水工模型试验基础

《水工建筑物》课程实验指导书王飞虎江锋西安理工大学水电学院水工系二OO六年十月水工模型试验(一)班级姓名学号日期整体水工模型试验一、试验综述：当研究河道中水利枢纽工程的总体布置合理性，则按一定比例把所研究的河段和水利枢纽缩制成模型来进行研究，这种模型就叫做整体模型。

整体模型所研究的对象的水力特性通常与空间三个坐标有关，如显著弯曲的河渠、溢洪道水流问题，拱坝泄流问题及水利枢纽上下游水流衔接，流态等问题，常需制作成整体水工模型来进行研究。

影响枢纽布置的主要因素是坝址地形、地质情况及河道水文特征等，影响下游消能防冲的主要因素是泄水建筑物的体型布置和下游河道的地质，地貌等。

二、整体模型一般研究内容：1、泄水建筑物的泄流能力2、泄水建筑物的压力、流速、空化特性等3、下游河道岸边水面高程（水面线）4、消能工的消能效果5、泄水建筑物下游的折冲水流及水流扩散问题6、下游河道流速分布7、上下游水流流态、水流衔接。

8、下游河床及岸坡的冲刷等三、试验目的1、初步了解整体模型试验的基本理论及研究范围和内容。

2、初步掌握整体模型试验的基本方法及量测技术和技巧。

3、初步掌握试验资料整理、分析、评价及解决实际工程问题的能力4、结合具体试验、巩固和复习专业理论知识，增强动手和科研能力。

四、本试验要求和任务1、枢纽泄流能力2、下游岸边流速分布3、下游岸边水面线4、上下游水流流态5、要求整理分析试验成果，对工程布置作出评价，试提出改进措施。

6、写出试验报告。

五、工程概况洮河海甸峡水电站位于甘肃省临洮县，渭源县和康乐县三县交界的海甸峡进口处，电站总装机容量为25MW，水库设计洪水位为2002m，校核洪水位为2004.0m，总库容为2200万m3，最大坝高49m，坝顶高程为2005.0m，是一座以发电为主的III等中型水电站枢纽。

枢纽由溢流坝、泄冲闸和挡水坝、引水发电隧洞、电站厂房等建筑物组成，工程布置特性见表1。

溢流坝布置为2×10m的表孔，堰顶高程为1995m，溢流坝堰顶上游头部为双圆弧曲线，下游堰面为WES改型曲线，下游消能形式为底流消能，消力池长70m，宽23m，池深5.2m，底板高程为1971.8m，尾坎高程为1977m，消力池下游为砼四面体护坦，长45m，护坦高程为1977.0m。

水工与河工模型试验课程设计一、背景水工与河工是水利工程专业必修课程之一，其主要目的是让学生了解水流在不同情况下的特性和运动规律，掌握水利工程的基本知识和实践技能。

在学习水工与河工课程时，模型试验是必不可少的一部分，通过模型试验可以更好地理解水利工程的现象和规律。

二、模型试验的作用•理论与实践相结合模型试验是将理论知识与实践操作结合起来的重要方式，在试验过程中，学生能够深入理解理论知识，并且通过实践操作，更好地掌握相关技能，并且加深对理论知识的记忆。

•提高学生的动手实践能力水工与河工课程中需要涉及到很多实际问题，在进行模型试验时，需要学生自行设计实验方案、制作试验装置、搜集相关资料和数据，并进行资料分析和处理，这些都是能够极大地提高学生动手实践能力的过程。

•促进学生团队合作进行模型试验需要学生之间进行团队合作，相互配合，分工合作，达到共同完成实验的目的，这有助于培养学生的团队意识与合作精神。

•对未来研究提供基础模型试验是一个基础性的研究方法，通过模型试验，可以为未来的深入研究提供基础，在研究前需要进行模型试验，对相关问题进行探究和验证，为后续的研究打下基础。

三、课程设计方案1. 实验背景本次课程设计旨在让学生理解水工与河工课程中涉及到的相关现象和规律，通过模型试验，让学生掌握理论知识和实际操作能力。

2. 实验目的•通过实验了解流体力学观测技术；•学习使用实验仪器设备；•了解水流的特性，如流量、速度、压力等；•掌握常见的水工与河工模型试验方法。

3. 实验内容本次模型试验主要是以单孔水闸为研究对象，通过实验让学生掌握流体力学观测技术，实验内容包括：•制作单孔水闸模型装置；•测量水流量、速度和压力等参数；•分析实验数据；•撰写实验报告。

4. 实验步骤步骤一：制作单孔水闸模型装置具体实验步骤如下：1.根据实验要求，制作符合相关要求的单孔水闸模型装置；2.完成水闸连接管道和水泵等设备的设置；3.准备好着手处理数据所需的电路设备并进行连接；4.领取实验所需的相关材料和装备，并将其准备好。

