《橋涵水文》課程教學(xué)大綱

1、橋涵水文教學(xué)大綱一、課程基本情況英文名稱：Hydrology of Bridge and Culvert課程編號(hào)：F091760032032總 學(xué) 時(shí)：32 講課學(xué)時(shí)：32 實(shí)踐學(xué)時(shí)：0總 學(xué) 分：2課程性質(zhì)：必修考核方式：考試適用對(duì)象：土木工程專業(yè)（道路橋梁工程方向）先修課程：材料力學(xué)參考文獻(xiàn)：水力學(xué)與橋涵水文（第二版），葉鎮(zhèn)國，人民交通出版社，2016橋涵水力水文（第二版），楊斌，西南交大出版社，2014橋涵水文（第五版），高冬光，人民交通出版社，2016二、課程目標(biāo)本課程是道路橋梁與渡河工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，是一門實(shí)用性較強(qiáng)的課程。該課程涉及水力學(xué)、水文學(xué)、橋涵水力水文計(jì)算等相關(guān)知識(shí)。通

2、過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生達(dá)到如下課程目標(biāo)：1能夠解釋水力學(xué)的基本概念、基本原理及基本計(jì)算方法。 支撐畢業(yè)要求1-42能夠識(shí)別常見水流現(xiàn)象，能夠應(yīng)用橋涵工程中一般水力學(xué)問題的基本計(jì)算方法。支撐畢業(yè)要求2-4,3-23能夠描述水文現(xiàn)象的特點(diǎn)和一般規(guī)律，能夠敘述與工程水文有關(guān)的基本概念、基本原理、基本方法，并進(jìn)行相關(guān)分析。 支撐畢業(yè)要求3-1,3-24能夠區(qū)別不同資料情況下設(shè)計(jì)流量及水位的推算方法；能夠說明橋梁孔徑及橋面標(biāo)高的確定方法。 支撐畢業(yè)要求3-2表1 本課程對(duì)畢業(yè)要求及其指標(biāo)點(diǎn)的支撐課程目標(biāo)課程目標(biāo)支撐的畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)支撐強(qiáng)度課程目標(biāo)對(duì)應(yīng)的知識(shí)單元課程目標(biāo)11-4：能夠針對(duì)一個(gè)復(fù)雜土木工程問

3、題提出若干解決方案（或計(jì)算模型），并進(jìn)行對(duì)比分析，以期獲得最佳的解決方案或最合理的計(jì)算模型。強(qiáng)支撐知識(shí)單元一四課程目標(biāo)22-4：能夠運(yùn)用土木工程基本原理，借助文獻(xiàn)研究，分析復(fù)雜工程問題的影響因素，獲得有效結(jié)論。強(qiáng)支撐知識(shí)單元二、三、五3-2：能夠針對(duì)復(fù)雜的土木工程問題，利用設(shè)計(jì)原則進(jìn)行結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)，并能夠完成施工工藝流程及方案的設(shè)計(jì)。強(qiáng)支撐課程目標(biāo)33-1：掌握土木工程設(shè)計(jì)的知識(shí)、方法和技術(shù),能夠設(shè)計(jì)滿足土木工程特定需求的構(gòu)件、節(jié)點(diǎn)、構(gòu)造。強(qiáng)支撐知識(shí)單元六、七3-2：能夠針對(duì)復(fù)雜的土木工程問題，利用設(shè)計(jì)原則進(jìn)行結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)，并能夠完成施工工藝流程及方案的設(shè)計(jì)。強(qiáng)支撐課程目標(biāo)43-2：能夠針

4、對(duì)復(fù)雜的土木工程問題，利用設(shè)計(jì)原則進(jìn)行結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)，并能夠完成施工工藝流程及方案的設(shè)計(jì)。強(qiáng)支撐知識(shí)單元八、九三、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和手段、學(xué)時(shí)分配知識(shí)單元一：緒論 支撐課程目標(biāo)1（建議2學(xué)時(shí)）教與學(xué)要求：本知識(shí)單元要求學(xué)生能闡明水力學(xué)與橋涵水文課程的學(xué)習(xí)目的和任務(wù)、液體（主要是水）的主要物理性質(zhì)，能辨析液體在運(yùn)動(dòng)時(shí)所起的作用。教與學(xué)方法：講授知識(shí)點(diǎn)1：水力學(xué)與橋涵水文的性質(zhì)與任務(wù) 主要內(nèi)容：水力學(xué)與橋涵水文的性質(zhì)與任務(wù)、水力學(xué)與橋涵水文的研究方法。知識(shí)點(diǎn)2：液體的主要物理性質(zhì)主要內(nèi)容：液體的慣性、黏滯性（重點(diǎn)）、壓縮性、表面張力。知識(shí)點(diǎn)3：作用在液體上的力 主要內(nèi)容：表面力、質(zhì)量力（重點(diǎn)）。

