水電站（第2版）（全國水利行業“十三五”規劃教材（普通高等教育）） 下載 mobi epub pdf 電子書 在線閱讀 2026

內容簡介

　　

本書除緒論外，共分三篇十三章。第一篇水輪機，內容包括：水輪機類型、結構及工作原理，水輪機蝸殼、尾水管及空化與空蝕，水輪機特性及選型，水輪機調節；第二篇水電站輸水係統，內容包括：水電站布置型式及其組成建築物，水電站進水口及防沙、防汙和防冰措施，水電站渠道、壓力前池及隧洞，水電站壓力管道，水電站水擊及調節保證計算，調壓室；第三篇水電站廠房，內容包括：水電站廠區及岸邊式廠房布置設計，其他類型廠房布置及設計特點，廠房結構設計。

　　

本書主要供本科院校水利水電工程專業師生使用，授課時數為55～70學時。同時也兼顧農業水利工程、水利水電工程管理、動力工程等專業使用，授課內容和時數各專業可根據具體情況進行刪減。此外，本書對於專業技術人員也具有一定的參考價值。

目錄

第2版前言
第1版前言
緒論
學習提示
第一節 水能利用發展概況
第二節 水能開發方式及水力發電的基本原理
第三節 水力發電的特點
第四節 我國的水能資源及其開發利用
第五節 水電站課程的任務和主要內容
思考題

第一篇 水輪機
第一章 水輪機類型、結構及工作原理
學習提示
第一節 水輪機的主要類型
第二節 水輪機的基本工作參數
第三節 水輪機的基本結構及裝置方式
第四節 水輪機的標稱直徑及型號
第五節 水流在反擊式水輪機轉輪中的運動
第六節 水輪機工作的基本方程
第七節 水輪機的效率及最優工況
思考題
第二章 水輪機蝸殼、尾水管及空化與空蝕
學習提示
第一節 蝸殼的型式及其主要尺寸的確定
第二節 尾水管的作用、型式及其主要尺寸的確定
第三節 水輪機的空化與空蝕及空化係數
第四節 水輪機的吸齣高度和安裝高程
第五節 水輪機的磨蝕及抗磨蝕措施
思考題
第三章 水輪機特性及選型
學習提示
第一節 水輪機的相似理論及單位參數
第二節 水輪機的效率換算及單位參數修正
第三節 水輪機的比轉速
第四節 水輪機的模型試驗
第五節 水輪機的特性麯綫及其繪製
第六節 水輪機的選型
第七節 計算機輔助水輪機選型設計
思考題
第四章 水輪機調節
學習提示
第一節 水輪機調節 的任務
第二節 水輪機調節 係統的特性
第三節 調速器的工作原理
第四節 調速器的類型及選擇
第五節 調速器的油壓裝置及選擇
思考題

第二篇 水電站輸水係統
第五章 水電站布置型式及其組成建築物
學習提示
第一節 水電站的布置型式
第二節 水電站的組成建築物
思考題
第六章 水電站進水口及防沙、防汙和防冰措施
學習提示
第一節 進水口的功用、要求和類型
第二節 有壓進水口的主要類型及適用條件
第三節 有壓進水口的位置、高程及輪廓尺寸
第四節 有壓進水口的主要設備及防沙工程措施
第五節 無壓進水口及防沙、防汙和防冰措施
第六節 沉沙池布置及設計
思考題
第七章 水電站渠道、壓力前池及隧洞
學習提示
第一節 渠道
第二節 壓力前池及日調節 池
第三節 隧洞
思考題
第八章 水電站壓力管道
學習提示
第一節 壓力管道的功用和類型
第二節 壓力管道的綫路選擇和供水方式
第三節 壓力管道的水力計算和經濟直徑的確定
第四節 鋼管的材料、允許應力和管身構造
第五節 壓力管道的閘門、閥門和附件
第六節 明鋼管的布置及結構設計
第七節 地下壓力管道布置及結構設計
第八節 壩身壓力管道布置及結構設計
第九節 分岔管布置及類型
第十節 壓力管道有限元計算分析簡介
思考題
第九章 水電站水擊及調節 保證計算
學習提示
第一節 水電站不穩定工況及研究水擊的目的
第二節 水擊計算的簡單公式和水擊波傳播速度
第三節 簡單管道水擊發展過程
第四節 水擊計算的基本方程
第五節 水擊計算的邊界條件和水擊波的類型
第六節 水擊計算的解析法
第七節 水擊計算的特徵綫方程及有限差分方程
第八節 復雜管道水擊的簡化計算
第九節 調節 保證計算的概念及轉速升高近似計算
第十節 水擊計算工況和減小水擊壓力的措施
思考題
第十章 調壓室
學習提示
第一節 調壓室的功用、要求及設置條件
第二節 調壓室的基本布置方式及類型
第三節 調壓室工作原理及基本方程
第四節 調壓室水力計算內容及計算工況
第五節 簡單式及阻抗式調壓室水位波動解析計算
第六節 水室式、溢流式和差動式調壓室水位波動解析計算
第七節 調壓室水位波動的穩定問題
第八節 調壓室結構布置及設計原理
第九節 有壓引水係統非恒定流計算簡介
思考題

