水力学与桥涵水文课程教学大纲
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水力学与桥涵水文课程教学大纲
课程名称：水力学与桥涵水文
英文名称：Hydraulics and Bridge Hydrology
课程编码：x2071611
学 时 数：48
其中实践学时数：0 课外学时数：0
学 分 数：3.0
适用专业：道路桥梁与渡河工程
一、课程简介
《水力学与桥涵水文》是道路桥梁与渡河工程专业一门重要专业基础课。课程内容包括水力学基本知识、河川水文基础知识和桥涵水文一般水力问题计算。
通过《水力学与桥涵水文》课程的学习，使学生了解河川径流的形成和影响因素，理解水文统计的基本知识，利用观测资料推求设计洪水、掌握桥涵工程中一般水力问题的计算方法，能基本确定桥涵位置，掌握确定桥梁孔径及进行设计流量的计算，确定桥涵墩台基础的埋深位置及桥面的合理标高，提高分析桥涵水力问题能力，并为从事道桥工程打下良好基础。
二、课程目标与毕业要求关系表
课程目标 毕业要求
1.掌握水文计算的基本原理与计算方法。 1-3能够运用所学的数学、物理等自然科学知识解决实际工程问题，包括数据处理、统计回归及优化比较。
2.独立选定桥涵位置、计算桥涵孔径，掌握水流设计流量等水文要素的计算，独立确定桥涵墩台基础的埋深位置及桥面的合理标高。 3-1了解工程设计目标与方案的各种要素，能够综合运用专业知识、专业技术与方法进行道路、桥梁的勘测设计和总体方案的规划设计，并能够兼顾健康、安全、法律、文化、环境等因素；
三、课程教学内容、基本要求、重点和难点
（一）水静力学
1. 教学内容
静水压强及特性，液体平衡微分方程，重力下静水压强分布，静水总压力。 2. 基本要求
（1）了解部分：重力下静水压强分布；
（2）理解部分：液体平衡微分方程公式；
（3）掌握部分：静水压强的测量方法；
（4）熟练掌握：静水总压力的计算。
3. 重点和难点
（1）重点：静水总压力的计算；
（2）难点：液体平衡微分方程公式的求解。
（二）水动力学基础
1. 教学内容
桥梁发展概况，桥梁的组成及分类，桥梁总体规划和设计要点，桥梁的设计荷载。
2. 基本要求
（1）了解部分：恒定流的基本原理；
（2）理解部分：液流的能量转化现象，掌握求解恒定流的能量方程方法；
（3）掌握部分：恒定流的连续方程的求解；
（4）熟练掌握：恒定流的连续方程的求解后的核对。
3. 重点和难点
（1）重点：恒定流的连续方程的求解；
（2）难点：运用恒定流的动量方程解决运动液体与固体边壁间的相互作用问题。
（三）明渠均匀流与非均匀流
1. 教学内容
明渠均匀流的基本公式、水力计算，复式断面渠道的水力计算，断面比能与临界水深。
2. 基本要求
（1）了解部分：过水断面的水力要素；
（2）理解部分：明渠水流的三种状态，三种状态判别标准；
（3）掌握部分：复式断面渠道的过水断面和流量计算；
（4）熟练掌握：断面比能计算、临界水深计算。
3. 重点和难点
（1）重点：复式断面渠道的过水断面和流量计算；
（2）难点：断面比能计算。
（四）河川径流
1. 教学内容
河流和流域，河床径流形成，水文测验。
2. 基本要求
（1）了解部分：河流及相关概念，水文资料搜集方法及注意事项；
（2）理解部分：河床径流形成步骤、类型； （3）掌握部分：水文要素的测量方法，流量、流速的计算方法；
（4）熟练掌握：流速和流量计算方法。
3. 重点和难点
（1）重点：水文要素的测量方法，流量、流速的计算方法；
（2）难点：测速垂线的确定。
（五）水文统计原理
1. 教学内容
水文现象的特性和分析方法，经验频率曲线与理论频率曲线，统计参数与相关分析。
2. 基本要求
（1）了解部分：水文现象的特殊性与一般性；
（2）理解部分：水文现象的三种分析方法；
（3）掌握部分：经验频率曲线与理论频率曲线的绘制步骤和方法，理解两者之间的相互关系；
（4）熟练掌握：相关分析的目的、方法，统计参数的计算。
3. 重点和难点
（1）重点：统计参数的计算方法；
（2）难点：经验频率曲线与理论频率曲线的区别和联系。
. （六）设计洪水流量
1. 教学内容
根据观测资料推求设计流量，应用地区经验公式推求设计流量，推理公式和经验公式。
2. 基本要求
（1）了解部分：地区流量计算的个别方法；
（2）理解部分：常用流量计算方法；
（3）掌握部分：根据地区经验公式推求设计流量，根据不同地区特点来推求设计流量；
（4）熟练掌握：观测资料的复核方法及推求流量的方法。
3. 重点和难点