5、知識(shí)單元二：水靜力學(xué) 支撐課程目標(biāo)1、2（建議4學(xué)時(shí)）教與學(xué)要求：本知識(shí)單元要求學(xué)生能闡明靜水壓強(qiáng)的定義及其特性、液體平衡微分方程的物理意義和等壓面的概念、水靜力學(xué)基本方程及其各個(gè)物理量所表示的含義、靜水壓強(qiáng)的表示方法、靜水壓強(qiáng)分布特征，能利用公式進(jìn)行平面和曲面受壓壁靜水總壓力的計(jì)算。教與學(xué)方法：講授知識(shí)點(diǎn)1：靜水壓強(qiáng)及其特性 主要內(nèi)容：靜水壓強(qiáng)、靜水壓強(qiáng)的特性。知識(shí)點(diǎn)2：靜水壓強(qiáng)分布規(guī)律主要內(nèi)容：液體平衡微分方程、等壓面。知識(shí)點(diǎn)3：重力作用下水靜力學(xué)基本方程 主要內(nèi)容：水靜力學(xué)基本方程，絕對(duì)壓強(qiáng)、相對(duì)壓強(qiáng)、真空值、靜水壓強(qiáng)分布圖、水靜力學(xué)基本方程各物理量的意義。知識(shí)點(diǎn)4：平面壁上的靜水總壓力

6、主要內(nèi)容：靜水總壓力計(jì)算、作用點(diǎn)位置計(jì)算。知識(shí)點(diǎn)5：曲面壁上的靜水總壓力 主要內(nèi)容：靜水總壓力及其分力，壓力體。知識(shí)單元三：水動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí) 支撐課程目標(biāo)1、2（建議6學(xué)時(shí)）教與學(xué)要求：本知識(shí)單元要求學(xué)生能闡明液體運(yùn)動(dòng)的基本概念，能闡述恒定流的連續(xù)性方程、能量方程和動(dòng)量方程的應(yīng)用條件，能利用恒定總流的能量方程和動(dòng)量方程對(duì)實(shí)際問題進(jìn)行計(jì)算。教與學(xué)方法：講授知識(shí)點(diǎn)1：液體運(yùn)動(dòng)的基本概念 主要內(nèi)容：描述液體運(yùn)動(dòng)的兩種方法、歐拉法的基本概念、液流的分類。知識(shí)點(diǎn)2：恒定流連續(xù)性方程 主要內(nèi)容：元流連續(xù)性方程、總流連續(xù)性方程。知識(shí)點(diǎn)3：恒定元流能量方程 主要內(nèi)容和要求：理想液體元流能量方程、實(shí)際液體元流能

7、量方程。知識(shí)點(diǎn)4：實(shí)際液體恒定總流能量方程 主要內(nèi)容：恒定總流能量方程、總流能量方程應(yīng)用要點(diǎn)。知識(shí)點(diǎn)5：恒定總流動(dòng)量方程 主要內(nèi)容：總流動(dòng)量方程、動(dòng)量方程應(yīng)用要點(diǎn)。知識(shí)單元四：水流阻力與水頭損失 支撐課程目標(biāo)1（建議6學(xué)時(shí)）教與學(xué)要求：本知識(shí)單元要求學(xué)生能闡明水流阻力與水頭損失的類型，能闡述液體運(yùn)動(dòng)的兩種流動(dòng)型態(tài)（層流和紊流）的特征及其判別標(biāo)準(zhǔn)（臨界雷諾數(shù)），能利用相關(guān)公式計(jì)算沿程水頭損失和局部水頭損失，能進(jìn)行短管的水力計(jì)算。教與學(xué)方法：講授知識(shí)點(diǎn)1：水流阻力與水頭損失的類型主要內(nèi)容：沿程阻力與局部阻力、沿程水頭損失與局部水頭損失。知識(shí)點(diǎn)2：液體運(yùn)動(dòng)的兩種流動(dòng)型態(tài)層流和紊流主要內(nèi)容：雷諾實(shí)驗(yàn)、

