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前言1

第一章 管流水力学1

第一节 液体主要物理性质1

第二节 恒定流基本方程2

一 连续性方程2

二 能量方程3

三 动量方程5

第三节 圆管内流速分布和沿程阻力系数6

一 圆管内的流态6

二 沿程水头损失公式7

三 层流时圆管的沿程阻力系数8

四 人工粗糙管的沿程阻力系数试验10

五 光滑管的沿程阻力系数12

六 粗糙管的沿程阻力系数13

七 过渡区的沿程阻力系数13

八 摩台图16

九 管流问题的解17

第四节 管线水头损失计算18

一 流量和水头损失关系18

二 常用水头损失公式19

三 管道水头损失公式系数的导出21

四 局部水头损失25

五 串联和关联管线26

第二章 管网分析计算基础27

第一节 线性方程组解法27

一 阶梯形线性方程组解法27

二 还原法29

三 高斯消去法33

四 高斯-约当法34

五 高斯-赛德尔法35

第二节 非线性方程解法36

一 迭代法36

二 牛顿法37

三 多元牛顿法40

第三节 线性规划42

一 线性规划问题的数学模式42

二 单纯形法原理44

三 初始基本可行解的确定47

四 对偶问题49

第四节 非线性规划问题解法51

一 无条件极值法52

二 拉格朗日未定乘数法54

第五节 管网水力计算的数学模式56

一 管网图的概念57

二 管网水流分配的数学模式63

第六节 试验设计法65

一 单因素分析法65

二 双因素分析法69

第三章 管网水力计算72

第一节 管网图形72

第二节 树状网和环状网的关系73

第三节 管网经济布置76

一 管网布置和经济性76

二 应用正交表确定管网的经济布置78

一 管线省略82

第四节 管网图形简化82

二 平行管线的合并84

三 管网分解84

第五节 环状网流量分配85

一 节点累计法87

二 应用最小平方和的流量分配法88

三 均分法分配流量90

四 截面法分配流量90

第六节 管网计算的基础方程92

第七节 管网计算方法93

一 管网计算方法分类93

二 流量法93

三 水压法116

第八节 多水源管网计算126

一 树状网127

二 混合管网132

三 环状网133

第九节 串联分区给水管网计算138

第十节 取用井水时的管网计算140

第四章 输水系统设计和计算145

第一节 输水系统的基本形式145

一 无压重力流输水管渠146

二 无压和有压交替的重力输水管渠146

三 压力输水管渠147

第二节 压力输水管渠148

一 压力输水管设计计算148

二 决定输水管条数149

三 事故流量计算151

四 压力输水管的效益分析153

第三节 有压重力流输水管渠155

一 管线高程与水压的关系155

二 有压重力流输水管计算156

三 水池位置选择158

第四节 无压渠道159

第五节 管线内的空气160

第六节 输水能量分析161

一 输水管能量利用情况161

二 中途增压泵站布置162

第七节 输水管技术经济计算163

一 重力输水系统164

二 水泵加压系统167

一 空气阀168

第八节 输水管线附属设备的选用168

二 放水管169

三 水锤消除器171

第五章 管网技术经济计算172

第一节 设计目标和约束条件172

第二节 管网技术经济计算的基础式173

一 目标函数173

二 约束条件175

三 技术经济计算中的变量关系175

第三节 管段流量未分配的管网技术经济计算法178

一 整数解方向法178

二 整数解随机方向法178

三 最大坡度法178

四 应用正交表法179

五 拉格朗日未定乘数法181

第四节 流量已分配的管网技术经济计算法183

一 拉格朗日未定乘数法183

二 线性规划法186

三 无条件极值法189

四 各种方法比较190

第五节 管网技术经济计算的课题和计算191

一 管网技术经济计算的课题191

二 流量已分配时的环状网技术经济计算195

三 管段水头损失已知时的环状网技术经济计算198

四 不同流量分配对费用函数的影响199

五 水泵经济扬程的确定200

六 树状网技术经济计算201

七 重力流管网技术经济计算203

八 管网的近似技术经济计算206

九 技术经济计算时用水量变化和水塔作用的考虑208

第六节 应用电子计算机解管网问题210

一 应用电子计算机进行管网计算的数值法211

二 提供管网图形信息的方法212

三 应用电子计算机确定管网的初始流量217

第六章 管网使用期间的水力分析218

第一节 多水源管网的管理分析218

第二节 从管网管理角度分析各种计算方式225

第三节 考虑漏水的管网计算229

第四节 水压不足时的管网计算235

第五节 配水管网水流停留时间计算和水质安全性评价240

一 用水量变动时的停留时间计算241

二 影响停留时间的因素243

三 水质安全性评价245

第七章 考虑用水量预测误差和消防流量的管网计算249

第一节 用水量变化和预测误差249

一 用水量变化249

二 用水量预测的误差249

第二节 设计水量和设计水压251

一 水量和水压条件251

二 流量变化对水头损失的影响253

第三节 考虑用水量预测误差的管网计算257

一 管网的随机流量分配法257

二 配水能力指标259

三 配水能力指标计算方法261

四 按配水能力指标的管网经济设计262

第四节 考虑消防流量的管网计算263

第八章 给水管网的改建和扩建266

第一节 现状资料的收集266

一 给水构筑物现场调查方法266

二 测定管线水力阻力267

三 离心泵特性试验270

四 管网测压272

第二节 输水管渠改建和扩建274

一 重力输水管的扩建计算275

二 压力输水管的扩建计算275

三 输水管之间的连接管计算277

四 压力输水管管径选择279

第三节 管网改建和扩建283

一 确定计算流量283

三 新敷平行管线的管径选择284

二 确定自由水压284

四 泵站和管网的水力联系285

五 部分管网的水力计算288

六 多环优化法290

第四节 水泵及泵站改建和扩建298

一水泵分级工作图298

二 水泵的计算流量和扬程选择299

三 水泵选用300

四 水泵工作情况302

五 原有水泵工作的改进306

六 多泵站的最优流量分配307

一 给水系统扩建时调节构筑物的设置问题309

第五节 调节构筑物309

二 调节构筑物工作情况的分析311

三 高位水池或水塔位置和最优尺寸选择314

第六节 压气给水设备315

第九章 管网系统可靠性320

第一节 可靠性指标320

一 工作不间断性指标321

二 维修性指标324

第二节 管网系统各组分可靠性指标的确定325

一 串联系统326

二 并联系统327

三 串联和并联的组合系统328

四 简单管网329

五 输水管330

一 管网系统可靠性和备用331

第三节 管网系统备用331

二 输水管系统(无连接管)的备用332

三 输水管系统(有连接管)的备用336

第四节 调节水池338

第五节 管网各组分故障时对流量的影响340

第六节 管网设计计算时对可靠性的考虑343

第七节 管网最不利管段损坏时的计算345

第十章 给水管网经济分析348

第一节 给水管网建设的科学程序349

一 可行性研究阶段349

二 计划任务书阶段349

三 设计文件的编制和审查350

四 建设准备阶段350

第二节 给水管网的经济分析方法351

六 生产准备、竣工验收、交付生产阶段351

五 施工阶段351

一 静态法352

二 动态法355

第三节 给水管网的经济效果评价364

第四节 选择给水管网建设方案的方法366

一 方案比较顺序366

二 建设方案的决策过程366

三 决策的类型和方法367

第五节 提高给水管网经济效果的途径374

附录375

附表1 法定计量单位和换算关系375

附表2 压力单位换算375

附表3 居住区生活用水量标准376

参考文献377