《水力分析与计算》课程设计
项目六堰流水力分析与计算
项目六堰流水力分析与计算堰是河渠中修建的既可挡水而顶部又可以溢流的水工建筑物，是水利工程蓄水调度、防洪发电、灌溉航运的主要工程措施之一。
堰流水力分析与计算项目的主要任务是掌握堰流分类、堰流水力计算公式及影响因素分析，薄壁堰流、实用堰流、宽顶堰流流量系数、侧收缩系数及淹没系数确定方法；会根据实际工程资料进行堰流水流现象分析，能进行薄壁堰、实用堰、宽顶堰过流能力计算。
任务一堰流水力分析1 堰流及其分类1.1 堰及堰流堰是河渠中修建的既可挡水而顶部又可以溢流的水工建筑物，堰的上游水流受其约束，上游水位壅高，水流经堰顶泄流时，堰对水流有局部的侧向收缩或底坎垂向收缩约束，形成堰顶水面不受任何约束呈连续的自由降落的急变流，这种水流现象称为堰流。
见图6-1。
图6-11.2 堰流分类在水利工程中，常根据不同的建筑条件及使用要求，将堰作成不同的类型，堰的外形不同，其过水能力也不同，对堰流进行水力计算之前首先对堰流进行分类。
在图6-1中，P1表示堰顶超出上游河床的高度，称为上游堰高；P2表示堰顶超出下游河床的高度，称为下游堰高；H为堰上水头，它是距堰壁（3~4）H的0-0过水断面处，从堰顶起算的水深。
堰前0-0过水断面的平均流速v 0称为堰前行近流速，堰的上游水位也应在此量测；δ为沿水流方向水流溢过堰顶的厚度。
根据堰顶厚度δ与堰上水头H 的比值，将堰流分为以下三种：（1）薄壁堰流—堰顶厚度δ≤ 0.6 7H 时，称为薄壁堰。
通过薄壁堰顶下泄的水流，水舌下缘与堰顶只有线的接触，下泄水流几乎不受堰顶厚度δ的影响，水面呈单一降落曲线的水流叫薄壁堰流（图6-1a ）。
（2）实用堰流——堰顶厚度0.6 7H <δ≤2.5H 时 ，称为实用堰。
通过堰顶下泄的水舌下缘与堰顶呈面接触，水流受到堰顶的约束和顶托，但其泄流主要是重力作用，水流仍是单一降落的曲线，这种水流叫实用堰流（图6-1b ）。
（3）宽顶堰流—堰顶厚度2.5H <δ≤10H 时，称为宽顶堰。
《水力分析与计算》微课_挖深式消力池水力计算(精)
——挖深式消力池水力计算
主 讲 人：杨栗晶 广东水利电力职业技术学院 shuilx@ 水力分析与计算
内容回顾
底流消能水力分析计算 1、泄水建筑物下游水跃衔接形式及其对消能 的影响
ht hc " 远离式水跃 ht hc " 临界式水跃
ht hc " 淹没式水跃
消能设计
2、泄水建筑物下游收缩断面水深的计算
水力分析与计算
主要内容
一、消力池（消能工） 二、挖深式消力池池深s的计算 三、挖深式消力池池长的确定
水力分析与计算
一、消力池（消能工） 主要内容
挖深式消力池
坎（消力墙）式消力池
综合式消力池
水力分析与计算
二、挖深式消力池池深s的计算 及其对消能的影响 层流和紊流的水头损失规律
hT j hc1" s ht Z s ht Z j hc1 "
s ht Z 校核 j hc1"
水力分析与计算
二、挖深式消力池池深s的计算
估算池深： s 1.05hc "ht 计算建池后 hc1"
E0 ' E0 s hc1 q2 2 g 2 hc1
2
计算水面跌落 Z
q 1 1 Z 2 2 2g ( ' h ) ( h " ) t j s ht Z
s ht Z 校核 j hc1"
若 j 1.05 ~1.1 则池深符合要求，否则重新假定池深S，重复 上述计算。
水力分析与计算
• 主持单位： 广东水利电力职业技术学院 • 黄河水利职业技术学院
官网水力计算课程设计
官网水力计算课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握官网水力计算的基本原理和方法。
2. 使学生了解并掌握流体力学在水利工程中的应用。
3. 帮助学生理解并运用相关公式进行官网水力计算。
技能目标：1. 培养学生运用流体力学知识解决实际问题的能力。
2. 提高学生官网水力计算的数据分析和处理技能。
3. 培养学生团队协作和沟通交流能力，通过小组讨论和报告的形式展示学习成果。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对水利工程建设的兴趣和责任感，认识到水资源合理利用的重要性。
2. 引导学生关注我国水利事业的发展，增强民族自豪感。
3. 培养学生严谨的科学态度和积极探索的精神。
课程性质分析：本课程为水利工程学科的核心课程，旨在让学生掌握官网水力计算的基本理论和方法，培养解决实际问题的能力。
学生特点分析：学生处于高年级阶段，已具备一定的流体力学和水利工程基础知识，具有较强的逻辑思维和动手能力。
教学要求：1. 结合实际案例，深入浅出地讲解水力计算原理和公式。
2. 鼓励学生参与课堂讨论，提高分析问题和解决问题的能力。
3. 注重实践操作，培养学生的实际操作能力。
4. 适时进行课程评估，确保学生达到预期学习成果。
二、教学内容1. 官网水力计算基本原理：介绍流体力学在水利工程中的应用，重点讲解达西-魏斯巴赫方程、曼宁公式等基本计算方法。
教材章节：第三章 流体力学基础，第四节 水力计算原理。
2. 官网水力计算公式及其应用：详细讲解不同工况下的水力计算公式，如均匀流、非均匀流、临界流等。
教材章节：第四章 水力计算公式，第五节 水力计算公式应用。
3. 实际案例分析：分析典型水利工程案例，如渠道设计、防洪工程等，使学生了解水力计算在实际工程中的应用。
教材章节：第五章 水利工程案例，第二节 案例分析。
4. 官网水力计算软件应用：介绍常见的水力计算软件，如HEC-RAS、MIKE 等，并进行实际操作演示。
教材章节：第六章 水力计算软件，第三节 软件应用。
水力分析与计算课程设计