水工模型试验测量技术综述摘要:水工模型试验是解决工程实际问题，为理论研究和工程设计提供依据的重要手段。

基础数据的准确度与精确度直接关系到试验成果的质量，因此试验中的测量技术非常关键。

流速、流量、水位、压力、地形、泥沙含量等是模型试验中测量的主要数据，本文主要介绍了模型试验中这些数据的测量技术及存在的问题。

关键字:水工模型试验测量方法发展现状问题分析引言水工模型试验是根据相似原理，按照一定的相似比将需要研究的对象，如河流、水工建筑物等按一定比例缩小后，在缩小的模型中复演与原型相似的水流，进行水工建筑物各种水力学问题研究的实验技术，旨在定性或定量的揭示其运动规律或水力学特性，为理论研究和工程设计等提供依据。

自1870年弗劳德(Froude)首先按水流相似准则进行了船舶模型试验以来，随着水利事业的发展，水工模型试验水平在很大程度上有了提高，在理论设计、模型制作、试验测量、数据处理等方面都有了创新突破和发展。

模型试验中的数据测量对试验结果的质量起着至关重要的作用，数据的精确度和准确度直接关系到科研成果的质量。

在水工模型试验中主要需要控制和测量的参数有流速、流量、水位、压力、地形、泥沙等，测量仪器的精度、范围、性能等决定着测量结果的准确性，因而优良的测量技术是模型试验的前提和保障。

近年来随着激光技术、超声波技术、计算机技术及数字图像处理技术等先进技术的发展，模型试验测量技术有了较快的发展，但尚存在一些问题有待进一步研究，本文主要论述模型试验测量技术的发展及现在存在的一些问题。

1.发展现状1.1流速测量技术流体的流速是流场最基本的物理量之一，对流体流动特性的认识很大程度上取决于流场的获得，而大多数描述流场的物理量都直接或间接与流速有关，如环量、涡量、流函数、流速势函数等等。

在模型试验中流速的测量非常重要，随着技术的创新突破，流速的测量技术取得了较快的发展，从单点流速测量发展到多点测量，从单向到多向、从稳态向瞬态发展，从毕托管、旋浆流速仪、热线/热膜流速仪、电磁流速仪、超声波多普勒流速仪（ADV）、激光多普勒流速仪（LDV）、粒子图像测速仪（PIV）发展到VDMS法[1-3]。

水工(常规)模型试验规程水工(常规)模型试验是水利水电工程建设的重要环节，通过模拟真实工程情况，在实验室或试验场地进行工程试验，为工程设计、施工提供参考依据。

水工(常规)模型试验规程是规范水工模型试验活动的标准和指导，确保试验结果准确可靠，并且保障试验过程中的安全。

一、试验前准备1.确定试验目的和要求：在制定试验计划前，需明确试验的目的和要求，确定试验的具体内容、试验参数、试验时间等关键因素。

2.选择试验场地和设备：选择合适的试验场地和设备，确保试验过程中设备运行正常、场地条件符合试验要求。

3.确定试验方案和流程：制定试验方案和流程，包括试验的具体步骤、数据采集方案、试验设备的设置、试验过程的控制等内容。

4.制定试验安全措施：确保试验过程中人员的安全，制定相应的安全措施，包括人员防护、设备维护、紧急处理等措施。

二、试验过程1.设备调试和校准：在试验开始前，对试验设备进行调试和校准，确保设备运行正常，数据采集准确可靠。

2.试验数据采集和记录：在试验过程中，及时采集试验数据并进行记录，确保数据的真实性和完整性。

3.试验参数设置和控制：根据试验方案，设置试验参数并进行控制，保证试验过程中的稳定性和可重复性。

4.实时监测和反馈：对试验现场进行实时监测和反馈，及时调整试验参数以确保试验的顺利进行。

5.试验结果分析和评价：对试验结果进行分析和评价，验证试验目的和要求是否达到，为工程设计和施工提供参考依据。

三、试验报告和总结1.编制试验报告：在试验结束后，编制试验报告，包括试验目的、试验方案、试验过程、试验结果、分析和评价等内容。

2.总结经验和教训：总结试验过程中的经验和教训，为今后的试验工作提供参考和改进。

3.提交审核和审批：将试验报告提交给相关主管部门进行审核和审批，确保试验结果的准确性和可信度。

四、安全管理和保障1.严格遵守试验规程：所有参与试验工作的人员必须严格遵守试验规程，不得擅自更改试验方案和操作程序。

水工结构模型实验指导书水工结构静力模型实验指导书２００５年６月２０日水工结构静力模型实验指导书一、课程性质和目的：（1）水工结构模型试验所谓水工结构模型试验就是将原型以某一比例关系缩小成模型，然后向该模型施加与原型相关的荷载，根据从模型上获得的信息如应变位移等，通过一定的相似关系推出原型建筑物在应力、变形强度等成果。