8、層流和紊流的概念、層流和紊流的判別準(zhǔn)則。知識(shí)點(diǎn)3：沿程水頭損失計(jì)算 主要內(nèi)容：均勻流基本方程、沿程水頭損失計(jì)算的通用公式。知識(shí)點(diǎn)4：圓管層流沿程阻力系數(shù)主要內(nèi)容：圓管層流的流速分布、圓管層流的沿程阻力系數(shù)。知識(shí)點(diǎn)5：圓管紊流沿程阻力系數(shù)主要內(nèi)容：紊流特征、紊流流速分布、圓管紊流沿程阻力系數(shù)。知識(shí)點(diǎn)6：局部水頭損失計(jì)算 主要內(nèi)容：局部水頭損失計(jì)算公式、局部阻力系數(shù)。知識(shí)點(diǎn)7：短管的水力計(jì)算主要內(nèi)容：有壓管路的類型、長(zhǎng)管與短管、短管水力計(jì)算能量方程應(yīng)用。知識(shí)單元五：明渠水流 支撐課程目標(biāo)2（建議6學(xué)時(shí)）教與學(xué)要求：本知識(shí)單元要求學(xué)生能辨析明渠均勻流的水力特性、產(chǎn)生的條件，能闡明明渠均勻流的基本公式

9、和明渠水力最佳斷面的概念，能闡述新建渠道的設(shè)計(jì)思想、設(shè)計(jì)方法和對(duì)已建成的渠道進(jìn)行校核，能辨析明渠非均勻流的產(chǎn)生條件、水力特性、明渠非均勻流水力現(xiàn)象的類型，能闡述明渠流的三種水流狀態(tài)的判別方法，闡明水躍和水跌的基本概念、水躍的水力計(jì)算內(nèi)容和方法，能進(jìn)行棱柱形渠道恒定漸變流水面曲線的定性分析。教與學(xué)方法：講授知識(shí)點(diǎn)1：明渠均勻流特性及及明渠均勻流基本公式 主要內(nèi)容：明渠幾何特征、棱柱形渠道與非棱柱形渠道、渠道容許流速、明渠均勻流水力特性及產(chǎn)生條件、明渠均勻流基本公式、明渠水力最佳斷面。知識(shí)點(diǎn)2：明渠均勻流水力計(jì)算基本問題主要內(nèi)容：梯形和矩形斷面渠道水力計(jì)算、復(fù)式斷面渠道水力計(jì)算。知識(shí)點(diǎn)3：明渠非均

10、勻流 主要內(nèi)容：明渠非均勻流的產(chǎn)生條件及水力特征、明渠非均勻流水力現(xiàn)象的類型、局部干擾微波傳播特性及水流狀態(tài)類型。知識(shí)點(diǎn)4：明渠非均勻流三種水流狀態(tài)的判別主要內(nèi)容：佛汝德數(shù)、斷面比能、臨界水深與臨界底坡。知識(shí)點(diǎn)5：明渠急變流 主要內(nèi)容：水跌現(xiàn)象、水躍現(xiàn)象及類型、完整水躍的基本方程、水躍的水力計(jì)算、水躍與下游的銜接方式。知識(shí)點(diǎn)6：明渠恒定漸變流水面曲線定性分析 主要內(nèi)容：明渠恒定漸變流基本微分方程、棱柱形渠道水面曲線定性分析公式、水面曲線定性分析、水面曲線變化的基本規(guī)律。知識(shí)單元六：河流概論 支撐課程目標(biāo)3（建議2學(xué)時(shí)）教與學(xué)要求：本知識(shí)單元要求學(xué)生能闡明河流的形成和基本特征、橋位設(shè)計(jì)中河段的分

