《水力学》课程教学大纲

1、水力学课程教学大纲课程代码：0714316017课程名称：水力学英文名称：Hydraulics学 分：3 总 学 时：48 讲课学时：44 实验学时：4 上机学时：0 课外学时：0适用对象：全日制四年本科环境工程及相关专业先修课程：高等数学 大学物理学生自主学习时数建议：48一、课程性质、目的和任务水力学是环境工程、给水排水工程等专业学生必修的专业基础课程。其任务是通过各个教学环节的学习，使学生掌握水力学中的基本概念、基本理论和基本的水力计算方法及实验操作技能，了解环境问题中常见的水力学现象，并具有分析、解决工程中遇到的水力学问题的能力。为后续专业课程的学习和进行科学研究打下必要的理论基础。二

2、、教学基本要求 本课程介绍了液体的主要物理性质，水静力学，液体运动的基本原理和基本理论，液体总流的基本原理，液体三元运动的基本原理，液体的层流运动和紊流运动，水流阻力和水头损失。学完本课程应达到以下基本要求：1、掌握液流运动的基本概念,如连续介质的假说,理想液体模型,液流的各种分类,表征液流运动的雷诺数,弗劳德数等特征值.2、掌握液流运动的基本理论,如恒定总流的连续性方程,能量方程,动量方程,水头损失理论以及液体运动的连续性方程式,实际液体运动的微分方程等.3、了解水流能量转化和能量损失的原因，理解水流阻力（摩擦阻力和压强阻力）的成因，明确影响沿程阻力系数及局部阻力系数的因素，掌握计算水头损失

3、的途径和方法。 4、掌握常见工程水力学问题的分析计算能力，如静水压力的计算、有压管道的水力计算、明渠水流的分析计算等。5、了解相似理论，相似现象的特征条件以及相似原理的应用等。三、教学内容及要求 第一章绪论1、教学内容掌握液体的主要物理性质和研究液体的连续介质模型；了解水力学的任务。 （1）水力学的定义、任务和发展简史（2）液体的连续介质模型（3）液体的主要物理性质（4）作用于液体的力2、重点和难点（1）重点：连续介质模型（2）难点：连续介质模型第二章 水静力学1、教学内容了解静水压力特征及液体平衡微分方程；掌握重力作用下静水压强分布规律；掌握作用于平面。（1）静水压强及其特性（2）液体平衡微

4、分方程及其积分（3）重力作用下静水压强的分布规律（4）重力和惯性力同时作用下的液体平衡问题（5）作用于平面上的静水总压力2、重点和难点（1）重点：静水压强概念；作用于平面上的静水总压力；作用于曲面上的静水总压力。（2）难点：平面静水总压力。第三章 液体一元恒定总流基本原理1、教学内容了解描述液体运动的两种方法和液体运动的基本概念；掌握恒定流连续方程，了解恒定总流动量方程。（1）描述液体运动的两种方法（2）液体运动的一些基本概念（3）恒定流连续方程（4）恒定元流的能量方程（5）实际液体恒定总流能量方程（6）恒定总流动量方程 2、重点和难点（1）重点：欧拉法、拉格朗日法描述液体；恒定流连续方程、动

5、量方程和能量方程。（2）难点：恒定流动量方程、能量方程。第四章 层流和紊流，液流阻力和水头损失1、教学内容：掌握液体的两种流态现象和判别方法，了解水头损失的概念和分类；掌握均匀流基本方程和层流运动的特性；了解紊流及其流速分布特性；掌握沿程水头损失的经验计算公式谢才公式，能进行简单情况下谢才公式的应用；了解局部水头损失及其产生原因。（1）水头损失的分类（2）液体运动的两种流态层流和紊流（3）切应力与沿程水头损失的关系均匀流基本方程（4）层流运动 （5）沿程水头损失的一般公式（6）紊流概述（7）紊流的流速分布 （8）沿程水头损失系数的试验研究 HYPERLINK /search.aspx?type