水力分析与计算课程设计背景介绍水力学是研究水在管道和河道中的流动和相互作用的学科，是现代水利工程设计和规划的基础。
水力学课程涵盖了多个领域，包括液体的物理特性、流动的稳态和非稳态运动、力学原理和能量守恒定律等。
在水利工程中，水力学的应用范围很广泛，包括水泵、水电站、防洪工程等。
本课程设计旨在通过实际案例来学习水力学基本理论和应用。
实验目的1.了解水力学基本理论和基本计算方法2.掌握水力学模型设备和实验技术3.学习水力学建模及其数学计算方法4.通过实际案例模拟，综合运用水力学理论和应用实验内容本实验包括以下部分：实验器材1.流量计2.压力计3.水泵4.水沟模型实验步骤1.测量水沟模型长度和高度。
2.安装流量计和压力计。
3.调整和测试水泵的流量、压力和功率。
4.测量实验过程中的数据。
5.计算比能量损失系数。
实验数据实验过程中需要测量的数据包括以下内容：1.水量2.压力3.流速4.动能5.功率实验原理流体力学原理主要是通过质量守恒、动量守恒和能量守恒原理，对流体进行研究和分析。
在建立流体动力学模型并计算过程中，必须确定一些物理性质，例如流速、压力、密度、流量、比能量损失和液面高度等。
在水力学中，常用的计算公式包括以下几条：1.流量公式：Q=VA其中，Q表示流量，V表示流速，A表示管道横截面积。
2.连通管道两端的压力损失公式：$\\Delta P=h f \\frac{L}{D} v^{2} / 2 g$其中，$\\Delta P$表示两端压力差，h表示流体的比能量损失系数，L表示管道长度，D表示管道直径，v表示平均流速，g则表示重力加速度。
3.泵经管道输送的功率公式：$P=\\rho Q g h$其中，P表示功率，$\\rho$表示流体密度，Q表示流量，g表示重力加速度，h则表示水头。
实验报告实验报告应包括以下内容：1.实验器材的说明和使用方法2.实验数据的测量和处理方法3.实验计算原理和结果分析4.实验结果的讨论和结论总结通过这次实验，我们可以更深入地了解水力学的基本理论和应用。
课程设计(水力计算)分析
目錄一、水资源规划及利用课程设计任务书⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ P3~P6二、水文计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯P7~P101、径流剖析算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯P7~P82、洪水及程的推求⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯P8~P9`3、典型洪水⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯P9~P104、放大典型洪水程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯P10~P11 三、兴利调理计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ P11~P14 1.制水位 -容曲⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ P11 2.不算水量失⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯P11（1）求利容⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯P11（2）确立正常高水位⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯P113.考虑水量损失机⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯P12（1）利容⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ P12（2）正常高水位⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ P12四、防洪计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯P12~P141、水洪助曲算程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯P12~P132、洪演算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯P13~P143、求洪水位，校核洪水位、洪容、洪容和最大下泄量五、水库水能计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ P14~P15 六、参照书本⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ P16设计任务和要求1、设计任务某一综合利用的水库水电站水文与水利计算。
2、要求1）求丰水年（ P=10%）、平水年（ P=50%）、枯水年（ P=90%）三种典型年的年径流量及年内分派。
2）设计洪水及其过程线的推求（设计P=2%、校核 P=0.2%）。
3）兴利调理计算和兴利库容及正常蓄水位的推求。
4）水库的调洪计算和泄洪建筑物的尺寸及设计、校核洪水位的选择。
5）水库最正确消落深度的计算和水库死水位确实定。
《水力分析与计算》有压短管过流能力计算.
