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吴普特 等 著

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• 灌溉
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• 水利学
• 工程书籍

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030348135

版次：1

商品编码：11044372

包装：平装

开本：16开

出版时间：2012-06-01

页数：228

正文语种：中文

编辑推荐

作者以灌溉水流运动规律、灌溉系统水力计算及灌溉均匀度评价为主线撰写本书，形成了这部尚不太成熟的《灌溉水力学引论》。其目的在于让更多的同行注意并重视此项研究，也让更多的同行对此项研究提出批评与建议，共同参与研究，不断完善灌溉水力学这门新兴学科，为我国现代节水农业的发展提供理论与技术支撑。

内容简介

《灌溉水力学引论》从灌溉水流运动过程入手，研究各种灌溉方式下的水流运动机理，使灌溉水流更有效地进入田间，更均匀地分布到土壤表面，进而入渗形成土壤水，被作物吸收利用。它与土壤物理学和植物水分生理学共同构成了农田灌溉的理论基础，用以指导灌溉，提高灌溉质量和成效。《灌溉水力学引论》共9章，第1章为绪论，从分析农田灌溉过程人手，提出了灌溉水力学的概念，以及研究对象与主要研究内容；第2～8章为全书的重点内容，分别论述了灌溉渠道和管网的水力计算，地面灌溉、微压多孔软管灌溉、喷灌和滴灌等不同灌溉方式下的水流运动特征，第8章对灌水均匀度评价指标进行了总结；第9章对灌溉水力学亟待研究的问题进行了分析与思考。

目录

前言
第1章 绪论
1．1 农田灌溉过程及阶段划分
1．2 研究对象及主要研究方法
1．2．1 研究对象
1．2．2 灌溉水力学主要研究内容
1．2．3 主要研究方法
1．3 对灌溉水力学的认识与思考
参考文献

第2章 灌溉渠道水力计算及测流技术
2．1 U形渠道水力最佳断面及水力计算
2．1．1 过水断面水力要素公式
2．1．2 水力最佳断面
2．1．3 分界流量
2．1．4 正常水深的迭代公式
2．1．5 临界水深的迭代公式
2．1．6 U形、梯形、矩形渠道水力最佳断面的比较
2．2 无压流圆形断面水力计算
2．2．1 过水断面水力要素公式
2．2．2 正常水深与临界水深的迭代公式
2．2．3 正常水深与洞径的关系
2．2．4 应用举例
2．3 马蹄形断面水力计算
2．3．1 过水断面水力要素
2．3．2 判别均匀流正常水深与临界流水深范围的分界流量
2．3．3 正常水深的迭代计算
2．3．4 临界水深的计算
2．4 机翼形量水槽测流理论
2．4．1 量水槽的结构
2．4．2 量水槽流量公式的建立
2．4．3 机翼形量水槽的标准化结构体系及设计施工要求
2．5 U形渠道断面测流方法
2．5．1 U形渠道断面测流公式的推导
2．5．2 U形渠道断面测流几点说明
参考文献

第3章 灌溉管网水力计算
3．1 多孔出流管水力计算
3．1．1 多孔出流管沿程水头损失
3．1．2 多孔出流管局部水头损失
3．1．3 多孔管压强水头分布规律
3．1．4 均匀坡上多孔管双向布置时最佳进口位置的确定
3．1．5 多孔变径管水力计算方法
3．2 未考虑压力分区的田间管网水力计算
3．2．1 田间管网的压力参数和设计系数
3．2．2 支管和毛管采用同径管时的压力参数和设计系数
3．2．3 支管变径和毛管同径时的压力参数和设计系数
3．2．4 田间管网水力计算方法
3．3 基于压力分区的田间管网水力计算
3．3．1 田间管网压力偏差
3．3．2 毛管水力设计
3．3．3 支管水力设计
3．3．4 支管进口水压力
3．4 输水管网水力优化
3．4．1 输水管网初步优化设计
3．4．2 输水管网二次优化设计
参考文献

第4章 地面灌溉水流运动特征
4．1 沟灌水流运动特征
4．1．1 地表水流推进过程
4．1．2 地表水流消退过程
4．1．3 沟灌沿沟长方向的人渗时间分布特征
4．1．4 灌水沟中水深变化特征
4．1．5 沟灌土壤含水量分布
4．2 畦灌水流运动特征
4．2．1 畦灌水流运动及基本函数
4．2．2 侧向流及畦宽对水流运动过程的影响
4．2．3 进水口间距对水流运动过程的影响
4．2．4 设计情况下长畦分段灌溉与畦灌的比较
4．3 地面灌溉田面水流运动模拟
4．3．1 沟灌田面水流运动模拟——运动波模型
4．3．2 畦灌田面水流运动模拟——零惯量模型
参考文献

