桥涵勘测设计（十二~十四章）：水力、水文理论 的专业应用。
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水力学与桥涵水文 叶镇国 彭文波 编著
1-1 水力学与桥涵水文的性质与任务
三大内容的特点
水力学：全书基本理论。依靠力学理论演绎推导建 立计算公式及确定计算数据。
水文学：专业设计基本理论，依靠数理统计方法从 实际调查中按国家规范及水力学理论为水力计算提 供计算数据。
dV
(1-2b)
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1-3 液体的主要物理性质
γ与ρ的关系
G mg g
(1-3)
VV
水 9800 N/ m3 9.8k N/ m3
水银 p 133.28k N/ m3
不同温度下纯水的物理性质（见表1-1）
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1-2 水力学的研究方法
实验方法
原型观测 模型试验验证、预测
数值计算方法——开创了水力学研究的新途 径，应用电算求解。
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1-3 液体的主要物理性质
主要物理性质元素
质量、密度、重度、流动性、黏滞性、压缩性 及汽化等特性
1-3 液体的主要物理性质
易流动性与黏滞性
定义ห้องสมุดไป่ตู้
易流动性——静止液体不能承受切力及抵抗剪切变 形的特性。
黏滞性——液体所具有抵抗剪切变形的能力（简称 黏性）。
黏性力测量方法——牛顿平板实验（1686）， 见图1-1。
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1-3 液体的主要物理性质
（图1-1）
1-3 液体的主要物理性质
气化特性和表面张力
定义
汽化——液体分子逸出液面向空间扩散的现象。 表面张力——沿液体自由表面，液体分子引力所产
生的张力。
气化压强ps ——气化停止时的压强。
任务：
介绍基本原理与方法 完成专业课前期理论训练 加深专业素质培养
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1-1 水力学与桥涵水文的性质与任务
水力学与桥涵水文的关系：
全书三大内容及其关系
水力学（一~八章及十五章）：介绍物理力学原理 与理论演绎推导方法及其应用。
水文学（九~十一章）：介绍数理统计方法，为水 力计算提供数据。
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1-3 液体的主要物理性质
牛顿实验结果
在 U 不大时有：
uy
U h
y
du U dy h
T AU h
内摩擦力计算公式
T
AU
h
A du
dy
T
du
u
A dy h
(1-4)
(1-5)
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1-3 液体的主要物理性质
黏滞性表达——黏滞系数
μ——黏滞动力系数（Pa·s） v——黏滞运动系数（cm2/s）
黏滞系数计算公式
v
v
1
0.01775 0.0337t 0.000221t
2
（1-7）
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1-3 液体的主要物理性质
压缩性及弹性
定义
压缩性——体积可随压强增大而减小的特性。 弹性——压缩后解除外力又能恢复原状的特性。
p( x0
dx)
p
p z
dz
2 p z 2
(dz)2
L
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1-2 水力学的研究方法
理论分析方法
建立的基本理论——三大方程
质量守恒方程（连续性方程） 能量守恒方程（伯诺里方程） 动量守恒方程
求解的水力计算问题
p（压强） v（流速） R（液体对边界的作用力）
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1-2 水力学的研究方法
水力学是本课程首先介绍的基本理论。其研究方法有三类
理论分析方法
有关假说及概念
液体质点——微观充分小、宏观充分大的液体微团。 并以此作液中一点。
连续介质——这是1753年欧拉(Euler)提出的一种假 说，称为连续介质假说。
液体分子间虽有间距，但非常小（有论证）可以忽略不 计，可认为是一种连续体。
质量和密度
定义：
质量——物体中所含物质数量，符号 m 密度——单位体积中所含液体的质量，符号ρ
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1-3 液体的主要物理性质
质量和密度
表达式
均质液体 m
V
非均质液体
lim m V 0 V
dm
dV
(1-1)
一般
x, y, z,t
连续假说为理论上应用连续函数原理提供了理论依据， 可以运用微积分方法求解问题。
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1-2 水力学的研究方法
连续介质及其数学描述
p p(x, y, z)
p( x0
dx)
p
p x
dx
2 p x2
(dx)2
L
p( x0
dx)
p
p y
dy
2 p y 2
(dy)2
L
压缩性描述
β——压缩系数
E——弹性系数（Pa）
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1-3 液体的主要物理性质
β,E计算公式 dV
d
V
dp dp
E 1 dp
dV
V
不可压缩——液体特性
（1-8）
dV V
dp E
98 2.1106
1 20000
0
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第一章 绪论
1-1 水力学与桥涵水文的性质与任务 1-2 水力学的研究方法 1-3 液体的主要物理性质 1-4 作用在液体上的力
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1-1 水力学与桥涵水文的性质与任务
性质：
专业技术基础课。侧重理论演绎方法及专业应 用。
桥涵勘测设计：应用水力水文计算及有关设计规范 解决桥涵工程设计问题。
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1-1 水力学与桥涵水文的性质与任务
水力学与桥涵水文的关系：
两大部分所含三大内容，既有区别又有密切联 系，彼此不可分割。三者合而为一门课程是全 国路桥专业指导委员会教学改革的一项创新成 果，很有实际意义。
水 1g / cm3 1000kg / m3
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1-3 液体的主要物理性质
重量和重度
定义
重量——即液体所受重力的大小，符号：G
重度——单位体积中的液体重量，符号：γ
表达式
均质液体
G
V
(1-2a)
非均质液体 dG x, y, z,t