（2）进行水工结构模型试验的目的和意义水工建筑物因其受力特征、几何形状、边界条件等均较复杂，特别是修建在复杂地基上建筑物更为如此，尽管计算机技术和空间有限元等正迅速发展，但目前还不能用理论分析方法完美地解决建筑物的稳定和应力问题，因此模型试验作为一种研究手段更具有重要的意义，可归纳成如几个方面：1．通过对水工建筑物的模型试验研究可以验证理论设计，国内外大型和重要的水工建筑物的设计，都同时要求进行计算分析和试验分析，以期达到互相验证的目的。

2．通过对原型结构的模拟试验，预测水工建筑物完建后的运行情况以及抵御事故的能力。

3．由于物理模型是对实际结构性态的模拟，在模型上还有可能出现原先未知而又实际存在的某些现象，因此模型试验研究不仅仅是对数理分析方法的验证，而且是获得更丰富切合实际的资料的积极探索，所以进行水工结构模型试验目的也是更好地探索新理论、新材料、新技术、新工艺的一种手段。

（3）结构模型试验研究的主要内容：a. 大型水工建筑物的整体应力及变形问题。

b. 结构物之间的联合作用问题。

c. 地下结构的应力与稳定问题。

d. 大坝安全度及破坏机理问题。

e. 水工结构的动力特性问题。

f. 验证新理论、新方法、新材料、新工艺等。

（4）模型试验的分类方法①按建筑物的模拟范围和受力状态分类a. 整体结构模型试验：研究整体建筑物在空间力系作用下的强度或稳定问题。

b. 平面结构模型试验：研究结构单位长度断面在平面力系作用下的强度和稳定问题，如重力坝坝段平面结构模型试验就是研究重力坝在水荷载作用下的应力和变形。

福州大学土木工程学院本科实验教学示范中心学生实验教学大纲适用年级2006一、课程中英文名称中文名称水工模型试验（课程实验）英文名称Hydraulic Model Practice二、授课对象与学时授课对象06级水利水电工程总学时30学时其中实验（上机）学时20学时三、本课程与其他课程的联系先修课程《高等数学》、《水力学》、《结构力学》、《材料力学》后续课程四、课程的教学目的水流运动是一种非常复杂的自然现象，对各种作用力存在的情况和它们发展的规律可通过水工模型实验来复演或预演原型的复杂水流现象，通过方案比较和修改可获得水工建筑物的优化布置和体型，从而为水利工程规划、设计、运行、管理提供科学的理论和技术的指导。

目前在许多领域里采用水工模型以解决工程问题已成为公认的标准方法。

（1）通过学习学生要了解水力模型试验的基本原理，掌握相似性试验理论。

2 ）了解相似性力学、定床和动床河流模型、水库模型、定床和动床潮汐模型、波生现象模型、水工建筑物模型）了解相似性力学、定床和动床河流模型、水库模型、定床和动床潮汐模型、波生现象模型、水工建筑物模型、管道模（2型和地下水模型等模型设计原理。

3 ）了解相似性力学、定床和动床河流模型、水库模型、定床和动床潮汐模型、波生现象模型、水工建筑物模型）了解相似性力学、定床和动床河流模型、水库模型、定床和动床潮汐模型、波生现象模型、水工建筑物模型、管道模（3型和地下水模型等模型试验技术及工程实例说明。

（4）了解水力模型试验的现状与学术水平。

五、课程教学的主要内容（一）水工模型试验量测仪器的参观与操作认识实习（必修）实验项目1:1:水工模型试验量测仪器的参观与操作认识实习（必修）知识点：通过参观、学习，了解各种量测仪器的工作原理、用途，掌握使用方法，介绍流速量测仪器的种类和各种应用条件，介绍国内外水工模型试验的基本方法。

重点：各种水工模型试验量测仪器的认识、适用条件和使用方法；各种量测仪器的工作原理和用途及选择；实验操作规程难点：国内外水工模型试验的基本方法认识，多点流速测量系统和ADV测速系统的使用方法水工建筑物模型一一泄水建筑物消能型式（必修）2:水工建筑物模型一一泄水建筑物消能型式（必修）实验项目2:知识点：运用模型试验基本原理，掌握按重力相似准则设计整体和局部模型时模型比尺的选择方法，制作与设计水工建筑物模型，测量泄水建筑物的水流流态、流速、压力等水力参数，并根据设计的泄水建筑物体型，计算该泄水工建筑物模型，测量泄水建筑物的水流流态、流速、压力等水力参数，并根据设计的泄水建筑物体型，计算该泄水 建筑物的消能率，并分析设计方案的可行性和合理性，并应用所学数学知识，处理和分析实验数据，并根据分析结能率，并分析设计方案的可行性和合理性，并应用所学数学知识，处理和分析实验数据，并根据分析结 果给岀设计推荐方案和设计方案的修改建议。