第5章 微压多孔软管灌溉水流特征
5．1 概述
5．2 自流微压多孔软管的输水能力比较分析
5．3 微压多孔软管总出流量和平均单孔出流量的计算公式
5．4 多孔管的沿程水头损失计算
5．4．1 已有公式及存在问题
5．4．2 基本公式及分析
5．4．3 多孔管的沿程水头损失
5．4．4 分析与讨论
5．5 多孔管沿程压力水头变化分析
5．5．1 多孔管沿程压力水头公式的建立
5．5．2 多孔管末端压力水头变化的定性分析
5．5．3 多孔管平均压力水头的确定
5．5．4 多孔管最大和最小压力水头的确定
5．5．5 压力水头线的类型分析
参考文献

第6章 喷灌水流运动特征
6．1 喷灌水力特征参数
6．1．1 喷头射程
6．1．2 喷头流量
6．1．3 喷灌强度
6．1．4 喷灌均匀度
6．1．5 喷灌水滴粒径
6．2 喷头射程方程
6．2．1 圆形喷洒域喷头射程方程
6．2．2 非圆形喷洒域喷头射程方程
6．3 喷灌水滴运动方程
6．3．1 喷灌水滴受力分析
6．3．2 喷洒水滴运动方程
6．3．3 喷灌水滴运动方程的求解
6．4 喷灌水量分布特性
6．4．1 圆形喷洒域喷头无风喷洒
6．4．2 圆形喷洒域喷头有风喷洒
6．4．3 非圆形喷洒域喷头无风喷洒
参考文献

第7章 滴头流道水流运动特征
7．1 微流道水力计算及PIV系统
7．1．1 微流道单相流水力计算
7．1．2 微流道两相流水力计算
7．1．3 微流道PIV原理及系统
7．2 滴头流道水流运动特性
7．2．1 流道转角的水力性能和抗堵性能
7．2．2 流道偏差量的水力性能和抗堵性能
7．2．3 梯形流道的水力性能和抗堵性能
7．2．4 优化流道结构的水力性能和抗堵性能
7．3 流道结构参数对固体颗粒运动的影响
7．3．1 流道转交对固体颗粒运动的影响
7．3．2 流道宽对固体颗粒运动的影响
7．3．3 齿高对固体颗粒运动的影响
7．3．4 偏差量对固体颗粒运动的影响
7．4 滴头流道固液二相流运动特征
7．4．1 平直流道颗粒运动
7．4．2 齿形、半圆形及正弦形流道颗粒运动
7．4．3 迷宫流道固体颗粒运动
参考文献

第8章 灌水均匀度评价指标
8．1 灌溉均匀度评述
8．1．1 灌溉均匀系数
8．1．2 各种均匀系数之间的关系
8．1．3 均匀系数影响因素分析
8．2 基于水力偏差的均匀度计算
8．3 水力、制造偏差耦合均匀度计算
8．4 水力偏差、制造偏差和微地形高差的均匀度计算公式
参考文献

