理论教育 水力学在水利工程中的应用

水力学在水利工程中的应用

时间:2023-06-15 理论教育 版权反馈
【摘要】:水力学主要研究液体的机械运动规律及其在生产实践中的应用,通常包括水静力学和水动力学两方面内容。水力学在水利工程建设上有着非常广泛的应用,如水利工程中的水闸、土石坝、重力坝等,涉及闸孔出流、堰流、动水作用力、渗流等问题,水电站管道涉及流量、压强、水击、气蚀等水力学问题。

水力学在水利工程中的应用

力学主要研究液体的机械运动规律及其在生产实践中的应用,通常包括水静力学和水动力学两方面内容。根据液流运动特点,水力学形成了很多各具特色的学科分支,如管道水力学、河渠水力学、水工建筑物水力学、水力机械水力学、河口海岸动力学、地下水水力学等。

水力学在水利工程建设上有着非常广泛的应用,如水利工程中的水闸、土石坝、重力坝等,涉及闸孔出流、堰流、动水作用力、渗流等问题,水电站管道涉及流量压强、水击、气蚀等水力学问题。

水静力学研究液体在静止或相对平衡状态下的力学规律及其应用,确定液体内部压强分布及液体对固体接触面的压力,以解决蓄水容器,输水管渠,挡水构筑物以及与水作用的构筑物(如水池、水箱、水管、闸门、堤坝、船舶等)的静力荷载计算问题。

水动力学研究液体在运动状态下的力学规律及其应用,主要探讨管流、明渠流、堰流、闸孔出流、射流、多孔介质渗流等的流动规律,以及流速、流量、水深、压力、水工建筑物结构计算等,以解决给水排水、道路桥涵、农田排灌、水力发电防洪除涝、河道整治及港口工程中的水力学问题。(www.daowen.com)

传统水力学主要随着水利工程(用于防洪、灌溉、水电、水运等)的发展而发展起来的,主要研究水在相对平衡(包括静止)状态时的规律,确定水体对各种边界(包括水工建筑物、河床和孔隙介质等)的作用力;研究在各种情况下所形成的各种水流现象及运动规律,分析各种边界条件下的过水能力、水力荷载、水能消耗、水流形态和混合输移等,为水利工程的勘测、规划、设计、施工和运行管理等提供依据。

现代水力学的主要研究领域已从传统的水利工程扩展为水资源的开发、管理及其对环境的影响,日益遍及各个生产部门,并崛起了一批新兴的水力学分支(如水资源水力学、环境水力学等),研究内容已从水量扩展到水质、单相流动扩展到多相流动、等温流动扩展到变温流动等,其研究方法也有显著的进步与变化,包括实验技术的现代化、计算水力学的建立等,对于水力学的发展将会产生深远的影响。

由于水利工程中常见的液体是水,所以研究对象就以水为代表,统称为“水力学”。

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