水力分析与计算
有压短管过流能力计算
解：
1 1 1 1 1 C R6 ( ) 6 56.7 n 0.014 4 8 g 8 9.8 λ 2 0.024 2 C 56.7 1 1 μc 0.571 l 35 ( i ) 0.024 0.5 2 0.365 1 d 1
Q c A 2 gZ 0.571 0.25 3.14 12 19.6 1 1.985(m3 / s)
虹吸管中最大真空一般发生在管道最高位置。本题最 大真空发生在第二个弯头后的B-B 断面。考虑A-A断面和 B-B 断面的能量方程，则
水力分析与计算
有压短管过流能力计算
Q 1.985 3 2 . 53 ( m / s) 2 A 0.5
水力分析与计算Leabharlann 有压短管过流能力计算主 讲 人： 吴 长 春 安徽水利水电职业技术学院
2015.03
有压短管过流能力计算
有一渠道用两根直径为1.0m的混凝土虹吸管来跨越山丘， 渠道上游水位为▽1＝100.0m，下游水位为▽2＝99.0m，虹吸管 长度L1=5m L2=15m；L3=15m，中间有60°的折弯两个，每个弯头 的局部水头损失系数为0.365，若进口局部水头损失系数为0.5 ；出口局部水头损失系数为1.0。 问题：当虹吸管中的最大允许真空度为7m水头时，虹吸管 的最大安装高程Hs为多少？
v2
v2
水力分析与计算
主持单位: 广东水利电力职业技术学院 黄河水利职业技术学院院
参建单位: 杨凌职业技术学院 安徽水利水电职业技术学院 山西水利职业技术学院 四川水利职业技术学院 长江工程职业技术学
pB
v
l1 l2 v2 0 0 0 Hs hw H s ( 1 2 2) 2g 2g d 2g pB lB v2 H s ( 1 2 2) hv d 2g pB l1 l2 v2 5 15 2.532 H s hv ( 1 2 2) 7 (1 0.024 0.5 2 0.365) 6.12 (m) d 2g 1 2 9.8
水利水电建筑工程专业技能课程水力分析与计算教学文本
学生根据案例讲解，分组计划工作任务，明确解题思
路。
0.2
学生在工程案例学习基础上学生对某水闸平板闸门静水总压力进行计算，根据同
4．实施 练习，教师辅导。
学提出的问题，总结共性问题集中讲解，个别问题单 0.3 独辅导。
5．检查与评价学 进生 行自 综评 合、 评互价评。，教师对过程通过自评、互评的表格对学习效果进行评价。
态度
（1）具有交流探讨精神 （3）具有自学精神
（2）具有吃苦耐劳精神 （4）具有刻苦学习精神
教学过程
教学组织设计 教学内容
教学组织
学时 分配
高村水利枢纽有压泄洪隧洞 进行水力计算任务，水流运 教师用典型工程项目引出有压管道水力计算任务，
1．资讯 动基本概念及连续方程、能 根据计算任务，进行有关知识要点讲解。学生获取 5.0
量方程、水头损失分类等讲 信息。
解。
2．决策
连续方程、能量方程应用、 水头损失计算方法讲解。
教师进行基本知识应用讲解。
4.0
3．计划
明确有压管道计算任务。
学生通过录相或仿真模型进一步熟悉工程项目，构 思计算任务，教师辅导。
0.5
水流运动的基本概念及连续
4．实施 方程、能量方程、水头损失 学生进行基础知识的练习，教师辅导。
态
态度和理论联系实际的工作作风；
意识和团结协作精神；
度 （2）善于自学，刻苦钻研，具有较强的自学能 （4）能勇于表达个人的观点和见解，能较好
力和求索创新精神；
地写出总结报告、计算说明书。
教 教学任务
学 任
（1）教师进行水静力学的基础知识讲解，使学生获取建筑物壁面静荷载分析有关信息； （2）以工程案例导入，分析水工建筑物平面壁的静水总压力计算方法，并对典型案例进行讲解； （3）以工程案例导入，分析水工建筑物曲面壁的静水总压力计算方法，并对典型案例进行讲解；
水力分析与计算教学设计
水力分析与计算教学设计引言水力学是研究液体运动规律的学科，是水力工程的理论基础和应用技术之一。
水力分析与计算是水力学中的重要内容，对于工程实践和研究都具有重要的意义。
因此，在水力学专业课程中，对于水力分析与计算的教学也变得越来越重要。
本文旨在提供一份针对水力分析与计算的教学设计，旨在帮助教师更好地进行教学，以便提高学生的学习效果和培养他们应用水力学知识解决实际问题的能力。
课程目标本课程旨在帮助学生：1.掌握水力学中常用的计算方法和样例，以及掌握基本的水力学理论。
2.了解水力场、势流和真实流的概念，并能够区分它们在水力学分析中的应用。
3.掌握水力学中常用的计算方法，如管流计算、渐进管流、水力喷射、泵和水轮机等。
4.了解和分析各种流体力学现象，如水力瞬变、凝聚、空蚀、脱燃、水槽波等。
教学内容第一部分：水力学基础这部分主要介绍水力学基础知识，包括基本的水力学概念、流量、速度、压力、水头、流量公式等。