第9章 灌溉水力学若干问题探讨
9．1 灌溉均匀度
9．2 灌溉水流运动
9．3 灌溉系统水力计算
参考文献

前言/序言

沉浸式探索：水流的奥秘与工程的智慧 这是一个关于水的故事，一个关于如何驾驭这生命之源，将其转化为滋养万物、驱动文明进步的强大力量的故事。它不是一本教科书，没有冰冷的公式和冗长的理论，而是一次邀请，邀请你潜入水流的宏伟世界，感受它蕴含的澎湃能量，领略古今人类在与水搏斗与合作中展现出的非凡智慧。 想象一下，站在一座巍峨的大坝前，望着奔腾而下的水流，水珠飞溅，雷声轰鸣。你是否曾惊叹于这股力量的原始与强大？你是否曾好奇，在工程学的精妙设计背后，隐藏着怎样对水流特性的深刻理解？本书将带你穿越时空的界限，从最初人类对河流的敬畏与利用，到如今高科技水利工程的震撼成就，勾勒出一幅波澜壮阔的水利发展史。 我们将从最基础的概念讲起，但绝非枯燥的定义堆砌。我们将以生动的案例，展示水的种种形态与特性。比如，为什么河流总是选择蜿蜒的路径？为什么在不同的地形下，水流的速度会发生如此显著的变化？我们会深入探讨水的密度、粘度、表面张力这些看似微不足道的因素，如何在宏观的水流运动中扮演着至关重要的角色。你会了解到，即使是最简单的流水，其运动轨迹也遵循着一套精妙的物理法则，而理解这些法则，是解锁水力学奥秘的第一把钥匙。 接着，我们将把目光投向人类与水互动最直接的领域——灌溉。灌溉，这项古老而又至关重要的技艺，是人类文明能够得以繁衍和发展的重要基石。你将了解到，在遥远的古代，智慧的先民是如何观察季节的变化，如何利用地形的优势，如何修建简陋却有效的引水渠道，将宝贵的水源引入干涸的土地，变荒漠为绿洲。我们将追溯埃及尼罗河谷、美索不达米亚两河流域，以及中国黄河流域等文明发祥地的灌溉智慧，欣赏那些历经数千年依然令人赞叹的工程奇迹。你将发现，这些古老的灌溉系统，不仅仅是简单的导水工程，更蕴含着对水文规律、土壤特性以及作物需求的深刻洞察。 当我们步入近现代，工业革命的浪潮席卷而来，水力作为一种清洁而强大的能源，被赋予了新的使命。本书将带你走进18世纪的英国，感受蒸汽机与水力机的交锋，理解水力在早期工业化进程中所扮演的关键角色。你将了解到，抽水机、水轮机等伟大发明，是如何被设计出来，以更高效地利用水流的动能，驱动着工厂的机器运转，推动着社会的进步。我们会探索水力发电的早期探索，以及其如何逐渐改变了人类获取能源的方式，为现代工业社会提供了源源不断的动力。 当然，现代水利工程远不止于灌溉与发电。我们将展开对更宏大工程的描绘，例如那些横跨江河的巨型水坝。你将有机会“走进”三峡大坝、胡佛水坝等世界级工程的建设现场，通过细致的描述，感受工程技术人员的智慧与汗水。我们会探讨水坝的选址、设计、施工中的重重挑战，以及它们在防洪、发电、航运、供水等方面的综合效益。你将了解到，建造一座大型水坝，绝非仅仅是堆砌钢筋水泥，而是对地质、水文、生态、社会等诸多因素进行精密计算与平衡的结晶。 本书还会深入探讨水在城市生活中的角色。从古罗马的引水渠，到现代城市复杂的供水管网，水是如何被源源不断地输送到千家万户，保障着人们的日常生活？我们会解析城市供水系统的设计原理，包括水源地的选择、水质的净化处理、输配管网的布局，以及末端用户用水的安全与卫生。你将认识到，每一次拧开水龙头，背后都有一套精密运转的系统在支持着。 除了显而易见的工程应用，水力学也深深地影响着我们对自然现象的理解。你会了解到，水流的形态如何影响着河床的侵蚀与沉积，塑造着地球表面的地貌。我们会探讨河流的演变规律，以及自然界中那些令人惊叹的水蚀奇观，比如大峡谷的形成。同时，本书也会触及水流与生态环境的密切关系，探讨如何在工程建设中，最大限度地保护河流的生态平衡，实现人与自然的和谐共处。 当然，水力学的魅力也体现在其细致入微之处。我们不会回避那些看起来“小众”但至关重要的议题。例如，船只如何在水面上航行？浮力、阻力、推进力，这些简单的物理概念，在水力学的框架下，又会衍生出怎样精妙的计算与设计？我们会探讨不同船型的设计原理，以及船只在不同水域航行时所面临的挑战。你可能会惊叹于，看似简单的轮船，其背后也蕴含着深厚的流体力学知识。 本书更是一次对人类创造力的赞颂。从古代的投石机利用水力驱动，到现代的涡轮发电机以水流驱动发电，人类在不断地探索与创新，以更巧妙的方式驾驭着水的力量。我们会介绍那些在水力学领域做出杰出贡献的科学家与工程师，他们的思想与实践，如何为我们今天的工程技术奠定了坚实的基础。 本书的写作风格将力求生动有趣，避免过于专业的术语，或者在必要时进行通俗易懂的解释。我们希望通过丰富的图文、翔实的案例，以及引人入胜的故事，让你在轻松阅读的同时，能够深刻地理解水力学的魅力所在。无论是对工程技术感兴趣的爱好者，还是对自然科学充满好奇的学生，亦或是仅仅想了解水在人类文明发展中扮演何种角色的读者，都能在这本书中找到属于自己的那份惊喜与收获。 这是一次关于水的探索之旅，一次关于智慧的传承之旅，一次关于人类与自然和谐共生的思考之旅。让我们一同启程，在水流的律动中，感受科学的严谨与工程的伟大。

评分☆☆☆☆☆

初次翻开这本《灌溉水力学引论》，我便被它那严谨而又充满活力的叙事方式深深吸引住了。作者似乎拥有一种魔力，能将那些平日里晦涩难懂的物理定律和工程原理，化为一个个生动的画面呈现在我的脑海中。读到关于渠道设计的那一章时，我仿佛置身于一个广袤的田野之上，亲手测量着水流的速度，感受着水体与泥土的相互作用。那些复杂的数学模型，不再是冰冷的公式，而是解决实际问题的有力工具。书中对不同气候带下灌溉效率的分析尤为精彩，它不仅仅停留在理论层面，更结合了大量的案例研究，让我看到了水资源管理在不同地理环境下的多样性和挑战性。我尤其欣赏作者在介绍水力特性时所采用的类比手法，比如将水流的湍动比喻为交响乐中的不同乐章，这极大地降低了初学者的理解门槛。整本书的逻辑结构清晰得令人称赞，从宏观的水文循环到微观的水流阻力，层层递进，构建了一个完整而坚实的知识体系。读完后，我对灌溉系统的设计与优化有了一种脱胎换骨的认识，这绝非一本枯燥的教科书，而是一部启发思考的工程哲学指南。