溢洪道水工模型试验资料及所需验证参数一、溢洪道水工模型试验的目的通过试验验证溢洪道的布置、体型结构、尺寸等设计是否合理、可行，找出它的不足所在，进一步补充完善设计，使其更趋于符合实际、实用、安全、经济、合理可行。

二、水库洪水调度运行及调洪计算水库洪水调度运行原则是:“主汛期闸门全开不控制泄洪；后汛期闸门关闭,采用闸孔出流。

”溢洪道工程规模由主汛期校核洪水控制。

通过调洪计算，水库的设计洪水位主汛期为410.45m，相应溢洪道下泄流量为387m3/s，后汛期为412.55m，相应溢洪道闸门控制下泄流量为96.4m3/s；校核洪水位主汛期为413.61m，相应溢洪道下泄流量为778.5m3/s，最大单宽流量为48.625m3/s，后汛期为413.30m，相应溢洪道下泄流量为163m3/s；溢洪道消能防冲建筑物设计洪水位410.12m，相应溢洪道下泄流量为353m3/s。

三、溢洪道工程布置溢洪道为河岸开敞式有闸控制溢洪道,紧靠右坝肩布置，总长210.0m，由进口段、控制段、泄槽段、出口挑流鼻坎段及护坦组成。

进口段：由导墙及过渡段组成，底坡为i=0.00的平坡，底板高程402.6m。

靠坝侧左导墙为光滑的圆弧导墙，导墙底板与大坝趾板开挖线相连，长18.801m，桩号自0+000m至0+022.193m，其圆弧半径为40m，圆心角为26.965°,导墙高12.9m,采用C20钢筋砼悬背梁式挡墙；靠岸坡侧右导墙长41.487m，桩号自0+000m至0+022.193m为扭面导墙,桩号0+000m以前的导墙为顺应山势的圆弧段与岸坡相连，采用M7.5浆砌块石衬砌。

桩号0+022.193m～0+042.193m为过渡直线段,长20m,底宽20m,边墙高12.9m,为矩形断面，左边墙与趾板及面板紧密相接，采用C20钢筋砼衬砌。

控制段：采用WES型实用堰溢流，桩号0+042.193m至0+063.193m，长21m，上游堰高2.4m，堰顶高程405m，在堰顶设2套8×6.5m的弧形钢闸门控制泄洪，采用2台液压式启闭机(型号QHLY-2×630kN)进行启闭,闸墩由一个中墩和两个边墩组成,墩顶高程415.5m，闸墩厚2.0m，溢流净宽16m，分两孔泄洪，单孔宽8m。

简述水工结构模型试验
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水工结构模型试验简述如下：
①理论分析：基于水力学原理，分析水工结构的工作特性和受力情况。

