水力學(xué)是研究以水為代表的液體的宏觀機(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律，及其在工程技術(shù)中的應(yīng)用。水力學(xué)包括水靜力學(xué)和水動(dòng)力學(xué)。

　　水靜力學(xué)研究液體靜止或相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)下的力學(xué)規(guī)律及其應(yīng)用，探討液體內(nèi)部壓強(qiáng)分布，液體對(duì)固體接觸面的壓力，液體對(duì)浮體和潛體的浮力及浮體的穩(wěn)定性，以解決蓄水容器，輸水管渠，擋水構(gòu)筑物，沉浮于水中的構(gòu)筑物，如水池、水箱、水管、閘門(mén)。堤壩、船舶等的靜力荷載計(jì)算問(wèn)題。

　　水動(dòng)力學(xué)研究液體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的力學(xué)規(guī)律及其應(yīng)用，主要探討管流、明渠流、堰流、孔口流、射流多孔介質(zhì)滲流的流動(dòng)規(guī)律，以及流速、流量、水深、壓力、水工建筑物結(jié)構(gòu)的計(jì)算，以解決給水排水。道路橋涵、農(nóng)田排灌、水力發(fā)電、防洪除澇、河道整治及港口工程中的水力學(xué)問(wèn)題。

　　隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，水力學(xué)學(xué)科衍生了一些新的分支，以處理特定條件下的水力學(xué)問(wèn)題，如以解決河流泥沙運(yùn)動(dòng)所導(dǎo)致的河床演變問(wèn)題的動(dòng)床水力學(xué)，以解決風(fēng)浪對(duì)防護(hù)構(gòu)筑物的動(dòng)力作用和對(duì)近岸底砂的沖淤作用等問(wèn)題的波浪理論等。

　　水力學(xué)作為學(xué)科而誕生始于水靜力學(xué)。公元前400余年，中國(guó)墨翟在《墨經(jīng)》中，已有了浮力與排液體積之間關(guān)系的設(shè)想。公元前250年，阿基米德在《論浮體》中，闡明了浮體和潛體的有效重力計(jì)算方法。1586年德國(guó)數(shù)學(xué)家斯蒂文提出水靜力學(xué)方程。 十七世紀(jì)中葉，法國(guó)帕斯卡提出液壓等值傳遞的帕斯卡原理。至此水靜力學(xué)已初具雛形。

　　水動(dòng)力學(xué)的發(fā)展是與水利工程興建相聯(lián)系的。公元前三世紀(jì)末，中國(guó)秦代修建規(guī)模巨大的都江堰、靈渠和鄭國(guó)渠。漢初利用山溪水流作動(dòng)力。此后在歷代防洪及航運(yùn)工程上積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。但是液體流動(dòng)的知識(shí)，在中國(guó)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，在歐洲直至15世紀(jì)以前，都被認(rèn)為是一種技藝，而未發(fā)展為一門(mén)科學(xué)。文藝復(fù)興期間，意大利人達(dá)。芬奇在實(shí)驗(yàn)水力學(xué)方面獲得巨大的進(jìn)展，他用懸浮砂粒在玻璃槽中觀察水流現(xiàn)象，描述了波浪運(yùn)動(dòng)、管中水流和波的傳播、反射和干涉。

　　十八世紀(jì)初葉，經(jīng)典水動(dòng)力學(xué)有迅速的發(fā)展。歐拉和丹尼爾第一。伯努利是這一領(lǐng)域中杰出的先驅(qū)者。 十八世紀(jì)末和整個(gè)十九世紀(jì)，形成了兩個(gè)相互獨(dú)立的研究方向：一是運(yùn)用數(shù)學(xué)分析的理論流體動(dòng)力學(xué)；一是依靠實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用水力學(xué)。開(kāi)爾文、瑞利、斯托克斯、蘭姆等人的工作使理論水平達(dá)到相當(dāng)?shù)母叨龋�而謝才、達(dá)西、巴贊、弗朗西斯、曼寧等人則在應(yīng)用水力學(xué)方面進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)研究，提出了各種實(shí)用的經(jīng)驗(yàn)公式。

　　十九世紀(jì)末，流體力學(xué)的發(fā)展扭轉(zhuǎn) 了研究工作中的經(jīng)驗(yàn)主義傾向，這些發(fā)展是：雷諾理論及實(shí)驗(yàn)研究；雷諾的因次分析；弗勞德的船舶模型實(shí)驗(yàn)；空氣動(dòng)力學(xué)的迅速發(fā)展。二十世紀(jì)初的重要突破是普朗特的邊界層理論，它把無(wú)粘性理論和粘性理論在邊界層概念的基礎(chǔ)上聯(lián)系起來(lái)。

