《水力学与桥涵水文》课程教学大纲 一、课程信息 课程名称：水力学与桥涵水文 Hydraulics and Hydrology for Bridge Engineering 课程代码：09911223 课程类别：专业基础平台课程/必修课 适用专业：道路桥梁与渡河工程专业 课程学时：54学时 课程学分：2学分 修读学期：第5学期 先修课程：高等数学、概率论与数理统计、材料力学、理论力学、等 二、课程目标 (一)具体目标 水力学与桥涵水文课程是土木工程（道桥方向）专业本科生的必修课，由水力学 基本知识、河川水文基础知识、桥涵工程中一般水力学计算三部分组成。其中，通过 学习桥涵水文知识和桥涵的设计技能，使学生具备一般小桥涵设计的实际能力。 通过本课程的学习，使学生达到以下目标 课程目标1：熟练掌握流体力学基本知识及其应用，初步具有应用流体力学理论 和试验手段分析解决工程问题的能力，掌握基础流动特征和复杂流动问题建模的基础 理论。【支撑毕业要求12】 课程目标2：了解河川径流的形成及影响因素，熟悉水文统计的基本知识，掌握 桥涵设计流量及水位推算方法。掌握桥涵工程中一般水力学问题的计算方法，能够确 定桥涵位置、和桥粱孔径，也能够确定桥涵嫩台基础的埋置深度和桥面及路堤的合理 标高等。【支撑毕业要求4.1】 (二)课程目标与毕业要求的对应关系 表1课程目标与毕业要求的对应关系 谦程目标 支排的毕业要求 支港的毕业要求指标点 深程目标1 1工程知识：能够将数学、1.2掌握理论力学、材料力学、结构力学、道路工程材 自然科学、工程基础和专料、测量学、结构设计原理、土质学与土力学、路基 1
——1—— 《水力学与桥涵水文》课程教学大纲 一、课程信息 课程名称：水力学与桥涵水文 Hydraulics and Hydrology for Bridge Engineering 课程代码：09911223 课程类别：专业基础平台课程/必修课 适用专业：道路桥梁与渡河工程专业 课程学时：54学时 课程学分：2学分 修读学期：第5学期 先修课程：高等数学、概率论与数理统计、材料力学、理论力学、等 二、课程目标 （一）具体目标 水力学与桥涵水文课程是土木工程（道桥方向）专业本科生的必修课，由水力学 基本知识、河川水文基础知识、桥涵工程中一般水力学计算三部分组成。其中，通过 学习桥涵水文知识和桥涵的设计技能，使学生具备一般小桥涵设计的实际能力。 通过本课程的学习，使学生达到以下目标： 课程目标 1：熟练掌握流体力学基本知识及其应用，初步具有应用流体力学理论 和试验手段分析解决工程问题的能力，掌握基础流动特征和复杂流动问题建模的基础 理论。【支撑毕业要求 1.2】 课程目标 2：了解河川径流的形成及影响因素，熟悉水文统计的基本知识，掌握 桥涵设计流量及水位推算方法。掌握桥涵工程中一般水力学问题的计算方法，能够确 定桥涵位置、和桥梁孔径，也能够确定桥涵墩台基础的埋置深度和桥面及路堤的合理 标高等。【支撑毕业要求 4.1】 （二）课程目标与毕业要求的对应关系 表 1 课程目标与毕业要求的对应关系 课程目标 支撑的毕业要求 支撑的毕业要求指标点 课程目标 1 1.工程知识:能够将数学、 自然科学、工程基础和专 1.2 掌握理论力学、材料力学、结构力学、道路工程材 料、测量学、结构设计原理、土质学与土力学、路基
业知识用于解决复来工程路面工程、基础工程，桥梁工程、道路勒测设计等解 问颗 决复杂道路桥梁与渡河工程问题所需的茶础知识和应 用能力。 4.研究：能够基于科学原型 并采用科学方法对复杂工 程问颗进行研空，和妖设 4,1能悠基于科学原理并采用科学方法对复杂道路桥 课程目标2 计实骏，分析与解释数据、 粱与湾河工程问题透行分析并设计实验方案。 通过信息综合得到合理 有效的结论。 三、课程内容 (一)课程内容与课程目标的关系 表2课程内容与课程目标的关系 课内容 学方法文的课程目标学时安排 第一章绪论 讲授法 果程目标1 第二章水静力学苤础 讲授法 课程目标1 第三幸水动力学酷 讲授法 课程目标1 6 第四章水流动阻力和水头损失 讲授法 深程目标1、2 6 第五章有压管流与孔口、管魔出流 讲授法 课程目标1,2 第六幸明渠水流 讲授法 课程目标1、2 6 第七幸堰流、闸孔出流及港水建筑物下游的衔接与消能 讲授法 漾程目标1、2 第八章渗流 讲授法 课程目标1,2 第九幸河流概论 讲授法 课程目标1、2 第十章水文统计的基本原理与方法 讲授法 课程目标1、2 3 第十一章桥酒设计流量及水位推算 讲授法 课程目标1,2 6 第十二幸大中桥位粉测设计 讲授法 课程目标2 第十三章桥梁嫩台冲刷计算 讲授法 课程目标1、2 4 第十四章小桥酒粉测设计 讲授法 课程目标2 3 合计 54学时 (二)具体内容 第一章绪论 【学习目标】 1了解：水力学与桥涵水文课程的学习目的和任务： 2