②模型设计：按照相似理论，设计模型的比例、材料和几何形状，确保物理相似性。

③模型制作：精心制作模型，包括结构主体、边界条件和测量装置，保证精度。

④试验准备：安装传感器、摄像头等测量设备，设定试验条件，如水流速度、水位等。

⑤数据采集：在控制条件下进行试验，记录流体动力学参数，如压力、流速和波浪特性。

⑥数据分析：处理试验数据，对比理论预测和实际结果，评估模型的准确性。

⑦结果验证：通过反复试验，验证水工结构的设计是否满足安全、经济和功能要求。

⑧报告编写：整理试验数据和分析结果，撰写详细的试验报告，提出优化建议。

水工结构模型试验一、背景水工结构是指与水相关的结构工程，例如防洪工程、堤防、水闸、引水渠、涵洞等。

由于水工结构的特殊性质，其模型试验十分重要，模型试验能够帮助人们更好地了解水工结构的性能，并对其进行优化改进。

二、试验目的本次试验的目的是通过对水工结构模型进行试验，来了解其在不同条件下的性能表现。

具体试验目标如下：•了解不同流量下，水工结构的承载力和稳定性情况；•了解不同温度下，水工结构的承载力和稳定性情况；•了解不同角度下，水工结构的水流流向变化情况。

三、试验内容本次试验将通过搭建水工结构模型，模拟不同流量、温度和角度下的试验环境，具体试验内容如下：1.搭建水工结构模型首先，我们需要搭建水工结构模型。

模型需要具备较好的可重复性，以便在不同试验条件下进行多次试验并比对。

模型需要重点考虑的因素包括：材料的选取、模型的尺寸、模型的制作工艺等。

2.不同流量下的试验在完成水工结构模型搭建后，我们将根据不同流量的要求进行试验。

试验过程中，我们需要记录结构的承载力和稳定性情况，并在不同流量下进行试验结果的比对分析。

3.不同温度下的试验除了不同流量外，温度也是影响水工结构性能的一个重要因素。

因此，我们还将在不同温度下进行试验。

试验过程和流量试验类似，利用试验结果对结构的性能进行分析和比较。

4.不同角度下的试验为了更好地了解水流对于水工结构的影响，我们还将对不同角度下的试验进行研究。

在不同角度下进行试验，并记录水流流向变化情况，以此对结构的性能进行分析和比较。

四、试验结果试验结果将包括不同流量、温度和角度下的试验数据和分析报告。

通过分析试验结果，我们将得出，并对水工结构的改进提出建设性的意见和建议。

五、通过对水工结构模型试验的实施，我们能够充分了解水工结构的性能和特点，为其优化和改进提供了科学依据。

同时，试验过程中还需要注意安全和环保，确保试验过程的顺利进行。

以上是本次试验的预期目标和具体试验内容，希望我们能够顺利完成试验，并取得满意的试验结果。

/水力模型试验理论与设计教学大纲课程编码：课程英文名称：Model Test Theory and Design总学时：32( 讲课：30,实习,2)学分：2课程类型：水利水电工程选修课先修课程：高等数学、工程力学、工程测量、水力学、土力学及地基基础、材料力学、结构力学等。

一、课程的性质与任务本课程为专业技术课程之一，其教学的目的和任务是培养学生的科学研究初步能力，掌握水工模型试验的基本理论与方法。

二、课程的教学基本要求学生学完本课以后，应达到下列基本要求：1、了解水力模型试验的作用及意义；2、掌握水力模型试验的尺度分析；3、掌握水力模型试验的基本定律；4、掌握水力模型试验的基本试验设备和试验操作技术；5、了解水力模型试验的测试技术；6、了解水力模型的制作与安装方法；7、掌握常见的水工模型枢纽整体水力模型试验、单个建筑物整体水力模型试验的设计理论方法，及其要求解决的问题；8、掌握常见的河道、航道工程水力模型试验的设计理论方法，及其要求解决的问题；9、掌握常见的潮汐河口工程水力模型试验的设计理论方法，及其要求解决的问题；10、掌握试验资料的整理与报告编写。

三、教学基本内容和教学要求第一章水工模型试验基本内容：水工模型试验的作用及意义；水工模型试验的相似现象；水工模型试验的分类；教学重点：水工模型试验的作用及意义等；教学难点：水工模型试验的相似现象等；教学方法、教学形式以及作业建议。

讲课以课堂讲授为主。

可利用有关典型工程模型试验的影像资料、图片等；根据教学的各个内容布置相应的作业—要求结合本省重点工程，写出曹娥江大闸水利枢纽水工模型试验、钱塘江河口治理河道河口模型试验的作用、意义和相似理论。

第二章尺度分析基本内容：尺度与单位；物理过程方程式的尺度和谐与齐次性质；雷列法；π定理教学重点：雷列法和π定理；教学难点：π定理；教学方法、教学形式以及作业建议。

