请详细介绍水工建筑学中的理论与方法
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## 水工建筑学中的理论与方法

水工建筑学是一门综合性学科，它以水文学、水力学、河流及海岸动力学、工程力学、生态学、环境工程、工程地质、工程材料、工程结构等学科为基础，并与测量学、机械学、电工学、工程制图、水利施工及电子计算机技术等学科密切相关。其研究方法主要有：①理论分析。对水流现象和结构体系建立物理、力学方程，经合理简化，运用水力学、材料力学和结构力学等寻求近似解；或对边界比较简单的问题，运用流体力学和渗流力学等寻求精确解。20世纪60年代以来兴起的有限元等数值计算法，对材料性能和边界条件都比较复杂的情况，也可求得比较满意的解答，但在性能参数选用、本构关系建立、运行机制模拟等方面仍需进一步研究并逐步完善。②模型试验。物理模型试验包括各种水工模型试验和各种结构模型试验，多用于解决材料、结构及边界条件复杂的问题，并有利于对水工建筑的工作过程和破坏机理进行观测和分析。随着计算机技术的不断提升，数学模拟方法得到日益广泛的应用，它以其研究周期短、费用低的优势而具有广阔的发展前景。③原型观测。在水工建筑内部埋设观测仪表，对水工建筑的应力、应变、渗流等进行内部观测，同时运用精密的量测手段，对水工建筑的变位、变形进行外部观测，一并用以监测水工建筑是否正常工作。经由观测资料分析与反馈形成的成果可用于检查理论分析和模型试验成果是否正确，并为提升理论分析和模型试验水平提供依据。④经验总结。水工建筑（群）的运行工作条件及其对环境生态的影响均比较复杂，通过对已建工程的总结，可获得宝贵的经验教训，丰富水工建筑学的内容。以上研究方法，常需配合使用。
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