——2—— 业知识用于解决复杂工程 问题。 路面工程、基础工程、桥梁工程、道路勘测设计等解 决复杂道路桥梁与渡河工程问题所需的基础知识和应 用能力。 课程目标 2 4.研究:能够基于科学原理 并采用科学方法对复杂工 程问题进行研究，包括设 计实验、分析与解释数据、 并通过信息综合得到合理 有效的结论。 4.1 能够基于科学原理并采用科学方法对复杂道路桥 梁与渡河工程问题进行分析并设计实验方案。 三、课程内容 （一）课程内容与课程目标的关系 表 2 课程内容与课程目标的关系 课程内容 教学方法 支撑的课程目标 学时安排 第一章 绪论 讲授法 课程目标 1 3 第二章 水静力学基础 讲授法 课程目标 1 3 第三章 水动力学基础 讲授法 课程目标 1 6 第四章 水流动阻力和水头损失 讲授法 课程目标 1、2 6 第五章 有压管流与孔口、管嘴出流 讲授法 课程目标 1、2 2 第六章 明渠水流 讲授法 课程目标 1、2 6 第七章 堰流、闸孔出流及泄水建筑物下游的衔接与消能 讲授法 课程目标 1、2 3 第八章 渗流 讲授法 课程目标 1、2 2 第九章 河流概论 讲授法 课程目标 1、2 2 第十章 水文统计的基本原理与方法 讲授法 课程目标 1、2 3 第十一章 桥涵设计流量及水位推算 讲授法 课程目标 1、2 6 第十二章 大中桥位勘测设计 讲授法 课程目标 2 5 第十三章 桥梁墩台冲刷计算 讲授法 课程目标 1、2 4 第十四章 小桥涵勘测设计 讲授法 课程目标 2 3 合计 54 学时 （二）具体内容 第一章 绪论 【学习目标】 1.了解：水力学与桥涵水文课程的学习目的和任务；
2.掌握：流体主要物理性质，特别是黏性和牛顿内摩擦定律： 3.掌握：连续性介质假设、不可压缩流体及理想流体的概念。 【学习内容】 1.水力学与桥涵水文的性质与任务： 2.水力学的研究方法： 3.流体的主要物理性质： 4.作用在流体上的力。 【学习重点】 1.流动的连续介质假设： 2.表面力和质量力： 3.流体的黏性、可压缩性和热膨胀性，牛顿内摩擦定律 【学习难点】 1.连续介质假设： 2.牛顿内摩擦定律 第二章水静力学基础 【学习目标】 1.熟悉：流体静压强的概念，掌握静压强分布规律及特性： 2.熟悉：水静力学的基本方程及各物理量含义： 3.掌握：平衡流体静压强的分布规律及点压强的计算方法： 4.掌握：静止液体作用在平面和曲面上的总压力计算方法。 【学习内容】 1静止流体中的应力特性： 2.流体平衡微分方程： 3.重力场中流体静压强的分布规律： 4.液体作用在平面上的总压力： 5.液体作用在曲面上的总压力。 【学习重点】 1.静压强及其特性； 2.流体平衡微分方程的建立与应用： 3
——3—— 2.掌握：流体主要物理性质，特别是黏性和牛顿内摩擦定律； 3.掌握：连续性介质假设、不可压缩流体及理想流体的概念。 【学习内容】 1. 水力学与桥涵水文的性质与任务； 2. 水力学的研究方法； 3. 流体的主要物理性质； 4. 作用在流体上的力。 【学习重点】 1. 流动的连续介质假设； 2. 表面力和质量力； 3. 流体的黏性、可压缩性和热膨胀性，牛顿内摩擦定律。 【学习难点】 1.连续介质假设； 2.牛顿内摩擦定律。 第二章 水静力学基础 【学习目标】 1. 熟悉：流体静压强的概念，掌握静压强分布规律及特性； 2. 熟悉：水静力学的基本方程及各物理量含义； 3. 掌握：平衡流体静压强的分布规律及点压强的计算方法； 4. 掌握：静止液体作用在平面和曲面上的总压力计算方法。 【学习内容】 1. 静止流体中的应力特性； 2. 流体平衡微分方程； 3. 重力场中流体静压强的分布规律； 4. 液体作用在平面上的总压力； 5. 液体作用在曲面上的总压力。 【学习重点】 1.静压强及其特性； 2.流体平衡微分方程的建立与应用；