评分☆☆☆☆☆

这本书的文字风格极其凝练，带着一种老派工程师的务实和精准，但其深度绝非徒有其表。我感觉自己像是在攀登一座知识的高峰，每向上一个台阶，视野就开阔一分。书中对非均匀流和瞬变流的讨论，简直是水力学领域的一场思想的碰撞。作者没有回避那些计算上的棘手之处，反而坦率地展示了工程实践中如何利用简化假设来逼近真实世界。那些关于波浪传播和水锤效应的章节，读起来让人心跳加速，仿佛能真切地感受到管道内压力骤变的惊险。我特别留意了作者在引用文献时的严谨性，几乎每一个关键结论都有可靠的出处支撑，这极大地增强了文本的说服力。此外，书中附带的那些手绘图示，虽然风格朴素，却比任何高清的渲染图都更能抓住问题的核心本质。这本书要求读者投入大量精力去消化和思考，它不是那种可以“快速浏览”的作品，而是一部需要反复研读、边做笔记边吸收的深度专著。它对基础理论的夯实，为后续学习更高级的河流动力学或水资源规划奠定了不可动摇的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和图表质量给我留下了深刻的印象。在技术书籍中，清晰的视觉呈现往往是衡量专业水准的一个重要标准，而《灌溉水力学引论》在这方面几乎无可挑剔。图表的标注精确，坐标轴的选取极具洞察力，它们有效地将复杂的三维流动现象简化为易于理解的二维截面或剖面图。我特别提一下书中关于量纲分析和单位制转换的章节，其详尽程度远超我的预期，这对于跨国项目合作中的沟通至关重要。作者似乎深知读者群体的多样性，因此在涉及专业术语时，总会提供简洁明了的定义，确保非专业背景的读者也能跟上节奏。整本书的阅读体验是极其流畅和愉悦的，纸张的触感和装订的结实度也体现了出版社的诚意。它不像一些学术专著那样充斥着晦涩的行话，而是用一种近乎于散文诗的节奏，娓娓道来水在土地上舞蹈的规律。读完它，我不仅获得了知识，更获得了一种对水资源管理事业的由衷敬意和责任感。

评分☆☆☆☆☆

作为一名接触过一些水利工程的从业者，我最欣赏这本书对“不确定性”的处理方式。许多同类书籍倾向于构建一个完全理想化的、摩擦力为零、边界条件固定的世界，但《灌溉水力学引论》却赤裸裸地揭示了现实世界的混乱与复杂。它详尽地分析了泥沙淤积对渠道过水能力的影响，以及水温变化对流速测量的细微干扰。作者似乎在不断地提醒读者：工程实践永远是与不确定性共舞的艺术。书中关于渗漏和蒸发损失的章节，其量化分析达到了惊人的细致程度，这对于追求效益最大化的现代农业管理至关重要。我甚至觉得，这本书的价值已经超越了纯粹的力学范畴，它更像是一本关于“风险评估与决策制定”的实践手册。阅读过程中，我经常会停下来，对比书中描述的理想模型和我过去遇到的实际难题，这种对照的过程，无疑是提升工程直觉的绝佳途径。它的语言风格就像一位经验丰富、不苟言笑的导师，用最直接的方式告诉你水流的脾气秉性。

评分☆☆☆☆☆

我发现这本书在处理“历史演进”与“未来展望”的结合上做得非常高明。它并没有将水力学视为一个已经定型的学科，而是将其置于人类文明持续发展的宏大叙事中去审视。在探讨早期灌溉技术时，作者的笔触充满了对古代先贤智慧的敬意，那些巧妙的引水渠和分水闸，无不体现出人与自然和谐共存的哲学理念。这种历史的纵深感，让我对当前所学的现代计算流体力学方法产生了更深层次的敬畏。再看未来部分，作者大胆地探讨了人工智能在灌溉调度中的潜在应用，并将这些前沿设想与经典的伯努利方程巧妙地联系起来，展示了基础理论的永恒价值。这本书的阅读体验是立体而非线性的，它不断地在“过去是什么”、“现在怎么做”和“未来能怎样”之间切换，让读者始终保持高度的参与感。我特别喜欢其中穿插的一些小型“思考题”，它们往往不是要求计算，而是引导你去质疑既有的设计范式，这种启发式的教学方法非常适合培养创新思维。