通过这部分课程的学习，学生能够了解流体的基本性质和力学原理，理解水力学的基础知识，为后续的课程打下坚实的基础。
第二部分：水力场和势流分析这部分主要介绍水力场和势流分析的基础知识，包括矢量场、势函数、势流和势面等。
通过这部分课程的学习，学生能够理解和分析水力场中的物理现象和数学模型，并能够应用势流分析方法进行水力学计算和应用分析。
第三部分：真实流和管流计算这部分主要介绍真实流的概念和特点，以及管流计算方法和基本公式。
通过这部分课程的学习，学生能够掌握真实流的计算方法和技巧，理解管道系统中的重要参数和特点，并能够应用基本公式计算水力学问题。
第四部分：水力喷射和泵水轮机分析这部分主要介绍水力喷射和泵水轮机的工作原理和计算方法。
通过这部分课程的学习，学生能够了解水力喷射和泵水轮机的工作原理和特点，理解各种参数的意义和计算方法，并能够应用计算方法分析和解决工程实际问题。
第五部分：水力学中的流体力学现象这部分主要介绍水力学中的流体力学现象和分析方法，包括水力瞬变、空蚀、水槽波等。
供热课程设计水力计算
供热课程设计水力计算一、课程目标知识目标：1. 理解供热系统基本原理，掌握水力计算的基本概念、公式及方法。
2. 掌握供热系统中流量、压力、温度等参数的计算与调整方法。
3. 了解供热系统水力工况分析，掌握水力平衡的调整方法。
技能目标：1. 能够运用所学知识，完成供热系统中水力计算的实际案例。
2. 能够使用相关软件或工具，进行水力工况模拟与优化。
3. 培养学生分析问题、解决问题的能力，提高团队协作和沟通技巧。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对供热工程领域的兴趣，激发学习热情，形成积极的学习态度。
2. 增强学生的环保意识，认识到节能减排在供热系统运行中的重要性。
3. 培养学生严谨的科学态度，注重实践，勇于探索，具备创新精神。
课程性质分析：本课程属于供热工程领域，侧重于水力计算的实际应用。
课程内容紧密联系实际，注重培养学生的实践操作能力。
学生特点分析：高年级学生具备一定的专业基础知识和实践能力，对专业知识有较高的学习热情，但需加强实际操作和团队协作能力的培养。
教学要求：1. 结合实际案例，让学生在实践中掌握水力计算方法，提高解决问题的能力。
2. 注重启发式教学，引导学生主动思考，提高课堂互动性。
3. 强化团队合作，培养学生的沟通能力和团队精神。
二、教学内容1. 供热系统基本原理回顾：包括热力学基础、流体力学基础，重点讲解与水力计算相关的理论知识。
教材章节：第一章《供热工程基础》2. 水力计算基本概念：介绍流量、压力、流速等基本参数，讲解水力计算的基本公式。
教材章节：第二章《供热系统水力计算》第一节3. 水力计算方法：详细讲解串联管道、并联管道、分支管道的水力计算方法。
教材章节：第二章《供热系统水力计算》第二节4. 水力工况分析：分析供热系统水力工况，介绍水力平衡调整方法。
教材章节：第二章《供热系统水力计算》第三节5. 实际案例分析：结合实际供热系统案例，指导学生进行水力计算。
教材章节：第三章《供热系统案例分析》6. 软件应用与工况模拟：介绍相关软件的使用，进行水力工况模拟与优化。
11水文水力计算课程设计
桂林理工大学GUILIN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY水文水利计算课程设计学院：环境科学与工程专业：水文与水资源工程班级： 11级01班学生：杨才兴学号： 3110205116指导教师：范玉洁2015年 1 月目录一、实验目标 (3)二、基本资料 (3)三、设计任务 (4)四、设计内容 (4)1、W Tp及Q mp的计算 (4)2、采用同频率放大法推求设计洪水过程线Q p～t，并进行误差分析。
(11)3、绘制水库库容曲线 (14)4、计算并绘制单辅助工作曲线 (16)五、设计小结 (18)六、附表 (19)一、实验目标1、了解计算设计洪水的目的及方法途径。
2、掌握特大洪水的处理。
3、能用同频率放大法进行设计洪水过程线的计算与修匀。
4、掌握蓄泄曲线q～V的绘制5、掌握单辅助曲线q～(V/Δt+q/2)法原理及绘制。
6、掌握单辅助曲线法进行调洪计算推求设计洪水位及相应库容。
7、熟练运用 Word、Excel 等进行专业计算及文件处理。
二、基本资料1、水库坝址站1953～1985年最大洪峰流量及最大 1天、3天、7天洪水总量资料﹙见附表 1﹚2、调查年的最大洪峰流量﹙调查无遗漏﹚:1877年:Qm=2790m3/s;1922年:Qm=2630m3/s;1914年:Qm=2130m3/s;3、水库坝址水文站典型水洪过程摘录表﹙见附表 2﹚4、水库特征资料:根据水库大坝的设计分析,决定拟建泄洪建筑物为无闸门溢洪道,根据试验得 q=MBh3/2，其中 M=1.17，通过技术经济对比分析，溢洪道宽度为B=90m。