第三篇 水電站廠房
第十一章 水電站廠區及岸邊式廠房布置設計
學習提示
第一節 廠區布置設計
第二節 廠房的功用和基本類型
第三節 廠房的組成
第四節 發電機及其支承結構
第五節 輔助設備的布置
第六節 廠房內部布置
第七節 主廠房各層高程的確定
第八節 主廠房平麵尺寸的確定
第九節 廠房布置設計所需資料和設計步驟
思考題
第十二章 其他類型廠房布置及設計特點
學習提示
第一節 壩後式廠房
第二節 河床式廠房
第三節 地下式廠房
第四節 溢流式廠房
第五節 壩內式廠房
第六節 衝擊式水輪機廠房
第七節 抽水蓄能機組廠房
思考題
第十三章 廠房結構設計
學習提示
第一節 水電站廠房的結構特點
第二節 地麵廠房的整體穩定和地基應力計算
第三節 發電機支承結構計算
第四節 蝸殼和尾水管結構計算
第五節 吊車梁和排架柱計算
第六節 墊層蝸殼組閤結構三維有限元計算分析簡介
思考題
參考文獻

工程水力學基礎與應用 本書旨在為水利工程、土木工程、環境工程等相關專業的學生及從業人員提供紮實的水力學基礎理論和麵嚮工程實際的應用知識。內容涵蓋瞭流體靜力學、流體動力學、相似性原理、量綱分析、明渠流、管流、水泵與水輪機、水力學模型試驗等核心章節，並結閤大量典型工程案例，深入淺齣地闡釋水力學在各類水利工程中的實際應用。 第一部分：流體基本性質與力學 本部分首先從流體的基本概念入手，詳細介紹瞭流體的連續性、密度、比重、粘度、壓縮性、錶麵張力等物理性質。理解這些基本性質是後續學習流體運動規律的基礎。我們將深入探討流體靜力學，重點講解壓強及其分布規律，如液體靜壓強隨深度的變化，以及浮力、連通器原理和皮托管原理等。這些概念在水壩設計、船體穩定、閘門水力計算等領域至關重要。 隨後，本書將進入流體動力學的範疇，這是水力學研究的核心。我們將從最基本的流體微團分析齣發，引入歐拉方程和納維-斯托剋斯方程，並重點推導和闡釋伯努利方程——這是解決各種水力學問題的基礎性方程，它將機械能守恒的概念應用於流體流動。我們會詳細討論伯努利方程的適用條件、修正項（如水頭損失）以及其在堰流、孔口齣流、虹吸現象等工程實踐中的應用。 此外，我們還將介紹流體流動的主要形態：層流和紊流。通過分析雷諾數，明確區分這兩種流動狀態，並探討其各自的特點和影響。對於復雜的水流現象，如流體在管道中的流動，本書將詳細介紹沿程水頭損失和局部水頭損失的計算方法，以及謝纔公式、曼寜公式等渠道流速和流量計算公式的應用。 第二部分：水力學計算與模型 本部分將聚焦於水力學的定量計算和模擬方法。我們將深入研究明渠流，這是水利工程中最常見的流動形式之一。內容將涵蓋明渠流動的基本類型，如均勻流、非均勻流、緩流、急流等，並重點講解均勻流的計算，包括臨界水深、最經濟邊坡等概念的推導和應用。非均勻流的計算，如堰上水流、擋水建築物下遊水流等，也將通過能量守恒和動量守恒進行詳細分析。 管流部分將全麵介紹圓形和非圓形管道中的流體流動。我們將詳細講解水頭損失的計算，包括摩擦水頭損失（通過達西-韋斯巴赫公式及其中的摩擦係數）和局部水頭損失（通過局部阻力係數）的確定方法。對於復雜管網係統，我們將介紹各種計算方法，如水頭損失法、流量分配法等，以解決供水係統、排水係統等工程中的實際問題。 相似性原理和量綱分析是解決復雜水力學問題的強大工具，尤其是在模型試驗中。本部分將深入闡釋這些原理，介紹如何通過選擇恰當的無量綱參數（如弗勞德數、雷諾數、馬赫數等）來設計水力學模型，並根據模型試驗結果，運用相似準則將模型結果準確地放大到原型上。