水利水电工程概论2012版本.ppt
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- 水利水电工程 概论 2012 版本
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1、水利学科导论水利学科导论武汉大学水利水电学院河流工程系武汉大学水利水电学院河流工程系20122012杨国录杨国录 教授教授 博导博导1 1、序、序水利科学导论水利科学导论何谓水利学科何谓水利学科 ! 科学问题科学问题何谓水利工程!何谓水利工程! 工程问题工程问题水利科学导论水利科学导论水科学与工程问题影视水科学与工程问题影视水利科学导论水利科学导论大气水循环图大气水循环图水科学问题水科学问题水工程问题水工程问题都围绕着都围绕着“水水”展开、探索、追求展开、探索、追求水利科学导论水利科学导论何谓水利工程!何谓水利工程!水利工程是指控制、调节和利用自然界的地表水和地下水,以达到除害兴利的目的水利工
2、程是指控制、调节和利用自然界的地表水和地下水,以达到除害兴利的目的而修建的各种工程。而修建的各种工程。诸如诸如:(:(1)防洪工程(堤防、水库、滞洪区、分洪区、涵闸和防洪工程(堤防、水库、滞洪区、分洪区、涵闸和排水工程);(排水工程);(2)农田水利工程(灌溉工程);()农田水利工程(灌溉工程);(3)水利发电工程;()水利发电工程;(4)航运航)航运航电工程;(电工程;(5)城市供水排水工程。()城市供水排水工程。(6)水利环境工程)水利环境工程利上利上加利加利除害除害兴利兴利为民为民谋利谋利水水利利害害开发利用开发利用开发利用开发利用水水利利工工程程水利科学导论水利科学导论水利类本科专业设
3、置水利类本科专业设置农田水利工程农田水利工程 水利系水利系 水利水电工程水利水电工程 水电系水电系港口航道及海岸工程(河流工程)港口航道及海岸工程(河流工程) 河流系河流系水文与水资源工程水文与水资源工程 水文水资源系水文水资源系水利环境工程水利环境工程 水利、水电、河流、水文水利、水电、河流、水文学科构成学科构成学科背景学科背景学科理论体系学科理论体系学科工程问题与解决方法学科工程问题与解决方法学科基础理论、方法学科基础理论、方法学科专业理论、人才与工程的贡献学科专业理论、人才与工程的贡献学科拓展与发展学科拓展与发展水利科学导论水利科学导论一、一、 学科构成学科构成水利科学导论水利科学导论学
4、科构成体系学科构成体系学科培养体系学科培养体系一、学科构成体系一、学科构成体系 一级学科专业一级学科专业水利水利工程工程水利水电工程水利水电工程水力学及河水力学及河流动力学流动力学水文及水资源水文及水资源工程工程港口航道及海港口航道及海岸工程岸工程农业水利工程农业水利工程水利科学史水利科学史水利科学导论水利科学导论一、学科构成体系一、学科构成体系 二级学科专业二级学科专业港口航港口航道及海道及海岸工程岸工程河流动力学河流动力学河流物理模拟河流物理模拟河床演变学河床演变学河流数值模拟河流数值模拟海岸工程学海岸工程学水利科学导论水利科学导论港口航道工程学港口航道工程学防洪工程学防洪工程学一、学科构
5、成体系一、学科构成体系 二级学科专业二级学科专业水水力力学学水力学基础水力学基础环境水力学环境水力学工程水力学工程水力学计算水力学计算水力学水利科学导论水利科学导论一、学科构成体系一、学科构成体系 二级学科专业二级学科专业水利科水利科学学 史史水利史水利史科学技术史科学技术史江河发展史江河发展史水利发展与水利发展与变迁变迁水利科学导论水利科学导论二、学科培养体系二、学科培养体系 完整完备的培养体系完整完备的培养体系水利科学导论水利科学导论国家重点试验室国家重点试验室研究生教育研究生教育硕士、博士硕士、博士本科教育本科教育博士后博士后流动站流动站管理技术管理技术人员培养人员培养二、二、 学科背景