下游无防护要求，水库特征曲线见附表 3。
三、设计任务1、推求水库P=1%的设计洪水过程线。
2、通过调洪计算确定水库设计洪水位、校核洪水位及相应库容。
（注：m Z 70=死m Z 90=堰顶 m Z 90=正）。
四、设计内容1、W Tp 及Q mp 的计算利用W T ～Q m 相关关系插补展延调查年相应时段的洪量﹙利用相关分析法，见表5﹚。
给排水课程设计水力计算
给排水课程设计水力计算一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握给排水系统中水力计算的基本原理和方法，能够运用所学知识对给排水系统进行水力计算，提高学生对给排水系统的理解和应用能力。
1.掌握给排水系统的基本概念和组成；2.理解水力计算的基本原理和方法；3.掌握给排水系统中主要设备的水力计算方法。
4.能够运用所学知识对给排水系统进行水力计算；5.能够运用所学知识分析和解决给排水系统中的问题；6.能够运用所学知识对给排水系统进行设计和优化。
情感态度价值观目标：1.培养学生对给排水系统的兴趣和热情；2.培养学生对给排水系统的保护意识和责任感；3.培养学生对科学研究的严谨态度和团队合作精神。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括给排水系统的基本概念和组成、水力计算的基本原理和方法、给排水系统中主要设备的水力计算方法。
1.给排水系统的基本概念和组成：包括给水系统、排水系统、给排水设备的分类和作用等。
2.水力计算的基本原理和方法：包括流量计算、压力计算、水头损失计算等。
3.给排水系统中主要设备的水力计算方法：包括水泵、阀门、管道、水池等设备的水力计算方法。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，本节课将采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法、实验法等。
1.讲授法：通过教师的讲解，让学生掌握给排水系统的基本概念和组成、水力计算的基本原理和方法。
2.讨论法：通过小组讨论，让学生深入理解水力计算的原理和方法，培养学生的思考和表达能力。
3.案例分析法：通过分析实际案例，让学生学会运用所学知识分析和解决给排水系统中的问题。
4.实验法：通过实验操作，让学生掌握给排水系统中主要设备的水力计算方法，提高学生的实践能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将选择和准备以下教学资源：1.教材：选用《给排水工程》教材，作为学生学习的主要参考资料。
2.参考书：推荐学生阅读《给排水工程设计手册》等参考书籍，以拓宽知识面。
供热工程课程设计-水力计算
水力计算(以右支路为例)1、 在轴测图上进行管段编号，立管编号并注明各管段的热负荷和管长，如图1所示。
2、 确定最不利环路，本系统为异程式单管系统，一般取最远立管的环路做为最不利环路，如图1，两个支路的最不利环路为是从人口到立管IV 和入口到立管VI ，这个环路包括管段1到管段6到管段15和管段1到管段11到管段15。
3、 计算最不利环路各管段的管径采用平均比摩阻pj R 大致为60～120Pa/m 来确定最不利环路各管段的管径,首先根据''0.86QG hg t t -=确定各管段的流量,根据G 和选用的pj R 值,查附录表4-1,将查出的各管段d 、R 、v 值列入表1的水力计算表中,最后算出最利环路的总压力损失,右支路:Pa 6681)P P (6,15~1j y =∆+∆∑入口处的剩余循环压力,用调节阀节流消耗掉.4、 确定立管Ⅲ的管径立管Ⅲ与末端供回水干管和立管IV,即管段4、5为并联环路，根据并联环路节点压力平衡原理，立管Ⅲ的资用压力'IIIP ∆可由下式确定：)Pa P -P ()P P (P 'III 'IV 4,5j y 'III ∆∆-∆+∆∑=∆由于两根立管各层热负荷的分配比例大致相等，'III'IV P P ∆=∆，因而a P 3264)P P (P 4,5j y 'III =∆+∆∑=∆立管Ⅲ的平均比摩阻为m a l R pj /P 7.977.1632645.0P 5.0'III =⨯=∑∆=根据pj R 和G 值，选立管Ⅲ的立、支管管径，取DN15×15，计算出立管Ⅲ的总压力损失2333Pa,与立管IV 的并联环路相比，其不平衡百分率%5.28X III =，超过允许值，剩余压头用立管阀门消除。
5、 确定立管Ⅱ的管径立管Ⅱ与管段3～6并联，同理，资用压力Pa 4015)P P (P 6~3j y 'II =∆+∆∑=∆立管选用管径DN20×20，计算结果，立管Ⅱ总压力损失2099Pa,不平衡百分率%7.47X II =超过允许值，剩余压头用立管阀门消除。
《水力分析与计算》微课PPT(水面线分析实例).
