目录

第一章 明渠水流流速分布与阻力规律

第二章 边壁对于明渠水流结构的影响

第三章 明渠挟沙水流运动的基本特性

第四章 明渠挟沙水流的水流结构和阻力规律

第五章 推移质泥沙运动的力学和统计规律

第六章 悬移质泥沙运动的力学和统计规律

附录1 高速摄影技术及其在泥沙研究中的应用

附录2 部分利用高速摄影技术测量的跃移资料

内容提要

该书系统地阐述了作者近年来在明渠挟沙水流运动基本规律方面的研究成果，其中包括清水流速分布和阻力规律、边壁对水流结构的影响、浑水流速分布和阻力规律、推移质和悬移质运动的力学和统计规律等内容．本书以大量实测资料为基础，通过采用力学和统计分析相结合的研究方法，对明渠水流和泥沙运动的确定性和随机性规律进行了深入系统的研究．

该书可供从事泥沙运动和河床演变等研究工作的科技人员，以及大专院校有关专业的师生参考．

明渠包括棱柱形断面的人工渠道和非棱柱形的天然河道。明渠的渠底高程沿程降低为正底坡；渠底沿程抬高为反底坡或逆坡；沿程不变为平底坡。根据明渠中水流根据某空间点上运动要素是否随时间变化可将明渠水流分为两大类:水力因素(水深、流速、比降等)不随时间而变化的为明渠恒定流(亦称定常流)；水力因素随时间而变化的为明渠非恒定流(亦称非定常流)。

1） 明渠恒定流：

分为两类:水力因素沿程不变的为恒定均匀流;水力因素沿程变化的为恒定非均匀流。

恒定均匀流：水力因素不随时间和沿程而改变。常用谢才(A.Chezy)公式表达。

恒定非均匀流：水力因素不随时间变化,但随沿程变化,又分为渐变流和急变流两种。对于恒定急变流，常见的明渠过渡流态有：从缓流到急流的过渡(如跌水、堰流等)；从急流到缓流的过渡(如水跃)；变宽度河渠中的流动;弯道水流(急流时可见冲击波)等。明渠急变流常是三维流动，伴有明显的能量损失，宜用动量原理或通过模型试验解决。

2） 明渠非恒定流

天然河渠中的水流几乎都是时间上不恒定和空间上非均匀的流动，如:暴雨形成的径流；河渠中洪水波运动(伴有河床冲淤变化的洪水演进问题)；堤坝失事后的溃坝波；库岸或江岸滑坡激起的涌浪；海滨的潮汐、海啸；水电站或水泵站启闭过程中，上下游引水渠中水位、流量的变化；通航建筑物及灌溉系统充泄水时变水头出流等都属明渠非恒定流。

河道、渠道、水工无压隧洞及非满流管道中的水流等都属于明渠水流。由于水面上仅作用着大气压强，所以又叫无压流动。渠道的设计、河道筑坝壅水长度及淹没损失的计算、洪水演进推算等，都必须运用明渠水力学的知识。

明渠水流流动中，重力作用占据主导地位。随着边界条件的不同，在一定的流量条件下，水面位置可以发生变化，因而引起过水断面大小及其流动形态的不同，这是区别于优雅流动的一个重要特点。