《明渠恒定急變流和漸變流水力特性研究》第1章至第5章為矩形斷面明渠恒定急變流和漸變流的水力特性，主要研究了光滑壁面、波狀壁面和粗糙壁面水躍區的邊界層發展、共軛水深、沿程和局部水頭損失、水躍長度的計算方法和粗糙壁面水躍特性的數值模擬方法；研究了漸擴式消力池和突擴式消力池水躍共軛水深和水躍長度的計算方法；給出了矩形斷面消力池和漸擴式消力池深度和坎高的迭代計算公式；探討了綜合式消力池的應用條件和突擴式消力池的設計方法；給出矩形斷面水面曲線的積分算法和正常水深的顯式算法。第6章至第10章為梯形和三角形、圓形和U形、拋物線形、馬蹄形斷面和蛋形斷面明渠恒定急變流和漸變流的水力特性，給出了這些復雜斷面情況下明渠正常水深、臨界水深、弗勞德數、水面曲線的顯式計算方法和水躍共軛水深的簡化計算方法。
《明渠恒定急變流和漸變流水力特性研究》可作為水利水電工程及相關專業科技人員的設計參考書，也可作為高等學校本科生和研究生教學的參考書。
水資源作為人類社會賴以延續發展的重要要素之一，主要來源于以河流、湖庫為主的淡水生態系統。這個占據著少于1%地球表面的重要系統雖僅容納了地球上全部水量的0.01%，但卻給全球社會經濟發展提供了十分重要的生態服務，尤其是在全球氣候變化的背景下，健康的河湖及其完善的生態系統過程是適應氣候變化的重要基礎，也是人類賴以生存和發展的必要條件。人類在開發利用水資源的同時，對河流上下游的物理性質和生態環境特征均會產生較大影響，從而打亂了維持生態循環的水流過程，改變了河湖及其周邊區域的生態環境。如何維持水利工程開發建設與生態環境保護之間的友好互動，構建生態友好的水利工程技術體系，成為了傳統水利工程發展與突破的關鍵。
構建生態友好的水利工程技術體系，強調的是水利工程與生態工程之間的交叉融合，由此促使生態水利工程的概念應運而生，這一概念的提出是新時期社會經濟可持續發展對傳統水利工程的必然要求，是水利工程發展史上的一次飛躍。作為我國水利科學的國家級科研平臺，“西北旱區生態水利工程省部共建國家重點實驗室培育基地（西安理工大學）”是以生態水利為研究主旨的科研平臺。該平臺立足我國西北旱區，開展旱區生態水利工程領域內基礎問題與應用基礎研究，解決了若干旱區生態水利領域內的關鍵科學技術問題，已成為我國西北地區生態水利工程領域高水平研究人才聚集和高層次人才培養的重要基地。
《西北旱區生態水利學術著作叢書》作為重點實驗室相關研究人員近年來在生態水利研究領域內代表性成果的凝煉集成，廣泛深入地探討了西北旱區水利工程建設與生態環境保護之間的關系與作用機理，豐富了生態水利工程學科理論體系，具有較強的學術性和實用性，是生態水利工程領域內重要的學術文獻。叢書的編纂出版，既是重點實驗室對其研究成果的總結，又對今后西北旱區生態水利工程的建設、科學管理和高效利用具有重要的指導意義，為西北旱區生態環境保護、水資源開發利用及社會經濟可持續發展中亟待解決的技術及政策制定提供了重要的科技支撐。
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總序一
總序二
總序三
前言
第1章 矩形明渠水躍的水力特性
1．1 矩形明渠自由水躍區紊流邊界層的發展
1．1．1 問題的提出
1．1．2 自由水躍區紊流邊界層的發展
1．2 考慮壁面阻力水躍共軛水深的計算方法
1．2．1 水躍共軛水深的研究現狀
1．2．2 水躍區邊界層發展的新公式
1．2．3 公式驗證
1．3 自由水躍區沿程水頭損失和局部阻力系數的研究
1．4 矩形明渠自由水躍長度公式的分析與應用