讲课以课堂讲授为主。

可利用有关典型物理现象，讲解从一般物理现象归纳总结出理论的一般方法；根据教学的各个内容布置相应的作业建议8-10题。

注册土木工程师（水利水电工程）基础考试大纲一、高等数学1.1 空间解析几何向量代数直线平面柱面旋转曲面二次曲面空间曲线1.2 微分学极限连续导数微分偏导数全微分导数与微分的应用1.3 积分学不定积分定积分广义积分二重积分三重积分平面曲线积分积分应用1.4 无穷级数数项级数幂级数泰勒级数傅里叶级数1.5 常微分方程可分离变量方程一阶线性方程可降阶方程常系数线性方程1.6 概率与数理统计随机事件与概率古典概型一维随机变量的分布和数字特征数理统计参数估计检验方差分析一元回归分析1.7 向量分析1.8 线性代数行列式矩阵 n维向量线性方程组矩阵的特征值与特征向量二次型二、普通物理2.1 热学气体状态参量平衡态理想气体状态方程理想气体的压力和温度的统计解释能量按自由度均分原理理想气体内能平均碰撞次数和平均自由程麦克斯韦速率分布律功热量内能热力学第一定律及其对理想气体等值过程和绝热过程的应用气体的摩尔热容循环过程热机效率热力学第二定律及其统计意义可逆过程和不可逆过程熵2.2 波动学机械波的产生和传播简谐波表达式波的能量驻波声速超声波次声波多普勒效应2.3 光学相干光的获得杨氏双缝干涉光程薄膜干涉迈克尔干涉仪惠更斯一菲涅耳原理单缝衍射光学仪器分辨本领 x射线衍射自然光和偏振光布儒斯特定律马吕斯定律双折射现象偏振光的干涉人工双折射及应用三、普通化学3.1 物质结构与物质状态原子核外电子分布原子、离子的电子结构式原子轨道和电子云离子键特征共价键特征及类型分子结构式杂化轨道及分子空间构型极性分子与非极性分子分子间力与氢键分压定律及计算液体蒸气压沸点汽化热晶体类型与物质性质的关系3.2 溶液溶液的浓度及计算非电解质稀溶液通性及计算渗透压电解质溶液的电离平衡电离常数及计算同离子效应和缓冲溶液水的离子积及pH值盐类水解平衡及溶液的酸碱性多相离子平衡溶度积常数溶解度计算3.3 周期表周期表结构周期族原子结构与周期表关系元素性质氧化物及其水化物的酸碱性递变规律3.4 化学反应方程式化学反应速率与化学平衡化学反应方程式写法及计算反应热热化学反应方程式写法化学反应速率表示方法浓度、温度对反应速率的影响速率常数与反应级数活化能及催化剂化学平衡特征及平衡常数表达式化学平衡移动原理及计算压力熵与化学反应方向判断3.5 氧化还原与电化学氧化剂与还原剂氧化还原反应方程式写法及配平原电池组成及符号电极反应与电池反应标准电极电势能斯特方程及电极电势的应用电解与金属腐蚀3.6 有机化学有机物特点、分类及命名官能团及分子结构式有机物的重要化学反应：加成取代消去氧化加聚与缩聚典型有机物的分子式、性质及用途：甲烷乙炔苯甲苯乙醇酚乙醛乙酸乙酯乙胺苯胺聚氯乙烯聚乙烯聚丙烯酸酯类工程塑料(ABS) 橡胶尼龙66四、理论力学4.1 静力学平衡刚体力约束静力学公理受力分析力对点之矩力对轴之矩力偶理论力系的简化主矢主矩力系的平衡物体系统(含平面静定桁架)的平衡滑动摩擦摩擦角自锁考虑滑动摩擦时物体系统的平衡重心4.2 运动学点的运动方程轨迹速度和加速度刚体的平动刚体的定轴转动转动方程角速度和角加速度刚体内任一点的速度和加速度4.3 动力学动力学基本定律质点运动微分方程动量冲量动量定理动量守恒的条件质心质心运动定理质心运动守恒的条件动量矩动量矩定理动量矩守恒的条件刚体的定轴转动微分方程转动惯量回转半径转动惯量的平行轴定理功动能势能动能定理机械能守恒惯性力刚体惯性力系的简化达朗伯原理单自由度系统线性振动的微分方程振动周期频率和振幅约束自由度广义坐标虚位移理想约束虚位移原理五、材料力学5.1 轴力和轴力图拉、压杆横截面和斜截面上的应力强度条件虎克定律和位移计算应变能计算5.2 剪切和挤压的实用计算剪切虎克定律切(剪)应力互等定理5.3 外力偶矩的计算扭矩和扭矩图圆轴扭转切(剪)应力及强度条件扭转角计算及刚度条件扭转应变能计算5.4 静矩和形心惯性矩和惯性积平行移轴公式形心主惯性矩5.5 梁的内力方程切(剪)力图和弯矩图分布载荷、剪力、弯矩之间的微分关系正应力强度条件切(剪)应力强度条件梁的合理截面弯曲中心概念求梁变形的积分法叠加法和卡氏第二定理5.6 平面应力状态分析的数值解法和图解法一点应力状态的主应力和最大切(剪)应力广义虎克定律四个常用的强度理论5.7 斜弯曲偏心压缩(或拉伸) 拉—弯或压—弯组合扭—弯组合5.8 