参建单位： 杨凌职业技术学院 安徽水利水电职业技术学院 山西水利职业技术学院 四川水利职业技术学院
长江工程职业技术学院
K-K线的高低与底坡i无关；
渠道上下游很远处的水流一般看作均匀流 ；
水流从急流过渡到缓流时，一定产生水跃；而水流由缓流过渡到 急流时，则一定产生水跌。
水力分析与计算
实例分析一
某棱柱体缓坡渠道，糙率n沿流程不变，渠道分为两段，每段 都足够长，下游段渠底较上游段陡，即i1<i2<ik，试分析渠道 中可能产生的水面曲线形式。
实例分析二
某棱柱体缓坡渠道，糙率n沿流程不变，渠道分为两段，每段 都足够长，i1<ik， i2>ik，试分析渠道中可能产生的水面曲 线形式。
b1 N1 h01 K hk i1<ik N2 h02 i2>ik K N2 N1 b2
水力分析与计算
• 主持单位： 广东水利电力职业技术学院 • 黄河水利职业技术学院
水力分析与计算
实例分析一
第三步：分析水面线形式的可能情况
N1 h01 K hk
N1 N2
h02
i1<ik i2<ik
N2 K
水力分析与计算
实例分析一
第四步：对照水面线分析的一般原则进行排除，确定水面线的 形式
N1 h01 K hk b1 N1 N2
h02
i1<ik i2<ik
N2 K
水力分析与计算
《水力分析与计算》微课
——水面曲线定性分析实例
主 讲 人：李 娟 广东水利电力职业技术学院 shuilx@ 水力分析与计算
相关知识
水面线分析的一般原则
a、c区的水面曲线都是的壅水曲线，b区都是降水曲线；
水力分析与计算课程学习内容.
（4）掌握虹吸管工作原理、安装高度、允许真空值及 其水力计算内容、方法； （5）掌握水泵安装高度、提水高度、扬程、动力机械 功率的概念。
（1）能进行简单有压管道水力计算； （2）能进行倒虹吸管的水力计算；
（3）能进行虹吸管、水泵装置的水力计算； （4）能进行水工有压隧洞的水力计算。
（1）能按时到课，遵守课堂纪律，积极回 答课堂问题，按时上交作业； （2）课下能配合小组积极完成实训项目， 认真撰写计算报告书；
（3）掌握宽顶堰流的水力计算方法； （4）掌握实用堰的水力计算方法。
（1）能熟练进行宽顶堰的水力计算； （3）能熟练应用Excel进行水力计算的； （2）能熟练进行实用堰流的水力计算 （4）能编写水力计算报告。
（1）具有一定的学习能力和求索精神
（2）同学之间能协作互助，共同研讨，努力完成 学习任务。
水力分析与计算
课程学习内容
水力分析与计算
《水力分析与计算》项目组 2015.3
一、课程的学习项目和工作任务
序号
项目一
项目名称
第一次课
水力分析与计算基础
项目二
水工建筑物壁面静水荷载分析计算
项目三
恒定管流水力分析与计算
水力分析与计算
学习型工作任务
课程引导 1-1静水水力分析与计算基础 1-2恒定总流的连续方程分析与计算 1-3恒定总流的能量方程分析与计算 1-4恒定总流的动量方程分析与计算
（4）能熟应用Excel进行水力计算的； （5）能编写水力计算报告。
（1）具有自觉主动的学习精神； （2）具有思索创新精神； （3）具有敬业精神；
（4）具有团结协作精神； （5）诚实守信。
水力分析与计算
• 主持单位： 广东水利电力职业技术学院
工程水文与水力计算课程设计
工程水文与水力计算课程设计本次课程设计主要由我负责的部分主要有设计洪水过程线以及建立q-（t）的过程，中间有些如求一些相关关系模拟曲线部分是由其他成员完成。
现将我的设计过程与成果列如下：具体步骤：根据题目要求，分析可得首先需要建立洪峰流量经验频率曲。
一，洪峰流量经验频率曲线的配置：洪峰流量经验频率曲线的推求采用配线法求的,(1).计算经验频率：从1953年—1985年的调查期为33年，而从1877年以来有三次特大洪水分别是1877年，1922年和1914年。
调查期无遗漏，所以从1877年以来调查期为109年，需将这三次洪水加入洪水资料中，并将1969年的一次特大洪水提出来与前三次的洪一起计算年洪峰流量经验频率，如表1：（2），选择P-3型频率曲线（3），初步估算统计参数得：平均流量X=1034.35m3/s，Cv=0.051。
（4）,配线并推求设计值：先取X=1034m3/s，Cv=0.051，取Cs=4Cv=0.2进行配线，查P-3型频率曲线的模比系数Kp值，用其推求Qp的值，然后分别以频率，Qp为横纵坐标做折线图，发现曲线并不吻合，则重新调整Q=1034，Cv=0.1，Cs=4Cv=0.4进行配线，不吻合，进行第三次配线取：Q=980，Cv=0.15，Cs=4Cv=0.6进行配线得到曲线比较吻合。
（5），推求百年一遇和千年一遇设计洪峰流量;据图知Q0.1=10200m3/s，Q1=4500 m3/s.二，建立W1，W3，W7的频率曲线（1），建立一天流量频率曲线W1曲线，题目要求只有洪峰流量Qm与W1考虑特大洪水的影响，而W3与W7的不考虑，所以W1曲首先要建立W1与Qm的相关关系，把历史三大洪水的W1插入其中一起计算频率。