3静压强分布规律，点压强的计算，静压强分布图： 4.液体作用在平面和曲面上的总压力。 【学习难点】 1流体平衡微分方程； 2液体作用在曲面上的总压力计算。 第三章水动力学基础 【学习目标】 1熟悉：流体运动规律及描述流体运动的两种方法； 2.掌握：恒定流的连续方程、恒定流的能量方程、恒定流的动量方程： 3熟悉：流体运动的两种形态及判别指标： 4掌握：水力学三大方程（总流连续性方程、动量方程和能量方程）及应用。 【学习内容】 1.描述流体运动的两种方法： 2.欧拉法的基本概念： 3.恒定流连续性方程： 4.恒定流元流能力方程： 5.恒定流实际液体总流能力方程： 6.恒定总流动量方程。 【学习重点】 1.水力学三大方程：能量方程、动量方程、连续性方程： 2.流体运动的基本概念 【学习难点】 1.实际液体的总流能量方程： 2.总流动量方程的建立与应用。 第四章水流阻力和水头损失 【学习目标】 1了解：流动阻力和水头损失的分类，雷诺试验过程及层流、紊流的流态特点： 2.掌握：液体流态的判别标准： 3熟悉：均匀流沿程水头损失与切应力的关系，圆管过流断面上的流速分布、水 4
——4—— 3.静压强分布规律，点压强的计算，静压强分布图； 4.液体作用在平面和曲面上的总压力。 【学习难点】 1.流体平衡微分方程； 2.液体作用在曲面上的总压力计算。 第三章 水动力学基础 【学习目标】 1.熟悉：流体运动规律及描述流体运动的两种方法； 2.掌握：恒定流的连续方程、恒定流的能量方程、恒定流的动量方程； 3.熟悉：流体运动的两种形态及判别指标； 4.掌握：水力学三大方程（总流连续性方程、动量方程和能量方程）及应用。 【学习内容】 1. 描述流体运动的两种方法； 2. 欧拉法的基本概念； 3. 恒定流连续性方程； 4. 恒定流元流能力方程； 5. 恒定流实际液体总流能力方程； 6. 恒定总流动量方程。 【学习重点】 1. 水力学三大方程：能量方程、动量方程、连续性方程； 2. 流体运动的基本概念 【学习难点】 1. 实际液体的总流能量方程； 2. 总流动量方程的建立与应用。 第四章 水流阻力和水头损失 【学习目标】 1.了解：流动阻力和水头损失的分类，雷诺试验过程及层流、紊流的流态特点； 2.掌握：液体流态的判别标准； 3.熟悉：均匀流沿程水头损失与切应力的关系，圆管过流断面上的流速分布、水
头损失与平均流速的关系，沿程阻力系数与雷诺数的关系； 4.掌握：管路沿程损失和局部损失的计算。 【学习内容】 1.流动阻力和水头损失的分类： 2.流体运动的两种流态： 3.沿程水头损失计算： 4.圆管层流沿程阻力系数： 5.圆管素流沿程阻力系数： 6.局部水头损失计算。 【学习重点】 1.雷诺数及流态判别 2.圆管层流运动规律： 3.沿程阻力系数的确定： 4.沿程水头损失和局部水头损失计算 【学习难点】 1.阻力系数的确定： 2沿程水头损失和局部水头损失计算。 第五章有压管流与孔口、管嘴出流 【学习目标】 掌握：短管（虹吸管、水泵吸水管、有压涵管等）的水力计算及其应用。 【学习内容】 1.有压管路的类型； 2.短管水力计算。 【学习重点】 短管的水力计算 【学习难点】 有压涵管的水力计算。 第六章明渠水流 【学习目标】
——5—— 头损失与平均流速的关系，沿程阻力系数与雷诺数的关系； 4.掌握:管路沿程损失和局部损失的计算。 【学习内容】 1. 流动阻力和水头损失的分类； 2. 流体运动的两种流态； 3. 沿程水头损失计算； 4. 圆管层流沿程阻力系数； 5. 圆管紊流沿程阻力系数； 6. 局部水头损失计算。 【学习重点】 1. 雷诺数及流态判别； 2. 圆管层流运动规律； 3. 沿程阻力系数的确定； 4. 沿程水头损失和局部水头损失计算。 【学习难点】 1.阻力系数的确定； 2.沿程水头损失和局部水头损失计算。 第五章 有压管流与孔口、管嘴出流 【学习目标】 掌握:短管（虹吸管、水泵吸水管、有压涵管等）的水力计算及其应用。 【学习内容】 1. 有压管路的类型； 2. 短管水力计算。 【学习重点】 短管的水力计算。 【学习难点】 有压涵管的水力计算。 第六章 明渠水流 【学习目标】