细长压杆的临界力公式欧拉公式的适用范围临界应力总图和经验公式压杆的稳定校核六、流体力学6.1 流体的主要物理性质6.2 流体静力学流体静压强重力作用下静水压强的分布规律总压力的计算6.3 流体动力学基础以流场为对象描述流动流体运动的总流分析恒定总流连续性方程、能量方程和动量方程6.4 流动阻力和水头损失实际流体的两种流态—层流和紊流圆管中层流运动、紊流运动的特征沿程水头损失和局部水头损失边界层附面层基本概念和绕流阻力6.5 孔口、管嘴出流有压管道恒定流6.6 明渠恒定均匀流6.7 渗流定律井和集水廊道6.8 相似原理和量纲分析6.9 流体运动参数(流速、流量、压强)的测量七、计算机应用技术7.1 计算机应用技术硬件的组成及功能软件的组成及功能数制转换7.2 Windows操作系统基本知识、系统启动有关目录、文件、磁盘及其它操作网络功能注：以Windows 98为基础7.3 计算机程序设计语言程序结构与基本规定数据变量数组指针赋值语句输入输出的语句转移语句条件语句选择语句循环语句函数子程序(或称过程) 顺序文件随机文件注：鉴于目前情况，暂采用FORTRAN语言八、电工电子技术8.1 电场与磁场库仑定律高斯定理环路定律电磁感应定律8.2 直流电路电路基本元件欧姆定律基尔霍夫定律叠加原理戴维南定理8.3 正弦交流电路正弦量三要素有效值复阻抗单相和三相电路计算功率及功率因数串联与并联谐振安全用电常识8.4 RC和RL电路暂态过程三要素分析法8.5 变压器与电动机变压器的电压、电流和阻抗变换三相异步电动机的使用常用继电—接触器控制电路8.6 二极管及整流、滤波、稳压电路8.7 三极管及单管放大电路8.8 运算放大器理想运放组成的比例加、减和积分运算电路8.9 门电路和触发器基本门电路 RS、D、JK触发器九、工程经济9.1 现金流量构成与资金等值计算现金流量投资资产固定资产折旧成本经营成本销售收入利润工程项目投资涉及的主要税种资金等值计算的常用公式及应用复利系数表的用法9.2 投资经济效果评价方法和参数净现值内部收益率净年值费用现值费用年值差额内部收益率投资回收期基准折现率备选方案的类型寿命相等方案与寿命不等方案的比选9.3 不确定性分析盈亏平衡分析盈亏平衡点固定成本变动成本单因素敏感性分析敏感因素9.4 投资项目的财务评价工业投资项目可行性研究的基本内容投资项目财务评价的目标与工作内容赢利能力分析资金筹措的主要方式资金成本债务偿还的主要方式基础财务报表全投资经济效果与自有资金经济效果全投资现金流量表与自有资金现金流量表财务效果计算偿债能力分析改扩建和技术改造投资项目财务评价的特点(相对新建项目)9.5 价值工程价值工程的内容与实施步骤功能分析十、水力学10.1 水静力学静水压强绝对压强相对压强真空及真空度作用于物体上的静水总压力10.2 液体运动的一元流分析法恒定流与非恒定流迹线与流线流管过水断面流量断面平均流速恒定一元流连续性方程能量方程式渐变流急变流10.3 层流、紊流及其水头损失湿周水力半径均匀流非均匀流沿程水头损失达西公式层流紊流雷诺数谢才公式局部水头损失10.4 有压管中恒定均匀流计算基本公式串联管道并联管道分叉管道沿程均匀泄流管道10.5 明渠恒定均匀流计算基本公式明渠均匀流粗糙度不同的明渠复式断面明渠10.6 明渠恒定非均匀流缓流临界流急流弗汝德数临界水深临界底坡棱柱体明渠渐变流水面曲线分析及计算水跃水跃方程共轭水深及水跃长度计算10.7 堰流及闸孔出流的水力计算计算公式薄壁堰实用堰宽顶堰闸孔出流10.8 泄水建筑物下游的水力衔接与消能底流式消能挑流式消能面流式消能消力戽式消能10.9 隧洞的水力计算水流状态及判断有压隧洞无压隧洞10.10 渗流达西定律渗透系数恒定均匀渗流与非均匀渗流恒定渐变渗流的浸润曲线形式及计算10.11 高速水流脉动压力气蚀掺气冲击波10.12 水工模型试验基础力学相似：几何相似运动相似动力相似相似准则：重力相似准则阻力相似准则动水压力相似准则十一、岩土力学11.1 土的组成和物理性质三项指标土的三项组成和三项指标土的矿物组成和颗粒级配土的结构黏性土的界限含水量塑性指数液性指数砂土的相对密实度土的最佳含水量和最大干密度土的工程分类11.2 土中应力分布及计算土的自重应力基础地面压力基底附加压力土中附加应力11.3 土的压缩性与地基沉降压缩试验压缩曲线压缩系数压缩指数回弹指数压缩模量载荷试验变形模量高压固结试验土的应力历史先期固结压力超固结比正常固结土超固结土欠固结土沉降计算的弹性理论法分层总合法有效应力原理一维固结理论固结系数固结度11.4 