6、=notice&key=%u5C3C%u53E4%u62C9 t _blank 尼古拉兹试验（9）谢才公式（10）局部水头损失2、重点和难点（1）重点：均匀流基本方程；达西-威斯巴赫公式；尼古拉兹试验；谢才公式。 （2）难点：均匀流基本方程；达西-威斯巴赫公式；尼古拉兹试验；第五章 液体三元流动基本原理1、教学内容了解流线和迹线的概念及区别；了解液体三元流动的基本方程以及液体运动的微分方程。（1）流线及迹线方程（2）液体三元流动的连续性方程（3）液体微团运动的基本形式（4）有旋运动简介2、重点和难点（1）重点：流线和迹线方程；有旋和无旋运动。（2）难点：流线和迹线；三元流动方程导出。第六章 有

7、压管流 1、教学内容了解工程中所常见的管道计算问题；掌握短管的水力计算；了解长管的水力计算原理及有压管道非恒定流。（1）概述 （2）短管的 HYPERLINK /search.aspx?type=notice&key=%u6C34%u529B%u8BA1%u7B97 t _blank 水力计算 （3）长管的水力计算 （4）有压管道非恒定流简介重点和难点重点：短管的水力计算难点：无第七章 明渠均匀流 1、教学内容了解工程中常遇到的明渠水流；掌握明渠均匀流的定义及形成条件；掌握一般的明渠均匀流的水力计算。（1）概述（2）明渠均匀流的特性和形成条件（3）明渠均匀流的水力计算（4）明渠均匀流水力计算的

8、其他问题重点和难点重点：明渠均匀流特性、形成条件和水力计算。难点：无第八章 明渠非均匀流 1、教学内容掌握断面单位能量，临界水深，临界底坡的概念；了解明渠水流两种流态定义，互相转换条件及明渠非恒定流的定义。 （1）明渠水流的两种流动形态 （2）断面单位能量，临界水深，临界底坡2、重点和难点（1）重点：明渠水流的两种流态；断面单位能量、临界水深。（2）难点：明渠水流的两种流态；断面单位能量、临界水深、临界地波第九章 堰流和闸孔出流1、教学内容了解堰的定义，堰在工程中的应用；了解堰的分类和基本公式。（1）概述 （2）堰的分类 （3）堰流的基本公式 （4）薄壁堰、实用堰、宽顶堰重点和难点重点：堰的分

9、类难点：无第十章 渗流1、教学内容了解土壤的分类、渗流现象和渗流模型；掌握达西定律的应用；了解恒定无压渗流。（1）土壤的分类，渗流模型（2）达西定律（3）恒定无压渗流重点和难点重点：渗流模型；达西定律。难点：渗流模型。第十一章 水力模型试验基本原理 1、教学内容了解相似准则概念及水力相似基本原理；了解相似原理在水力学模型中的应用。（1）概述（2）量纲分析法（3）水力相似基本原理（4）相似原理的应用及水力模型设计（5）水力模型的分类重点和难点重点：量纲分析；水力相似基本原理。难点：量纲分析；水利相似基本原理。四、实践环节 设置课内实验：实验一 能量方程实验 1学时实验二 动量方程实验 1学时实验

10、三 雷诺实验 2学时五、课外习题及课程讨论 为达到本课程的教学基本要求，课内与课外练习题不应少于50题。六、教学方法与手段 本课程采用多媒体结合板书进行课堂教学。七、各教学环节学时分配 章节（或内容）讲课实验上机习题课讨论课自主学习第一章 绪论22第二章 水静力学44第三章 液体一元恒定总流基本原理617第四章 层流和紊流，液流阻力和水头损失74112第五章 液体三元流动基本原理314第六章 有压管流415第七章 明渠均匀流415第八章 明渠非均匀流314第九章 堰流和闸孔出流11第十章 渗流22第十一章 水力模型试验基本原理11总复习11合 计384648 八、学生自主学习要求 学生课后自主完成习题，可参考河海大学水力学习题详解一书，有兴趣的同学可以练习课后思考题，增进对水力学基本知识的理解和应用，自主学习不少于48课时。九、考核方式与成绩评定 1、考核方式：闭卷笔试。2、成绩评定：学生的课程总评成绩由平时成绩（占30%）和期末考试成绩（占70%）两部分构成，平时成绩中