★，Qm与W1相关关系的建立：根据以上所求的W1依Qm的回归方程：W1=0.000384Qm+0.0645可以分别求出历史上三年的W1值：1877年： 1.136亿m31922年： 1.074亿m31914年：0.882亿m3W1曲线的配线过程同Qm的配线过程：（2），建立三天，七天洪水量频率曲线W3，W7曲线的配置，由于W3，W7不考虑历史特大洪水的影响，可直接做频率曲线，则其配线计算资料与成果如下：W7：三，推求设计洪水过程线：根据设计要求，使用同频率放大法设计洪水过程线，选定控制时段1d，3d，7d时，各种放大倍比按以下公式计算：洪峰流量放大比RQm：RQm=QMp/QMd最大1d洪量放大比R1：R1=W1p/W1D最大3d洪量放大比R3：R3=（W3p-W1p）/（W3D-W1D）最大7d洪量放大比R7：R7=（W7p-W3p）/（W7D-W3D）流量和洪量都按平均值计算：天数流量平均值（m3/s）一天（ m3）三天（m3）七天（m3）4 71.65189577080 5 1434 1238976001674993606 327.257 177.48 269.89 97.5710 80.9711 49则计算洪峰流量和各不同时段的放大比如下：RQm0.1= 4.64 R1-0.1= 3.31R3-0.1=3.90 R7-0.1= 4.53RQm1= 2.05 R1-1= 2.02R3-1=2.52 R7-1= 1.81则计算的水库洪峰流量与洪量统计表如下：其次，将典型洪水过程线的洪峰和不同时段的洪量乘以相应的放大倍比，得到放大后的设计过程线：（典型洪水过程线的时间不是均匀给出的，这里为了计算的精确，将时间全部累积表示，作为曲线的横坐标。
《 水力分析与计算 》
（3）同学间能对疑难问题相互讨论；
度 （2）课下能配合小组积极完成老师布置的各 （4）能勇于表达个人的观点和见解。
项任务；
教 教学任务: 学 （1）水流运动的基本概念及连续方程、能量方程、动量方程应用；
任 （2）水头损失分类产生原因，层流、紊流判别方法； 务 （3）沿程水头损失、局部水头损失计算方法； 与 （4）对本项目进行总结评价。
表 13 教学组织表
项目名称
学习型工作任务
第一次课
水力分析与 计算基础
课程引导 11 静水水力分析与计算基础 12 恒定总流的连续方程分析与计算 13 恒定总流的能量方程分析与计算 14 恒定总流的动量方程分析与计算 15 水流两种流态、水头损失分析与计算 评价小结
水工建筑物壁面静 水荷载分析计算
2
2
4
10
2
2
2
2
2 12
6
2
2
2 8
2
2
2
2
6
2
2
4 10
2
2
84
-3-
水利水电建筑工程专业技能课程
《水力分析与计算》教学文本
4 教学内容与能力要求
本课程各项目教学内容与能力要求见表 14～表 111。
-4-
水利水电建筑工程专业技能课程
《水力分析与计算》教学文本
表 14 项目一 教学内容与能力要求
-I-
水利水电建筑工程专业技能课程
《水力分析与计算》教学文本
《水力分析与计算》课程标准
1 课程定位
《水力分析与计算》是水利水电建筑工程专业的一门专业技能课程，其任务是 教会学生在水利工程设计、施工和管理中对常见的水力学问题能进行水力分析与计 算。该课程引入了水利行业规范。
项目三 恒定管流水力分析与计算
（1）长管是指管道中水流的水头损失以沿程水头损失为主，而局部水头损失和流 速水头较小，两项之和小于沿程水头损失的 5%，计算时局部水头损失和流速水头可以 忽略不计的管道；
（2）短管是管道中局部水头损失与流速水头两项之和在总水头损失中占有相当比 重，其两项之和大于沿程水头损失的 5%，计算时局部水头损失和流速水头不能忽略不 计的管道。
取 α2=1.0，代入式得：
v
1
1
L d
2gH 0
令c
1
，为管道流量系数，∑ζ 为有压管道局部水头损失系数之和，
1
L d
但不包括出口处局部水头损失系数，则：
Q vA c A 2gH 0
（3-1）
式（3-1）中：A—管道过水断面面积； H—上游水面到管道出口中心点的距离，叫作用水头； H0—包括行近流速水头在内的作用总水头。
(
l d
)
v2 2g
v
1
L d
2 gz 0
令c
1
，为管道流量系数，∑ζ 为有压管道局部水头损失系数之和，
L d
4
∑ζ 包括出口处局部水头损失系数，则：
Q vA c A 2gz0
（3-3）
式（3-3）中：z—上下游水位差，叫作用水头； z0—包括行近流速水头在内的上下游水位差，叫作用总水头。
式（3-3）即为简单管道淹没出流的泄流量公式，当进口前断面 1-1 的断面平均流速 v0 很小时，v0≈0，则
