项目1　静水压力的计算

技能要求：能掌握静水压强定义及特性，会熟练计算静水压强，具有求解平面与曲面上的静水压强数值的能力。

水静力学是研究液体处于静止状态时的力学规律及其在实际工程中的应用。“静止”是一个相对的概念。这里所谓“静止状态”是指液体质点之间不存在相对运动，而处于相对静止或相对平衡状态的液体，作用在每个液体质点上的全部外力之和等于零。

在静止液体中，液体质点之间没有相对运动时，液体的黏滞性便不起作用，故静止液体质点间无切应力；又由于液体几乎不能承受拉应力，所以，静止液体质点间以及质点与固壁间的相互作用是通过压应力（称静水压强）形式呈现出来。水静力学的主要任务是根据力的平衡条件导出静止液体中的压强分布规律，并根据其分布规律，进而确定各种情况下的静水总压力。

在工程实际中，常遇到许多水静力学问题，例如水利工程中作用于挡水坝和闸门上的静水压力以及量测液体压强的各种仪表的工作原理等，都要用到水静力学的知识。此外，水力学还是学习水动力学的基础。

【工程项目1.1】　那岸水电站工程位于左江主要支流黑水河中游，是一座以发电为主兼顾灌溉的Ⅳ等小（1）型工程。其枢纽布置主要有拦河坝、泄水建筑物、电站厂房、升压开关站组成。挡水坝为实体重力坝，如图1.1所示，校核工况下，上游洪水位为225.30m，下游水位为190.65m，坝底高程为186.00m。要求计算：在校核洪水位时，挡水坝上游、下游坝面的静水总压力的大小、方向及其总压力的作用点的位置。

图1.1　挡水坝示意图

图1.2　弧形闸门

【工程项目1.2】　水利工程中的溢流坝上常常安装有弧形闸门，是典型的受压面为曲面的情况，必须通过弧形闸门上所受静水压力来计算闸门的强度和提升时所需的力。如图1.2所示，弧面为圆柱形曲面，已知闸门半径R＝4m，宽b＝4m，圆心角α＝30°，门轴Q与门顶A点在同一水平面上，坝顶B点的淹没深度H＝4m。要求计算作用于该弧形闸门上的静水总压力P的大小及其作用点D的位置。