作者及天津大学高速水流研究室几十年来面向国家水电建设的重大需求，紧密结合工程实际，从水利水电工程复杂的工作条件出发，考虑多相介质、多种因素的联合作用，致力于学科交叉和融合来凝炼科学问题、形成实用的创新技术，注重水力学与结构动力学的结合、物理模型试验与数值模型仿真相结合、模型与原型相互验证，在高坝泄洪振动、消能防护、泄洪雾化、闸门水动力学、泄洪安全监测和预警等方面取得了丰富的研究成果和技术上的突破，并在二滩、三峡等数10座大型水利水电工程中得到成功应用，充分体现了学科的交叉性，学术的前沿性、创新性以及工程综合性和实用性。

该书的问世，展示了我国在工程水力学科学研究领域取得的重大进展，有助于高坝泄流建筑物的设计和安全运行水平的提高。该书是一部集科学性、技术性和实用性于一体的佳作，可供水利水电工程技术人员和高校师生学习、参考和使用。

　　本书是在总结天津大学最近30年来在高坝泄流消能方面取得的具有实用价值和创新性研究成果的基础上撰写而成的。

全书共三篇、19章。第一篇介绍消能防护方面的研究成果，主要包括平底消力塘、反拱消力塘、护坡不护底消力塘的水动力荷载的特征和控制指标，防护结构的破坏机理、失稳模式和分析方法，不同类型消力塘的适用条件，消力塘防护结构的实时安全监测和预警系统等。第二篇介绍泄洪振动方面的研究成果，主要包括泄流振动类型、泄流振动的全水弹性模型模拟理论和方法、泄流结构振动模态测试和计算、泄流结构动水荷载特性、泄流振动响应及振源正反分析方法、泄流结构振动响应和控制指标、水工闸门的振动稳定性理论、泄流结构动力优化设计理论、泄流结构安全动态检测理论方法等。第三篇介绍泄洪雾化方面的研究成果，主要包括泄洪雾化的机理和研究方法，考虑雾雨转换、碰并、雾滴凝结和蒸发过程的底流泄洪雾化影响数学模型，基于水滴随机喷溅的挑流泄洪雾化数学模型，泄洪雾化的神经网络预测方法，泄洪雾化与边坡稳定性进行耦合分析方法等。

本书展示了我国在工程水力学科学研究领域取得的重大进展，有助于高坝泄流建筑物的设计和安全运行水平的提高。本书可供水利水电工程设计人员、技术人员、管理人员和广大水利工作者查阅、借鉴。