（1）重点：观测资料的复核方法及推求流量的方法；
（2）难点：流量验公式的应用。
（七）大中桥水文计算
1. 教学内容
桥位河段水流图示和桥孔布设，桥孔长度与桥面高程。
2. 基本要求
（1）了解部分：桥位河段水流过桥过程；
（2）理解部分：桥孔布设的基本原则；
（3）掌握部分：桥孔长度和桥面高程计算的方法及适用条件；
（4）熟练掌握：桥孔长度的确定方法。 3. 重点和难点
（1）重点：桥孔长度和桥面高程计算的方法及适用条件；
（2）难点：桥面高程计算公式。
（八）桥墩和桥台冲刷
1. 教学内容
泥沙运动与河床演变，桥下河床断面的一般冲刷，墩台局部冲刷。
2. 基本要求
（1）了解部分：河床演变的影响因素；
（2）理解部分：桥下流速与冲刷深度之间的关系；
（3）掌握部分：桥墩、桥台局部冲刷机理与计算；
（4）熟练掌握：桥墩、桥台局部冲刷深度的计算。
3. 重点和难点
（1）重点：桥墩、桥台局部冲刷机理与计算；
（2）难点：桥下流速与冲刷深度之间的关系。
（九）小桥和涵洞孔径计算
1. 教学内容
小桥和涵洞勘测， 小桥涵洞孔径计算，小桥和涵洞进出口处理。
2. 基本要求
（1）了解部分：小桥和涵洞勘测内页和外业的主要内容；
（2）理解部分：小桥涵实际情况处理进出口的方法；
（3）掌握部分：小桥涵洞的出流方式判别、小桥孔径计算方法；
（4）熟练掌握：小桥孔径计算。
3. 重点和难点
（1）重点：小桥涵洞的出流方式判别、小桥孔径计算方法；
（2）难点：涵洞孔径计算方法。
四、教学方式及学时分配
序号 主要内容 主要教
学方式 学时
分配 辅导答
疑比例
一 1. 水静力学
1.1 静水压强及特性
1.2 液体平衡微分方程
1.3 重力下静水压强分布
1.4 静水总压力 讲授 6 1:0.5
二 2. 水动力学基础
2.1 恒定流的连续方程
2.2 恒定流的能量方程
2.3 恒定流的动量方程 讲授 4 1:0.5
三 3. 明渠均匀流与非均匀流 讲授 6 1:0.5 3.1 明渠均匀流的基本公式、水力计算
3.2 复式断面渠道的水力计算
3.3 明渠水流的三种状态
3.4 断面比能与临界水深
四 4. 河川径流
4.1 河流和流域
4.2 河床径流形成
4.3 水文测验
4.4 水文资料搜集整理 讲授 4 1:0.5
五 5. 水文统计原理
5.1水文现象的特性和分析方法
5.2 经验频率曲线与理论频率曲线
5.3统计参数
5.4相关分析 讲授 6 1:0.5
六 6. 设计洪水流量
6.1 根据观测资料推求设计流量
6.2 应用地区经验公式推求设计流量
6.3 推理公式和经验公式 讲授 4 1:0.5
七 7 大中桥水文计算
7.1 桥位河段水流图示和桥孔布设
7.2桥孔长度
7.3桥面高程 讲授 6 1:0.5
八 8. 桥墩和桥台冲刷
8.1 泥沙运动与河床演变
8.2 桥下河床断面的一般冲刷
8.3 桥墩局部冲刷
8.4 桥台冲刷 讲授 6 1:0.5
九 9. 小桥和涵洞孔径计算
9.1 小桥和涵洞勘测
9.2 小桥孔径计算
9.3 涵洞孔径计算
9.4 小桥和涵洞进出口处理 讲授 6 1:0.5
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五、课程其他教学环节要求
作业：针对需掌握的内容布置作业，作业以计算题为主，以加强学生对基本概念、基本理论的理解、掌握及应用。每周安排一次辅导答疑，对于普遍存在的共性问题在课堂教学中集中讲授。在作业的基础上，学生可以借阅相关习题集，以巩固练习。
六、本课程与其他课程的联系
在学习本课程之前，学生应先修《工程力学》、《高等数学》等基础课课程，通过本课程的学习，为《基础工程》、《桥梁工程》等后续课程的学习奠定基础。
七、建议教材及教学参考书目 1.《桥涵水文》，高冬光，人民交通出版社，2018。
2.《水力学与桥涵水文》，卢光熙等，上海科技出版社，2012。
3.《水力学与桥涵水文》，刘云旭，北京机械工业出版社，2015。
4.《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2015），人民交通出版社，2015。
八、课程考核方式与成绩评定办法
（一）课程考核方式为：考试。
（二）成绩评定方法：平时成绩*30%+期末成绩*70%=总成绩，包括出勤、课堂讨论、作业等考察环节。
评价项目 评价环节 课程目标
平时成绩（30分） 出勤、课堂讨论和提问 课程目标1、2
作业 课程目标1、2
期末考试（70分） 考试 课程目标1、2