项目三 恒定管流水力分析与计算
管道输水是水利水电工程最常用的措施之一，常用来泄洪、引水发电和灌溉等，管 道输水还广泛应用于城市给排水、石油化工、矿业开采等行业。
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课程设计任务书
学院：山西水利职业技术学院
专业：水利工程系
班级：水工1034班
姓名：郭瑞
学号：02103444
一、绪言
（一）设计任务
目的意义:为加强对水力学的实践性，是我们更好的联系实际，对已学过的水利分析与计算内容方法有一个全面的，系统的训练和提高，以便我们在以后的更好的适应工作的需要，进行以下的课程设计。
横断面设计：确定渠道边坡、底宽、水深等。
纵断面设计：确定推算水位、确定渠底线、堤顶高程线等。
1.根据题目内容设计成最佳水利断面为梯形断面渠道。
2.基本已知数据L=4km，Z=206.5-202.5=4m，V=5m³／s，中壤土的允许流速为：0.65~0.85。
3.根据设计内容计算渠道断面并校核是否满足流速要求。
（二）提出方案
（１）拟定或估算各设计参数（ｉ、ｎ、ｍ、b等）。
（２）计算设计水深和底宽（ｈ、ｂ），校核不冲不淤。
思考：发生冲刷或淤积，怎么办？调整宽深比或比降
流量一定时，ｂ大，则ｖ小，ｉ大，则ｖ大。
（３）计算最小水深和加大水深。
（４）确定安全超高、堤顶宽。
（５）绘制渠道横断面图。
二、设计方案
（一） 1.引水渠道多为明渠，渠道的过水断面有许多种，考虑到明渠修建在土质地基时，为了避免崩塌和便于施工，在渠道横断面设计中，灌溉渠道水流以明渠均匀流公式计算。
明渠均匀流即是水流在渠道中流动，各断面的水深、断面平均流速和流速颁布都沿流向不变。
（p129a图）
对于梯形断面渠道:
明渠均匀流的计算公式为：
Q=ων=ωC(Ri)1/2
式中ω——过水断面面积
R——水力半径，R=ω/χ
χ——湿周
i——渠道的底坡
C——谢才系数，C＝(1/n)R1/6
n——渠道糙率
水利最佳断面考虑到条件的允许值的满足要求，参考下表：
由公式得梯形渠道水利最佳断面为： P135例6-1
例6-3
（三）护砌的方式
渠道护砌的方式包括土渠、石渠、混凝土渠等渠道，考虑到糙率值的影响，因此在设计渠道时糙率选择偏小，过水能力就达不到设计要求，从而造成水流满溢，若糙率值过大，就会造成断面尺寸偏大增加浪费，还会引起冲刷，而且渠道的次级渠道进水困难。
（二）横断面计算方法
１．计算底宽ｂ和设计水深ｈ
优点：比试算法简便，比图解法精度更高。
２．计算加大水深和最小水深
一般需2~3次迭代即可得到满意的结果。
（三）设计参数的确定
１．渠底比降ｉ
指单位渠长的渠底降落值。
当Q一定时, i大, 则过水断面A小,工程量小, 但控制的灌溉面积小。
i小, 则A大, 工程量大, 但控制的灌溉面大。
取值方法：
（１）接近地面比降
（２）Ｑ大，则ｉ宜小（防冲剧）
（３）平原地区ｉ小，山丘区ｉ大
２．渠床糙率ｎ
反映渠床粗糙程度。
糙率大，则阻水能力大。
取值：（１）渠床光滑顺直，ｎ小
（２）Ｑ大，则ｎ小
参考教材表４-8。
请同学思考：ｎ取值偏大会造成什么后果？
ｎ取值偏小会造成什么后果？
３．边坡系数ｍ
m大, 则工程占地多,输水损失大
m小, 边坡不稳定
取值：（１）土质好（粘重），ｍ小（２）流量大，水深大，则ｍ大
参考表4-9，4-10。
４．宽深比b
渠底宽与设计水深之比
有三种宽深比
（１）水力最优断面宽深比
特点: 断面窄深, 适用于小型渠道。
（２）满足相对稳定的宽深比
相对平稳：不冲不淤或冲淤平稳
对于一般渠道：
多沙河流上引水的渠道:
（三）实用经济断面宽深比
水力最优断面，虽然过水断面小，但由于其断面比较窄深，对大型渠道并不适用（为什么？因为不易施工，易塌）。
为克服最优水力断面的缺点（加大底宽，减小水深），同时又使过水断面面积接近于最优水力断面的断面面积，因而提出实用经济断面宽深比。
计算方法：
已知某渠道设计流量为5m3/s，渠底比降ｉ＝1/5000,沿线土质为粘壤土。
分别计算最优水力断面、实用经济断面、相对稳定断面的设计水深和底宽。
解：（１）最优水力断面
最优水力断面水深计算公式为
b = 0.828*4.88 =4.04(m)
（２）实用经济断面
（３）相对稳定断面
最优水力断面水深最大，实用经济断面次之。
相对稳定断面最小。
以上分别计算了三断面只是为了说明计算方法，其中，最优水力断面,过于窄深, 本题不适用。
本题宜选用实用经济断面。
５．渠道不冲流速、不淤流速
为保证不冲不淤，流速不能过小，也不能过大。
即
不淤流速＜渠道流速＜不冲流速
（１）不冲流速
（２）不淤流速
三、校核数据
工程中为保证渠道的正常运行，对以设计好的渠道进行计算，看流速是否满足设计要求。
P140
四、总结。