6、学科背景水利科学导论水利科学导论七大水系七大水系长江长江黄河黄河珠江珠江淮河淮河海河海河松花江松花江辽河辽河全国流域图全国流域图水利科学导论水利科学导论长江流域图长江流域图水利科学导论水利科学导论黄河流域图黄河流域图水利科学导论水利科学导论珠江流域图珠江流域图水利科学导论水利科学导论钱塘江模型一线潮钱塘江模型一线潮水利科学导论水利科学导论水利科学导论水利科学导论钱塘江一线潮钱塘江一线潮水利科学导论水利科学导论钱塘江一线潮钱塘江一线潮三、三、 学科理论体系学科理论体系水利科学导论水利科学导论水文学水文学流体流体力学力学两相流两相流动力学动力学河床河床演变学演变学计算机计算机科学科学地貌学地貌学地
7、理学地理学生态生态环境学环境学数学数学河流河流动力学动力学河流动力学河流动力学主要特点主要特点-多学科交叉多学科交叉隶属学科隶属学科-河流动力学河流动力学人类活动对泥沙人类活动对泥沙和径流的改变和径流的改变泥沙输移变化和泥沙输移变化和河床演变河床演变新的新的防洪形势防洪形势水土流失水土流失水库调节水库调节 河道冲淤变化河道冲淤变化河型和河势变化河型和河势变化江湖关系调整江湖关系调整 河道过流能力变化河道过流能力变化湖泊调蓄量变化湖泊调蓄量变化险工险段的调整险工险段的调整 水利科学导论水利科学导论水、运动水水、运动水水流及水流机械水流及水流机械运动规律运动规律水力工程水力工程液态水特性液态水特性
8、运动水特性运动水特性 水流运动形态水流运动形态水流运动基本规律水流运动基本规律江湖水关系江湖水关系 渠道水力学渠道水力学环境水力学环境水力学工程水力学工程水力学 水利科学导论水利科学导论古代水利史古代水利史近代科学史近代科学史现代科学史现代科学史河道防洪河道防洪灌溉灌溉 水利工程水利工程 水利工程变迁水利工程变迁 水利科技发展水利科技发展水利发展信息水利发展信息水利发展产业水利发展产业 水利科学导论水利科学导论四、学科工程问题与解决方法四、学科工程问题与解决方法水利科学导论水利科学导论 防洪问题防洪问题 水沙输移问题水沙输移问题 水电工程问题水电工程问题 河口治理问题河口治理问题 水土保持问题
9、水土保持问题 港口工程问题港口工程问题航运工程问题航运工程问题海岸工程问题海岸工程问题水利工程问题水利工程问题长江防洪问题长江防洪问题长江中下游河势图长江中下游河势图水利科学导论水利科学导论长江防洪问题长江防洪问题水利科学导论水利科学导论长江防洪问题长江防洪问题水利科学导论水利科学导论长江防洪问题长江防洪问题水利科学导论水利科学导论长江防洪问题长江防洪问题水利科学导论水利科学导论黄河防洪工程问题黄河防洪工程问题水利科学导论水利科学导论黄河防洪工程备料黄河防洪工程备料水沙输移问题水沙输移问题水利科学导论水利科学导论上游上游河道输沙河道输沙水库水库水沙调节水沙调节下游下游河道输沙河道输沙河口河口泥
10、沙输移泥沙输移泥沙淤积泥沙淤积河道冲刷河道冲刷河口蚀退河口蚀退微观:泥沙输移微观:泥沙输移宏观:河床演变宏观:河床演变泥沙输移变化泥沙输移变化导致河床演变导致河床演变河床演变改变河床演变改变河道输沙河道输沙模拟的科学问题模拟的科学问题水沙输移问题水沙输移问题水利科学导论水利科学导论河口河口延伸延伸规律规律变得变得复杂复杂河口蚀退河口蚀退波浪掀沙波浪掀沙潮流输沙潮流输沙水沙输移问题水沙输移问题水利科学导论水利科学导论水沙输移问题水沙输移问题水利科学导论水利科学导论水沙输移问题水沙输移问题水利科学导论水利科学导论水沙输移问题水沙输移问题水利科学导论水利科学导论水沙输移问题水沙输移问题水利科学导论水
11、利科学导论水电工程问题水电工程问题水利科学导论水利科学导论长江:长江:3838个个黄河:黄河:1515个个珠江:珠江:1919个个 水电工程问题水电工程问题水利科学导论水利科学导论水电工程问题水电工程问题水利科学导论水利科学导论水电工程问题水电工程问题水利科学导论水利科学导论水电工程问题水电工程问题水利科学导论水利科学导论水电工程问题水电工程问题水利科学导论水利科学导论河口治理工程问题河口治理工程问题水利科学导论水利科学导论河口治理工程问题河口治理工程问题水利科学导论水利科学导论回头潮回头潮一线潮一线潮十字交叉潮十字交叉潮碰头潮碰头潮水土保持工程问题水土保持工程问题水利科学导论水利科学导论水土