我們將通過大量實例，展示相似性原理在水壩潰壩模擬、防洪減災、河道整治等工程中的應用。 第三部分：水工建築物與設備的水力學 本部分將深入探討水力學在具體水工建築物和設備中的應用。 水泵與水輪機： 作為水力機械的核心，水泵和水輪機的設計和運行離不開對流體機械能轉換原理的深刻理解。本書將詳細介紹各類水泵（如離心泵、軸流泵、混流泵）和水輪機（如混流式、軸流式、貫流式、衝擊式）的工作原理、性能參數（如效率、功率、揚程、流量）以及運行特性麯綫。我們將深入分析水泵和水輪機在水力發電、農田灌溉、城市供水、排水排澇等工程中的選擇、布置和運行優化問題。 閘門與溢洪道： 閘門作為控製水流的重要構件，其水力學特性直接影響著水庫調度和防洪安全。我們將分析不同類型閘門（如平闆閘門、弧形閘門、鋼式閘門）的受力情況、水流特性以及啓閉力計算。溢洪道是水庫重要的泄洪構築物，本書將詳細介紹不同形式溢洪道（如開敞式、消能防衝槽）的水流形式、流速分布、能量消散機製以及設計原則，並重點闡述消能防衝措施的設計。 水工建築物的水力穩定性與衝刷： 任何水工建築物都必須考慮其在水流作用下的穩定性。本書將深入分析水流對建築物的作用力，如靜水壓力、動水壓力、空化現象等，並討論如何通過建築物的外形設計、結構加固和附屬構件（如防浪牆、護坡）來確保其水力穩定性。同時，水流對河床和建築物基礎的衝刷作用也是重要的研究內容，我們將介紹衝刷的機理、預測方法以及相應的防護措施。 第四部分：水力學在特定工程領域的應用 本部分將整閤前述理論知識，聚焦水力學在幾個關鍵工程領域的具體應用。 水電工程： 作為本書名稱的重點領域，水電工程的水力學應用將得到重點闡述。我們將詳細介紹水庫水情分析、引水係統設計（包括隧洞、壓力管道的水力計算）、調壓室設計（抑製水錘效應）、尾水係統設計（減少水頭損失）以及水輪機安裝與運行等環節中的水力學原理和計算方法。同時，我們將討論水電站的徑流開發利用、水能計算以及經濟性分析等內容。 防洪與減災工程： 洪水是威脅人民生命財産安全的主要自然災害之一，水力學在防洪減災中的作用至關重要。本書將深入分析洪水的形成機理、傳播過程以及洪水演進的水力學模擬。我們將詳細介紹各種防洪構築物，如堤防、防洪牆、圍堰、水閘等的水力設計原則，以及洪水調度、蓄滯洪區利用等水力學調度策略。 河流整治與河道治理： 河流的自然形態和流態會受到人類活動和自然因素的影響，河道治理旨在恢復或優化河流的生態功能和防洪能力。本書將探討河道衝淤規律、河床演變的水力學機製，並介紹泥沙輸移的原理及其對工程設計的影響。我們將重點介紹護岸工程、河道疏浚、梯級樞紐布置、通航建築物設計等內容中的水力學應用。 地下水流理論與應用： 雖然主要篇幅聚焦於地錶水流，但本書也將簡要介紹地下水流的基本概念，如滲透性、滲透係數、地下水流動方程（如達西定律）等，並探討其在地下工程（如基坑開挖、地下結構滲漏控製）、地下水資源開發利用以及汙染擴散等領域的初步應用。 結論與展望 本書的最後將對所學內容進行總結，並展望水力學在未來工程實踐中的發展趨勢，如計算流體力學（CFD）在水力學研究中的應用、智能化水力學調度、綠色水利工程設計等。我們鼓勵讀者將所學知識融會貫通，靈活應用於解決實際工程問題，為國傢水利事業的可持續發展貢獻力量。 本書力求語言嚴謹，概念清晰，論證充分，圖文並茂，旨在幫助讀者建立紮實的水力學理論基礎，掌握解決實際工程問題的能力，並對水力學在工程領域的廣泛應用形成深刻認識。