1．4．1 問題的提出
1．4．2 水躍長度研究現狀分析
1．4．3 水躍長度的分類
1．4．4 水躍旋滾長度和水躍長度計算的新公式
1．5 矩形明渠淹沒水躍區紊流邊界層的發展和水頭損失
1．5．1 淹沒水躍研究的現狀
1．5．2 淹沒水躍區的流速分布和壁面切應力
1．5．3 淹沒水躍區紊流邊界層的發展和最大流速之半距壁面距離的計算
1．5．4 淹沒水躍的水頭損失和水躍長度
參考文獻
第2章 矩形明渠波狀床面水躍的水力特性
2．1 矩形明渠波狀床面自由水躍區的流速分布
2．2 矩形明渠波狀床面自由水躍區邊界層的發展
2．2．1 用流速分布的對數律研究邊界層的發展
2．2．2 用因次分析法研究邊界層的發展
2．2．3 用流速分布的指數律研究邊界層的發展
2．3 矩形明渠波狀床面的阻力系數
2．4 矩形明渠波狀床面水躍的共軛水深和水躍長度
2．4．1 波狀床面水躍的共軛水深
2．4．2 波狀床面的水躍長度
2．5 矩形明渠波狀床面水躍區的水頭損失
2．5．1 波狀床面水躍區的沿程水頭損失
2．5．2 波狀床面水躍區的局部水頭損失
參考文獻
第3章 矩形明渠粗糙壁面水躍的水力特性
3．1 矩形明渠粗糙壁面水躍的研究現狀
3．2 矩形明渠粗糙壁面水躍共軛水深的試驗分析
3．3 矩形明渠粗糙壁面的水躍長度和旋滾長度的試驗分析
3．3．1 水躍長度
3．3．2 水躍旋滾長度
3．4 粗糙壁面水躍區的壁面阻力
3．5 粗糙壁面水躍的消能率
3．6 公式驗證
3．7 粗糙壁面水躍共軛水深的理論探討
3．8 粗糙壁面水躍水力特性的數值模擬和驗證
3．8．1 數值模型
3．8．2 模型的建立
3．8．3 自由液面處理
3．8．4 初始條件和邊界條件
3．8．5 模型網格
3．8．6 粗糙壁面水躍區的速度場
3．8．7 粗糙壁面水躍區的壁面阻力
3．8．8 粗糙壁面水躍區的紊動能和紊動耗散率
參考文獻
第4章 矩形斷面消力池的水力計算
4．1 挖深式消力池的計算方法
4．1．1 傳統計算方法的迭代公式
4．1．2 用動量方程推求挖深式消力池深度的計算公式
4．1．3 不同方法計算結果比較
4．2 消力坎式消力池坎高的計算
4．2．1 消力坎式消力池坎高的傳統計算方法
4．2．2 消力坎淹沒系數的研究
4．2．3 消力池坎高的迭代計算公式
4．2．4 消力坎高度的簡化計算
4．2．5 消力坎的阻力系數
4．3 綜合式消力池坎高和池深的計算
4．3．1 綜合式消力池傳統計算方法的迭代公式
4．3．2 綜合式消力池的簡化計算方法
4．3．3 綜合式消力池傳統計算方法存在的問題及應用條件的研究
4．4 平底矩形漸擴式消力池深度的計算
4．4．1 平底漸擴式消力池水躍共軛水深的研究
4．4．2 平底漸擴式消力池水躍長度的計算
4．4．3 漸擴挖深式消力池深度的計算
4．4．4 漸擴式消力池坎高的計算
4．4．5 漸擴綜合式消力池坎高和池深的計算
4．5 突然擴大渠道消力池水躍特性的研究
4．5．1 突然擴大渠道水躍共軛水深的研究
4．5．2 突然擴大渠道水躍長度的研究
4．5．3 突然擴大渠道消力池的設計
參考文獻
第5章 矩形斷面明渠水面線和正常水深的計算
5．1 矩形渠道水面線的研究現狀
5．2 矩形渠道水面線積分計算的新方法
5．3 積分公式的驗證
5．4 矩形渠道正常水深的計算
參考文獻
第6章 梯形和三角形明渠的水力特性
6．1 梯形渠道明渠水躍共軛水深的研究現狀
6．2 梯形渠道明渠水躍共軛水深的精確解
6．3 公式比較和計算步驟
