石大水文學及水利計算課程教學大綱

水文學及水利計算課程教學大綱

課程名稱：水文學及水利計算HydrologyandComputationofWaterConservancy課程編碼：Z106002

總學時/總學分：64/4.0

理論學時/理論學分：64/4.0

實驗學時/實驗學分：0/0

適用專業(yè)：農(nóng)業(yè)水利工程

開課單位：水利建筑工程學院

一、課程性質及目的1、課程性質：本課程是農(nóng)業(yè)水利工程等專業(yè)的一門專業(yè)基礎必修課程。

2、課程目的：本課程的基本目的是要求學生掌握水文分析計算和水利水電工程規(guī)劃設計的基本知識、基本概念、基本原理、方法和初步水文測驗知識及水文預報方法，重點掌握產(chǎn)匯流形成過程、預報方法和流量設計、水庫興利調節(jié)計算、水庫防洪計算和水電站的水能計算，了解水文過程模擬方法，為學習專業(yè)課和從事水利事業(yè)打下基礎。二、課程內容及要求第一章

緒論

2學時教學內容：水文學；工程水文學的研究方法；水文學的發(fā)展。教學要求：了解水文現(xiàn)象的一般規(guī)律和水文學的研究方法；了解工程水文學和水利計算在國民經(jīng)濟建設中的作用。

第二章

水文循環(huán)與徑流形成

4學時教學內容：水文循環(huán)和水量平衡；河流與流域；降水；土壤水、下滲與地下水；蒸散發(fā)；徑流。教學要求：了解水循環(huán)及水量平衡的概念；了解流域、河流特征的概念及對徑流形成的影響；了解降水成因和分類，掌握流域平均雨量的計算方法；了解蒸發(fā)的物理過程，下滲的物理過程、霍頓公式和下滲曲線；了解徑流的形成過程，掌握徑流的表示方法和單位制換算。

第三章

水文信息采集與處理

4學時教學內容：測站與測網(wǎng)；水位觀測；流量測驗；泥沙測驗與計算；水質監(jiān)測；水文調查與水文遙感；水文數(shù)據(jù)處理。教學要求：了解水文測站設立的基本要求，了解基面、水位的概念和日平均水位計算方法；理解大斷面測量和流速儀測流的基本原理和方法；掌握水位流量關系曲線的繪制及其延長的基本方法；理解水文調查的內容及其在水文分析計算中的作用。掌握水文年鑒和暴雨徑流查算圖表的使用方法。第四章

流域產(chǎn)匯流計算

6學時教學內容：降雨徑流要素計算；流域產(chǎn)流分析；產(chǎn)流計算；流域匯流計算；流域匯流計算。教學要求：掌握洪水過程線的分割及次洪水徑流量的計算方法；理解前期影響雨量、田間持水量、土壤最大含水量及消退系數(shù)的意義，掌握前期影響雨量的計算；理解降雨經(jīng)流關系的繪制方法，并能用降雨經(jīng)流關系進行逐時段凈雨的計算；了解蓄滿產(chǎn)流和超滲產(chǎn)流的概念和產(chǎn)流條件的異同；掌握初損后損法進行流域產(chǎn)流量的計算；理解等流時線的概念及用等流時線進行流域匯流的計算原理；理解單位線的定義及基本假定。掌握用分析法由實測雨洪資料分析單位線的方法步驟；掌握用單位線進行流域匯流計算；理解S曲線法進行單位線時段轉換的方法步驟；了解瞬時單位線的定義及基本假定。第五章

水文預報

2學時教學內容：概述；短期水文預報；洪水實時預報方法；水文預報精度評定；中長期水文預報簡介。

教學要求：了解水文預報的作用和分類，了解預報精度的評價方法；了解河道洪水波的運動規(guī)律，掌握河道相應水位預報方法；掌握流量演算的基本原理和馬斯京根流量演算方法；了解退水曲線法的預報方法。第六章

水文統(tǒng)計

6學時教學內容：概述；概率的基本概念；隨機變量及其概率分布；水文概率曲線線型；頻率曲線參數(shù)估計方法；水文頻率計算適線法；相關分析。

教學要求：了解皮爾遜Ⅲ型曲線的特性，掌握統(tǒng)計參數(shù)含義、計算公式及對頻率曲線的影響；理解頻率、概率、重現(xiàn)期的概念，掌握頻率與重現(xiàn)期的換算關系；掌握矩法和三點法初估參數(shù)和適線法配線的方法步驟；理解水文變量相關關系的概念和分類；能正確運用一元回歸計算方法，理解相關系數(shù)及其顯著性檢驗的原理。