　　二十世紀(jì)蓬勃發(fā)展的經(jīng)濟(jì)建設(shè)提出了越來(lái)越復(fù)雜的水力學(xué)問(wèn)題：高濃度泥沙河流的治理；高水頭水力發(fā)電的開(kāi)發(fā)；輸油干管的敷設(shè)；采油平臺(tái)的建造；河流湖泊海港污染的防治等。使水力學(xué)的研究方向不斷發(fā)展，從定床水力學(xué)轉(zhuǎn)向動(dòng)床水力學(xué) ；從單向流動(dòng)到多相流動(dòng)；從牛頓流體規(guī)律到非牛頓流體規(guī)律；從流速分布到溫度和污染物濃度分布；從一般水流到產(chǎn)生滲氣、氣蝕，引起振動(dòng)的高速水流。以電子計(jì)算機(jī)應(yīng)用為主要手段的計(jì)算水力學(xué) 也得到了相應(yīng)的發(fā)展。水力學(xué)作為一門(mén)以實(shí)用為目的的學(xué)科將逐漸與流體力學(xué)合流。

　　水動(dòng)力學(xué)的數(shù)理分析首先是根據(jù)問(wèn)題的客觀條件和生產(chǎn)任務(wù)或理論要求，對(duì)所研究的液體建立力學(xué)模型，提出假設(shè)，使分析簡(jiǎn)化。最常用的力學(xué)模型有連續(xù)介質(zhì)模型，將由分子組成、分子之間有空隙的的非連續(xù)液體看作分子緊密相依沒(méi)有空隙的連續(xù)介質(zhì)；不可壓縮流體模型，將受壓收縮、受熱膨脹、有彈性的液體，看作無(wú)彈性密度不變的不可壓縮流體；無(wú)粘性流體模型，將流動(dòng)時(shí)因粘性作用產(chǎn)生內(nèi)摩擦力的液體，看作粘性不起作用，無(wú)內(nèi)摩擦力的流體；理想液體模型，不可壓縮無(wú)粘性的液體。力學(xué)模型確定后，以相適應(yīng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)基本方程式為工具，結(jié)合起始條件和邊界條件，進(jìn)行各種流動(dòng)的質(zhì)量平衡、動(dòng)量平衡和能量平衡分析，求出所需要的各種變量。

　　對(duì)原型流動(dòng)進(jìn)行系統(tǒng)的觀察和測(cè)定，從原始數(shù)據(jù)中尋求流動(dòng)規(guī)律，是水力學(xué)研究的最可靠的方法。如果實(shí)際上不可能，或需要費(fèi)用太大，則可在實(shí)驗(yàn)室根據(jù)力學(xué)相似原理，找出影響流動(dòng)的主要作用力，選用相應(yīng)的模型律，以縮小的比例尺在模型上近似地重現(xiàn)和原型成一定比例的流動(dòng)，根據(jù)模型流動(dòng)的測(cè)定，估算原型流動(dòng)的狀態(tài)和各種參數(shù)，是數(shù)理分析和實(shí)驗(yàn)分析的重要補(bǔ)充，它是以白金漢提出的，定理為依據(jù)，使有因次方程無(wú)因次化。

　　由于水力學(xué)的基本量是長(zhǎng)度、時(shí)間和質(zhì)量，獨(dú)立因次的數(shù)目為 三，則用無(wú)因次方程代替有因次方程可以使變量減少三個(gè)。這在實(shí)驗(yàn)分析中，可大量地減少實(shí)驗(yàn)次數(shù)加速實(shí)驗(yàn)進(jìn)程；在理論分析中，可以更合理地提出變量關(guān)系式。

　　數(shù)值模擬是計(jì)算機(jī)問(wèn)世以來(lái)所采用的研究方法，也是數(shù)理分析的一種補(bǔ)充。當(dāng)研究對(duì)象過(guò)于復(fù)雜、控制方程非線性、邊界條件不規(guī)則，利用現(xiàn)有的數(shù)學(xué)力學(xué)方法難以得出解析解時(shí)，可以建立數(shù)值模型，編制程序，通過(guò)計(jì)算機(jī)運(yùn)算得出數(shù)字結(jié)果或圖線。

　　和實(shí)驗(yàn)研究相比，數(shù)值模擬在邊界條件和流體物理性質(zhì)上有更大的靈活性和控制范圍。對(duì)于必須進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究的問(wèn)題先進(jìn)行數(shù)值模擬，可以對(duì)實(shí)驗(yàn)規(guī)劃和布置、測(cè)試儀器的選擇提供有價(jià)值的參考。