6．4 梯形渠道明渠水躍共軛水深新的迭代公式
6．5 梯形渠道明渠水躍長度和消力池的水力計算
6．5．1 梯形渠道挖深式消力池深度的計算
6．5．2 梯形渠道消力池坎高的計算
6．5．3 梯形渠道綜合式消力池的計算
6．6 三角形渠道水躍共軛水深的計算
6．7 梯形渠道正常水深和臨界水深的計算
6．8 梯形渠道水面曲線的計算
參考文獻
第7章 圓形和U形渠道的水力特性
7．1 圓形渠道水躍共軛水深的計算
7．2 圓形渠道的正常水深和臨界水深
7．3 圓形渠道水面曲線的計算
7．4 U形渠道正常水深和臨界水深
7．4．1 U形渠道正常水深的計算
7．4．2 U形渠道臨界水深的計算
7．5 U形渠道水躍共軛水深的計算
7．5．1 下部為圓形上部為梯形的u形渠道水躍共軛水深的計算
7．5．2 下部為圓形上部為矩形的u形渠道水躍共軛水深的計算
7．5．3 U形渠道水躍方程的驗證
7．6 圓形和U形渠道的水躍長度
7．7 U形渠道水面曲線的計算
7．8 圓形和U形渠道弗勞德數的計算
參考文獻
第8章 拋物線形渠道的水力特性
8．1 拋物線形渠道研究現狀
8．2 拋物線形渠道正常水深的計算
8．3 拋物線形渠道臨界水深的計算
8．4 拋物線形渠道弗勞德數的計算
8．5 拋物線形渠道的水躍方程
8．6 拋物線形渠道水躍的消能率
8．7 拋物線形渠道收縮斷面水深的計算
參考文獻
第9章 馬蹄形斷面明渠的水力特性
9．1 馬蹄形斷面水力特性的研究現狀
9．2 標準Ⅰ型馬蹄形斷面水力特性的研究
9．2．1 標準Ⅰ型馬蹄形斷面面積、形心和濕周的計算
9．2．2 標準Ⅰ型馬蹄形斷面水躍共軛水深的計算
9．2．3 標準Ⅰ型馬蹄形斷面臨界水深的計算
9．2．4 標準Ⅰ型馬蹄形斷面水躍共軛水深的簡化算法
9．2．5 標準Ⅰ型馬蹄形斷面的正常水深
9．2．6 標準Ⅰ型馬蹄形斷面的弗勞德數
9．3 標準Ⅱ型馬蹄形斷面水力特性的研究
9．3．1 標準Ⅱ型馬蹄形斷面面積、形心、水深和濕周的計算
9．3．2 標準Ⅱ型馬蹄形斷面水躍共軛水深的計算
9．3．3 標準Ⅱ型馬蹄形斷面臨界水深的計算
9．3．4 標準Ⅱ型馬蹄形斷面水躍共軛水深的簡化算法
9．3．5 標準Ⅱ型馬蹄形斷面的正常水深
9．3．6 標準Ⅱ型馬蹄形斷面的弗勞德數
9．4 馬蹄形斷面水面線的計算
參考文獻
第10章 蛋形斷面明渠的水力特性
10．1 蛋形斷面水力特性的研究現狀
10．2 六圓弧蛋形斷面水力特性的研究
10．2．1 六圓弧蛋形斷面面積、形心和濕周的計算
10．2．2 六圓弧蛋形斷面水躍共軛水深的計算
10．2．3 六圓弧蛋形斷面臨界水深的計算
10．2．4 六圓弧蛋形斷面水躍共軛水深的簡化算法
10．2．5 六圓弧蛋形斷面的正常水深
10．2．6 六圓弧蛋形斷面的弗勞德數
10．3 四圓弧蛋形斷面水力特性的研究
10．3．1 四圓弧蛋形斷面水力參數的計算
10．3．2 四圓弧蛋形斷面水躍共軛水深的計算
10．3．3 四圓弧蛋形斷面正常水深和臨界水深的計算
10．4 四圓弧和六圓弧蛋形斷面水面曲線的計算
10．4．1 四圓弧蛋形斷面水面線的計算
10．4．2 六圓弧蛋形斷面水面線的計算
10．5 橢圓蛋形斷面水力特性的研究
10．5．1 上橢圓蛋形斷面水力參數的計算
10．5．2 上橢圓蛋形斷面的水力計算
10．5．3 下橢圓蛋形斷面水力參數的計算
10．5．4 下橢圓蛋形斷面的水力計算
參考文獻
附錄
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