第七章

設計年徑流及徑流隨機模擬

4學時教學內容：設計年徑流分析計算的目的和內容；有較長資料時設計年徑流頻率分析計算；短缺資料時設計年徑流頻率分析計算；設計年徑流的時程分配。

教學要求：了解年徑流的特性、年徑流量的表示方法、設計保證率、水利年度的基本概念；理解影響年徑流量及徑流年內分配的因素；掌握水文資料"三性"審查的內容和方法；掌握設計代表年法年徑流量和年內分配的計算方法；理解如何選擇參證變量和參證站，掌握利用徑流資料和降水資料展延年徑流系列的方法；了解多年平均年徑流等值線圖及其等值線圖的繪制原理，掌握其查算方法；了解設計成果的合理性檢驗方法。

第八章

由流量資料推求設計洪水

4學時教學內容：概述；設計洪峰流量及設計洪量的推求；設計洪水過程線的推求；入庫設計洪水。教學要求：了解工程等別的劃分和洪水設計標準的選擇方法；理解洪水和設計洪水的概念，掌握洪峰、洪量的選樣方法；掌握特大洪水的處理方法，如特大洪水重現(xiàn)期的確定、經(jīng)驗頻率的估算和不連續(xù)系列統(tǒng)計參數(shù)的估算方法；理解選擇典型洪水的原則和具體選擇方法；掌握同倍比和同頻率放大法推求設計洪水過程線的方法步驟；了解入庫洪水的概念及其與壩址洪水的差異；了解分期洪水的基本概念；了解設計洪水地區(qū)組成的基本概念。

第九章

由暴雨資料推求設計洪水

4學時教學內容：概述；直接法推求設計面暴雨量；間接法推求設計面暴雨量；設計暴雨時空分配的計算；有設計暴雨推求設計洪水；小流域設計洪水的計算。

教學要求：了解暴雨選樣方法；了解不同時段暴雨頻率計算結果如何進行合理性分析論證；理解選擇典型暴雨的原則；掌握同頻率放大法推求設計暴雨；理解"點面關系曲線"的繪制方法，并會使用該曲線；掌握設計的計算方法及設計凈雨的計算方法；理解可能最大暴雨與洪水基本概念與基本分析估算計算方法；了解古洪水水文學及其研究應用；掌握推理公式基本原理與設計洪峰流量計算方法；掌握綜合瞬時單位線法推求設計洪水過程。第十章

水庫興利調節(jié)計算

10學時教學內容：水庫的設計保證率；水庫特性；水庫水量損失及水庫死水位的確定；興利調節(jié)的分類及計算原理；年調節(jié)水庫興利調節(jié)計算；多年調節(jié)水庫興利調節(jié)計算的長系列法。教學要求：了解水庫的設計保證率及特性；掌握水庫水量損失的計算方法及水庫死水位的確定方法；了解水庫興利調節(jié)的分類及計算原理；熟練掌握年調節(jié)水庫興利調節(jié)計算；掌握多年調節(jié)水庫興利調節(jié)計算的長系列法。第十一章

水庫防洪計算

8學時教學內容：概述；水庫調洪計算的原理與方法；水庫防洪計算；水庫防洪能力復核。教學要求：了解水庫防洪調節(jié)計算的基本原理及概念；掌握水庫調洪計算的原理與方法；熟練掌握水庫防洪計算方法；掌握水庫防洪能力復核。第十二章

水電站的水能計算

10學時教學內容：水能利用的基本知識；水電站的設計代表年和保證率；電力系統(tǒng)的負荷及其容量組成；無調節(jié)、日調節(jié)水電站的水能計算；以發(fā)電為主的水庫年調節(jié)水電站的水能計算。教學要求：掌握水能利用的基本知識；掌握水電站的設計代表年的選取和保證率的計算；掌握電力系統(tǒng)的負荷及其容量組成；熟練掌握無調節(jié)、日調節(jié)水電站的水能計算；以發(fā)電為主的水庫年調節(jié)水電站的水能計算。三、參考教材使用教材:《工程水文學與水利計算基礎》任樹梅主編，中國農(nóng)業(yè)大學出版社，2008。參考教材：《工程水文學》，葉守澤，詹道江主編；中國水利水電出版社，2007。《工程水文學》，王燕生主編，水利電力出版社，1992。《水利計算》，葉秉如主編，水利電力出版社，1985。《水電能源系統(tǒng)規(guī)劃》，萬永華主編，中國電力出版社，1997?！端Y源綜合利用》，