12、保持工程问题水土保持工程问题水利科学导论水利科学导论港口工程问题港口工程问题水利科学导论水利科学导论航运工程问题航运工程问题水利科学导论水利科学导论航运工程问题航运工程问题水利科学导论水利科学导论海岸工程问题海岸工程问题水利科学导论水利科学导论防洪工程问题防洪工程问题水利科学导论水利科学导论防洪工程问题防洪工程问题水利科学导论水利科学导论防洪工程问题防洪工程问题水利科学导论水利科学导论 荆江大堤上起荆州市区枣林岗,下止荆州市监利县城南,相应桩号810+350628+000,全长182.35千米。为国家一级堤防。荆江大堤贯穿荆州市的荆州区、沙市区、江陵县和监利县。 直接保护的范围包括荆北的110
13、0万亩地,800万人民的生命财产安全。长江黄金水道贯通全境,沙洪公路走向与大堤平行,通过荆州城区,监仙公路可与宜黄高速公路、207国道相连,对外交通十分方便。810+350 628+000 水利工程问题水利工程问题水利科学导论水利科学导论东线:长江下游东线:长江下游扬州引长江水到扬州引长江水到天津天津中线:汉江淘中线:汉江淘岔引水到北京岔引水到北京天津天津西线:长江上游西线:长江上游通天河引水到北通天河引水到北京天津京天津水利工程问题水利工程问题水利科学导论水利科学导论水利工程问题水利工程问题水利科学导论水利科学导论泥水环境工程问题泥水环境工程问题水利科学导论水利科学导论泥水环境工程问题泥水环
14、境工程问题水利科学导论水利科学导论二、学科体系二、学科体系五、学科基础理论与方法五、学科基础理论与方法水利科学导论水利科学导论水力学科基础理论与方法水力学科基础理论与方法河流动力学基础理论与方法河流动力学基础理论与方法河床演变学基础理论与方法河床演变学基础理论与方法河流物理模型理论及方法河流物理模型理论及方法河流数学模型基础理论与方法河流数学模型基础理论与方法5.1 水力学基础理论与方法水力学基础理论与方法水利科学导论水利科学导论hpwhgvpzgvpz222222221111静水压强及其分布规律静水压强及其分布规律水流运动的能量守恒及其转化规律水流运动的能量守恒及其转化规律h水从能量高的向能
15、量低的地方运动水从能量高的向能量低的地方运动5.1 水力学基础理论与方法水力学基础理论与方法水利科学导论水利科学导论计算水力学计算水力学0)(02fgAJxZgAAQxtQtQtA非恒定流水面线计算非恒定流水面线计算5.1 水力学基础理论与方法水力学基础理论与方法水利科学导论水利科学导论工程水力学工程水力学堰流及闸孔出流水力计算堰流及闸孔出流水力计算坝、堰、闸下流消能计算坝、堰、闸下流消能计算渗流计算渗流计算管道水击计算管道水击计算高速水流计算高速水流计算水利科学导论水利科学导论5.2河流动力学基础理论与方法河流动力学基础理论与方法长江水真浑长江水真浑黄河水真黄黄河水真黄黄河水电站排出的是黄河
16、水电站排出的是水吗水吗?水利科学导论水利科学导论5.2 河流动力学基础理论与方法河流动力学基础理论与方法水流能够输沙吗水流能够输沙吗黄河怎么了?沙黄河怎么了?沙多、输得远、淤多、输得远、淤得多得多水电站能通航吗水电站能通航吗?水利科学导论水利科学导论5.2河流动力学基础理论与方法河流动力学基础理论与方法电站何时淤死电站何时淤死长江不排洪水吗长江不排洪水吗河道上建筑物不防河道上建筑物不防碍行洪吗碍行洪吗?水利科学导论水利科学导论5.2河流动力学基础理论与方法河流动力学基础理论与方法在明渠水流运动下,研究液态中的固态运动在明渠水流运动下,研究液态中的固态运动主要研究:泥沙的冲泻质、悬移质、推移质的
17、主要研究:泥沙的冲泻质、悬移质、推移质的基本运动规律基本运动规律冲泻质:极细颗粒,满足自动悬浮条件:泥沙颗粒重冲泻质:极细颗粒,满足自动悬浮条件:泥沙颗粒重力作功对水流所提供的能量大于自身消耗的能量力作功对水流所提供的能量大于自身消耗的能量1*u这样的泥沙很难落淤到河床上,而得于远距离的这样的泥沙很难落淤到河床上,而得于远距离的输送输送水利科学导论水利科学导论5.2河流动力学基础理论与方法河流动力学基础理论与方法悬移质运动:悬移质运动: 满足条件:满足条件:531*u这样的泥杀可以在水中作悬移运动,在一定的水这样的泥杀可以在水中作悬移运动,在一定的水流条件下,它可以转变为推移质,或者转变为床流
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