的星期一及要求时间教学内容提要分配教学重点与难点讨论、、练习、作业教学手段参考资料注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。四川大学教案【理、工科】周次周次92次课（2007-05-03）备注章节名称授课教学理论课（）；实验课（）；实习（）3方式时数教学“五一”放假目（53）的星期三及要求时间教学内容提要分配教学重点与难点讨论、、练习、作业教学手段参考资料注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。四川大学教案【理、工科】周次周次第10周，第1次课（2007-05-07）备注章节名称授课教学理论课（）；实验课（√）；实习（）3方式时数教学上册实验目时间分配由实验老师和学生商的量决定。及要求时间教学内容提要分配（1）操作实验①静水压强测定；②能量方程的验证；③文丘里管流量系数测定；④动量方程实验验证；教学重点与难点讨论、、练习、作业教学手段参考资料注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。四川大学教案【理、工科】周次周次第102（2007-05-10）备注章节名称授课教学理论课（）；实验课（√）；实习（）3方式时数教学上册实验目时间分配由实验老师和学生商的量决定。及要求时间教学内容提要分配（1）操作实验⑤管流沿程阻力实验；⑥管流局部阻力实验；⑦明渠断面流速分布测定；⑧薄壁堰流量系数的测定；⑨渗流的电拟法实验。教学重点与难点讨论、、练习、作业教学手段参考资料注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。四川大学教案【理、工科】周次周次第111（预放实验课）（2007-05-14）备注章节名称授课教学理论课（）；实验课（√）；实习（）3方式时数教学下册实验目时间分配由实验老师和学生商的量决定。及要求时间教学内容提要分配①流线演示；②超声波（或激光）测流速表演；③雷诺实验；④水面曲线演示实验；⑤水跃及建筑物下游水流衔接现象的观测；⑥边界层现象观测。教学重点与难点讨论、、练习、作业教学手段参考资料注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。四川大学教案【理、工科】周次 第11周，第2次（2007-05-17） 备注章节第九章泄水建筑物下游水流衔接与消能名称授课 教学理论课（√）；实验课（）；实习（） 3方式 时数教学目了解消能的方式，即各种方式的主要特点的对底流消能怎样采取措施控制水跃位置，如何简要设计这类设施。及要求时间教学内容提要分配1、概述消能方式，各方式的简要介绍

1和2小节为12、底流消能水力计算学时水跃位置，如何控制，h的计算 3小节为c1学时3、消能工的水力计算-消能池池深、池长设计流量

4和5小节为14、挑流消能的优缺点，计算重要任务 学时5、面流消能的主要特点教学 底流消能中水跃位置与消能影响重 h的计算c点 消能池深、池长、设计流量与 为何池长）<L（水平渠水跃长）j难 为何挑射角<450点讨论、练练习、作业教学多媒体+板书手段参考资料注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。四川大学教案【理、工科】周次 第12周，第1次（2007-05-21） 备注章节第十章有压管非恒定流名称授课 教学理论课（√）；实验课（）；实习（） 3方式 时数教学目明确什么是水击，水击现象、传播过程，弄清水击分类以何为据，的掌握水击波速与两类水击的计算。及要求时间教学内容提要分配1、水击现象

1312、阀门突然关闭水击的传播过程学时3、三个典型断面处△P随机的变化情况 4至5为1学时4、水击分类、相长、周期、水击波速5、阀门逐渐关闭（开启）时有压管中水击

6-8为1学时6、非恒定流基本方程组7、水击的联锁方程及应用8、直、间接水击计算教学重点 水击联锁方程应用与难点讨阀门突出开启（关闭）但未开全（关完）时有压管内产生的是何种水击论由此弄清水击类型与开度无关。、、练习、作业教学多媒体+板书手段参考资料注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。四川大学教案【理、工科】周次 第12周，第2次（2007-05-24） 备注章节第十一章明渠非恒定流简介名称授课 教学理论课（√）；实验课（）；实习（） 3方式 时数教学目的 了解明渠非恒定流的重要特性及水位、流量等随时间和流程的变化规律水工不要求。及要求时间教学内容提要分配1、明渠非恒定流的特性及波动分类2、明渠非恒定流渐变流基本方程3、了解方程的初始条件与边界条件教学重重点在介绍：1、特性及波动分类点2、圣维南方程组各项代表的物理意义与难点讨论、练习、作业教学教学多媒体+板书手段参考资料周次第122（2007-05-24）备注章节第十二章液体运动的流场理论（1-4）名称授课教学理论课（√）；实验课（）；实习（）3方式时数注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。四川大学教案【理、工科】教学目 让学生弄清时变、位变加速度的含义。的 流线、迹线方程。及 液体质量运动的基本形式、势流、有涡流要求时间教学内容提要分配1、流速、加速度1和2小2、流线、迹线及其微分方程 节知识点为1学时平移3、液体质量运动的基本形式线变形

3小节为1学时角变形4小节为角旋转 1学时4、势流，有涡流教学重 时变、位变加速度的理解点 流、迹线方程应用与 液体微团运动的基本形式分析难点讨论、、练习、作业教学多媒体+板书手段参考资料注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。四川大学教案【理、工科】周次 第13周，第1次（2007-05-28） 备注章节第十二章液体运动的流场理论（5-9）名称授课 教学理论课（√）；实验课（）；实习（） 3方式 时数教