序一

序二

前言

第一篇 消 能 防护

第1章 高坝泄流消能防护引论

 1.1 高坝泄流的消能方式

 1.2 高坝下游的冲刷和防护

 1.3 消力塘防护结构的破坏实例

 参考文献

第2章 消力塘平底板安全

 2.1 平底板的工作条件和失稳破坏模式

 2.2 平底消力塘的动水荷载研究

 2.3 平底板的稳定性分析和控制指标

 2.4 透水底板的稳定性研究

 参考文献

第3章 消力塘反拱底板安全

 3.1 反拱底板的失稳破坏模式和工作条件

 3.2 检修工况反拱底板的安全性分析

 3.3 水垫塘的水动力荷载特性

 3.4 泄流工况下反拱底板的安全性分析

 3.5 反拱底板与平底板的安全性综合评价

 3.6 反拱底板的工程应用实例

 参考文献

第4章 护坡不护底消力塘及边坡衬砌安全

 4.1 护坡不护底消力塘的动床冲刷和边坡衬砌失稳的破坏模式

 4.2 边坡衬砌的动水荷载研究

 4.3 边坡衬砌的稳定性分析和控制指标 

 4.4 护坡不护底消力塘的适用条件

 4.5 护坡不护底消力塘的工程应用实例 

 参考文献

第5章 水垫塘防护结构实时安全监测预警系统

 5.1 水垫塘安全实时监控预警系统的方案设计

 5.2 水垫塘底板稳定性的动位移响应识别方法

 5.3 水垫塘底板的安全监控指标体系 

 5.4 水垫塘底板的实时安全监控预警系统集成

 参考文献

第二篇 泄流振动

第6章 泄流振动引论

 6.1 泄流振动的类型

 6.2 泄流振动的研究方法和进展

 6.3 泄流振动导致工程破坏的实例

 参考文献

第7章 泄流振动的全水弹性模型模拟理论和方法

 7.1 水流脉动压力的相似律

 7.2 泄流结构体系耦合动力的全水弹性模拟原理

 7.3 水弹性模型材料的研制

 7.4 基础模拟范围的影响

 参考文献

第8章 泄流结构振动模态测试和计算

 8.1 全水弹性模型的结构振动模态测试方法

 8.2 泄流结构的模态计算方法

 8.3 高拱坝的模态测试与计算

 8.4 导墙结构的模态计算

 8.5 闸门结构的模态测试与计算

 参考文献

第9章 泄流结构动水荷载特性

 9.1 高拱坝泄流的动水荷载特性

 9.2 导(隔)墙结构的动水荷载特性

 9.3 平面闸门的动水荷载特性

 9.4 弧形闸门的动水荷载特性

 9.5 翻板闸门的动水荷载特性

 9.6 管道阀门的动水荷载特性

 9.7 多级孔板管道壁压的脉动特性

 参考文献

第10章 泄流振动响应及振源正反分析方法

 10.1 水流脉动荷载的相关分析 

 10.2 泄流振动响应的分析方法 

 10.3 泄流振动的振源反分析方法

 10.4 泄流振动响应的反分析

 10.5 水弹性模型不相似因素影响的修正

 参考文献

第11章 泄流结构振动响应和控制指标

 11.1 泄洪振动响应的测试方法 

 11.2 高拱坝的泄流振动响应

 11.3 导墙结构的泄流振动响应 

 11.4 典型闸门结构的泄流振动响应

 11.5 其他泄流结构的泄洪振动响应

 11.6 泄流振动响应的控制指标 

 参考文献

第12章 水工闸门振动稳定性理论

 12.1 平面闸门的振动稳定性

 12.2 弧形闸门的振动稳定性

 12.3 翻板闸门的振动稳定性

 参考文献

第13章 泄流结构动力优化设计理论

 13.1 导墙结构的优化理论

 13.2 弧形闸门结构的优化理论 

 13.3 拦污栅栅叶的体型优化

 参考文献

第14章 泄流结构安全动态检测理论

 14.1 基于泄流激励的结构模态参数识别方法

 14.2 典型泄流结构的模态参数识别

 14.3 泄流结构的损伤评估方法 

 参考文献

第三篇 泄流雾化

第15章 泄流雾化及研究方法

 15.1 泄流的雾化现象与危害

 15.2 泄流雾化的机理

 15.3 泄流雾化的研究方法

 参考文献

第16章 底流泄流雾化研究

 16.1 底流消能的雾源量

 16.2 水雾扩散的数学模型

 16.3 雾滴、雨滴和水汽之间的相互转换过程

 16.4 某水电站底流泄流雾化原观的反馈分析

 16.5 底流泄流雾化数学模型的验证计算

 16.6 泄流雾化对下游环境影响的预测计算

 参考文献

第17章 挑流泄流雾化研究

 17.1 挑流泄流雾化源的分析

 17.2 挑流水舌随机喷溅的数学模型

 17.3 挑流泄流雾化的雾流扩散 

 17.4 挑流泄流雾化原观的反馈分析与验证计算 

 17.5 挑流泄流雾化的预测计算 

 参考文献

第18章 挑流泄流雾化人工神经网络模型

 18.1 挑流泄流雾化人工神经网络模型的构建

 18.2 挑流泄流雾化的神经网络预测

 参考文献

第19章 泄流雾化影响下岩质边坡稳定性分析

 19.1 三维饱和一非饱和渗流理论

 19.2 三维渗流的有限元计算方法

 19.3 泄流雾化雨作用下裂隙岩体边坡的渗流场计算

 19.4 雾化雨入渗对岩体边坡稳定性的影响分析 

 参考文献