11、類，闡述流域的概念及流域面積的確定方法，能闡明河川徑流的形成過程及影響因素、泥沙運(yùn)動(dòng)和河床演變的機(jī)理，能闡明水文資料的收集、整理方法、以及資料的審查與分析方法。教與學(xué)方法：講授知識(shí)點(diǎn)1：河川水文 主要內(nèi)容：河川水文現(xiàn)象的特點(diǎn)，河流的基本特征、河段分類、河川徑流及其形成、河川水文資料的收集與整理方法。知識(shí)點(diǎn)2：河流的泥沙運(yùn)動(dòng)與河床演變主要內(nèi)容：泥沙的主要特征、泥沙運(yùn)動(dòng)的形式、河床演變及機(jī)理（重點(diǎn)）。知識(shí)單元七：水文統(tǒng)計(jì)的基本原理與方法 支撐課程目標(biāo)3（建議2學(xué)時(shí)）教與學(xué)要求：本知識(shí)單元要求學(xué)生闡明水文統(tǒng)計(jì)的基本概念、原理和方法，闡述經(jīng)驗(yàn)累積頻率曲線和理論累積頻率曲線的概念及繪制方法。教與學(xué)方法：

12、講授知識(shí)點(diǎn)1：水文統(tǒng)計(jì)的基本概念 主要內(nèi)容：累積頻率、重現(xiàn)期、設(shè)計(jì)洪水頻率（重點(diǎn)）。知識(shí)點(diǎn)2：頻率曲線 主要內(nèi)容：經(jīng)驗(yàn)頻率曲線、理論頻率曲線與統(tǒng)計(jì)參數(shù)（重點(diǎn)）。知識(shí)點(diǎn)3：相關(guān)分析及其應(yīng)用 主要內(nèi)容：現(xiàn)行頻率分析方法及相關(guān)分析。知識(shí)單元八：橋涵設(shè)計(jì)流量與水位推算 支撐課程目標(biāo)4（建議2學(xué)時(shí)）教與學(xué)要求：本知識(shí)單元要求學(xué)生闡明橋位斷面設(shè)計(jì)流量、設(shè)計(jì)水位的推算方法。教與學(xué)方法：講授知識(shí)點(diǎn)1：按實(shí)測(cè)流量資料推算 主要內(nèi)容：設(shè)計(jì)洪峰流量或水位推算方法（重點(diǎn)）。知識(shí)點(diǎn)2：按洪水調(diào)查資料推算 主要內(nèi)容：洪水流量推算方法、洪峰流量重現(xiàn)期的確定、設(shè)計(jì)洪峰流量的推算。知識(shí)點(diǎn)3：按暴雨資料推算主要內(nèi)容：暴雨洪峰流量

13、公式的基本形式、暴雨洪峰流量的實(shí)用公式推理公式。知識(shí)點(diǎn)4：橋位斷面設(shè)計(jì)流量和設(shè)計(jì)水位推算 主要內(nèi)容：橋位斷面設(shè)計(jì)流量和設(shè)計(jì)水位的換算方法。知識(shí)單元九：大中橋位勘測(cè)設(shè)計(jì) 支撐課程目標(biāo)4（建議2學(xué)時(shí)）教與學(xué)要求：本知識(shí)單元要求學(xué)生能闡明橋孔最小凈長(zhǎng)Lj的計(jì)算方法、橋面中心最低高程的計(jì)算方法，能進(jìn)行橋前最大壅水高度、橋下壅水高度的基本計(jì)算。教與學(xué)方法：講授知識(shí)點(diǎn)1：橋位選擇與橋位勘測(cè)主要內(nèi)容：橋位選擇的一般要求、橋位選擇的地形要求、橋位測(cè)量。知識(shí)點(diǎn)2：橋孔參數(shù)計(jì)算主要內(nèi)容：橋孔長(zhǎng)度計(jì)算（重點(diǎn)）、橋面高程計(jì)算。知識(shí)點(diǎn)3：調(diào)治工程主要內(nèi)容：調(diào)治構(gòu)造物的類型、調(diào)治構(gòu)造物的布設(shè)。四、實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)無五、成績(jī)構(gòu)成和評(píng)價(jià)方法1.成績(jī)構(gòu)成總分100分，其中操行成績(jī)占10分、課后作業(yè)及平時(shí)測(cè)驗(yàn)成績(jī)占20分、期末成績(jī)占70分，60分為及格線。（1）操行成績(jī)。主要考核遵守紀(jì)律、課堂表現(xiàn)等方面，6分及格線，不及格者課程成績(jī)?yōu)榱?。?）課