土的抗剪强度土中一点的应力状态库仑定律土的极限平衡条件内摩擦角黏聚力直剪试验及其适用条件三轴试验总应力法有效应力法11.5 特殊性土软土黄土膨胀土红粘土盐渍土冻土填土可液化土11.6 土压力静止土压力主动土压力被动土压力朗肯土压力理论库仑土压力理论11.7 边坡稳定分析土坡滑动失稳的机理均质土坡的稳定分析土坡稳定分析的条分法11.8 地基承载力地基破坏的过程地基破坏型式临塑荷载和临界荷载地基极限承载力斯肯普敦公式太沙基公式汉森公式11.9 岩石的物理性质岩石的破坏机理与强度岩石的变形岩体的工程分类围岩稳定性岩坡稳定性分析十二、结构力学12.1 平面体系的几何组成几何不变体系的组成规律及其应用12.2 静定结构受力分析与特性静定结构受力分析方法反力内力的计算与内力图的绘制静定结构特性及其应用12.3 静定结构位移广义力与广义位移虚功原理单位荷载法荷载下静定结构的位移计算图乘法支座位移和温度变化引起的位移互等定理及其应用12.4 超静定结构受力分析及特征超静定次数力法基本体系力法方程及其意义等截面直杆刚度方程位移法基本未知量、基本体系、基本方程及其意义等截面直杆的转动刚度力矩分配系数与传递系数单结点的力矩分配对称性利用超静定结构位移超静定结构特性12.5 影响线极其应用静力法做影响线机动法做影响线连续梁的影响线影响线的应用12.6 结构动力特性与动力反应单自由度体系自振周期频率振幅与最大动内力阻尼对振动的影响十三、钢筋混凝土结构13.1 材料性能钢筋混凝土13.2 设计原则结构功能极限状态及其设计表达式可靠度13.3 承载能力极限状态计算受弯构件受扭构件受压构件受拉构件冲切局压疲劳13.4 正常使用极限状态验算抗裂裂缝挠度13.5 预应力混凝土轴拉构件受弯构件13.6 肋形结构及刚架结构整体式单向板肋形结构双向板肋形结构刚架结构牛腿柱下基础13.7 抗震设计一般规定构造要求十四、工程测量14.1 测量工作特点形状和大小地面点位的确定测量工作基本概念14.2 水准测量水准测量原理水准仪的构造使用和检验校正水准测量方法及成果整理14.3 角度测量经纬仪的构造使用和检验校正水平角观测垂直角观测14.4 距离测量卷尺量距视距测量光电测距14.5 测量误差测量误差分类与特性评定精度的标准观测值的精度评定误差传播定律14.6 控制测量平面控制网的定位与定向导线测量交会定点高程控制测量14.7 地形图测绘地形图基本知识地物平面图测绘等高线地形图测绘14.8 地形图应用地形图应用的基本技术工程设计中的地形图应用规划设计中的地形图应用14.9 工程测量工程控制测量施工放样测量安装测量建筑物变形观测14.10 3S技术RS的基本技术及数字图象GIS 的基本要求GPS的基本要求及定位技术3S技术在水利工程中的应用十五、建筑材料15.1 材料科学与物质结构材料的组成：化学组成矿物组成及其对材料性质的影响材料的微观机构及其对材料性质的影响：原子结构离子键金属键共价键晶体与无定型体（玻璃体）材料的宏观机构及其对材料性质的影响15.2 建筑材料的性质密度表观密度与堆积密度孔隙与孔隙率15.3 建筑材料的工程特征材料的力学性能亲水性与憎水性吸水性与吸湿性耐水性抗水性抗冻性导热性与变形性脆性与韧性15.4 无机胶凝材料气硬性胶凝材料石膏和石灰技术性质与应用15.5 水硬性胶凝材料水泥的组成水化与凝结硬化机理性能与应用15.6 混凝土原材料技术要求拌合物的和易性及影响因素强度性能与变形性能耐久性抗渗性抗冻性碱－骨料反应混凝土外加计与配合比设计15.7 建筑钢材组成、组织与性能的关系加工处理及其对钢材性能的影响建筑钢材和种类与选用15.8 土工合成材料常见土工合成材料的特性及工程应用十六、工程水文学基础16.1 水文循环与径流形成水文循环与水量平衡河流与流域降水土壤水、下渗与地下水径流16.2 水文测验水位观测流量测验泥沙测验与计算水文调查水文数据处理16.3 流域产、汇流降雨径流要素产流计算汇流计算16.4 设计洪水水文频率分析样本分析相关分析设计洪水计算16.5 设计年径流频率分析时程分配勘察设计注册土木工程师（水利水电工程）资格考试基础考试分科题量、时间、分数分配说明上午段：流体力学12题高等数学24题计算机应用技术10题普通物理12题电工电子技术12题普通化学12题工程经济10题理论力学13题材料力学15题合计120题，每题1分。