水力学课程 学习指南

水力学学习指南目录TOC\o"1-2"\h\z\u1.课程信息 —1.课程信息课程名称水力学适用专业水利水电建筑工程学时84学分62.课程定位水力学是水利水电建筑工程专业的一门专业基本技能课程，也是学院精湛技能证书对应的课程，其任务是教会学生在水利工程设计、施工和管理中对常见的水力学问题能进行水力分析与计算。该课程引入了水利行业规范。本课程以工程力学基础、水工建筑物基础等课程为前导课程，其后续课程为水工建筑物设计与施工、水利工程施工技术等。3.工作任务和课程目标3.1工作任务及职业能力本课程的工作任务及能力分析见下表1。表1工作任务与职业能力分析表工作领域工作任务职业能力学习项目水力分析与计算建筑物壁面静荷载分析会对建筑物壁面静荷载分析建筑物壁面静荷载分析与计算建筑物壁面静荷载计算能进行建筑物壁面静荷载计算有压管道水流现象分析会对有压管道的水流现象分析水工有压管道的水力分析与计算有压隧洞水力计算能进行有压隧洞水力计算倒虹吸水力计算能进行倒虹吸水力计算水泵装置水力计算能进行水泵装置水力计算水力分析与计算渠道水流现象分析会对渠道水流现象分析渠（河）道水力分析与计算渠道过流能力计算能进行渠道过流能力计算渠道断面尺寸设计能进行常见渠道断面尺寸设计河渠水面线推算能进行渠道水面线推算堰、闸水工建筑物泄流现象会对堰、闸泄流现象分析闸、堰泄流能力分析与计算堰、闸水工建筑物过流能力能进行堰、闸过流能力计算建筑物下游水流现象分析会对建筑物下游水流现象分析泄水建筑物下游消能水力分析与计算建筑物下游衔接与消能计算能进行建筑物下游消能水力计算3.2课程目标根据专业工作任务和职业能力要求及专业教学标准对该课程提出的要求，确定该课程的教学目标，具体目标如表2。表2水力学课程教学目标名称教学目标知识目标（1）掌握水静力学的基本知识（2）掌握水流运动基本原理和水头损失分析与计算基本方法（3）掌握有压管道水力计算的基本知识（4）掌握渠道水力计算的基本知识（5）掌握渠道、河道水面线的计算原理和方法（6）掌握堰流、闸孔出流的基本知识和计算方法（7）掌握泄水建筑物下游消能水力计算的知识和方法技能目标（1）具有中小型水工建筑物设计、施工管理、水利水电工程运行管理的水力分析与计算能力（2）正确使用设计规范进行水力计算（3）能使用常规的水力计算软件（4）能编写计算说明书行为目标（1）刻苦学习（2）团结协作（3）诚实守信（4）科学严谨

4.教学组织根据工作任务和工作过程，确定教学内容，再通过归纳、总结、提炼并遵循认识规律将教学内容整合为学习项目。以水利工程中实际水力分析与计算的工作任务为基本参照点，打破传统的学科体系，根据工作需要进行教学项目设计，把工作任务转化为课程的学习项目，设计学习项目与学习任务，形成项目课程，针对每个学习项目按照资讯、计划、决策、实施、评价进行教学情境设计。根据本专业教学标准中的工作任务与职业能力分析，为使学生会干水利工程中水力分析与计算的工作，本课程设计了八个学习项目，在项目的教学实施中，进一步分解成32个学习型工作任务，教学组织见表3。表3教学组织表序号项目名称学习型工作任务学时第一次课课程引导22项目一水力分析与计算基础1-1静水力学分析2141-2水流运动分类11-3恒定总流的连续性方程11-4恒定总流的能量方程41-5恒定总流的动量方程21-6水头损失分析与计算2评价小结2项目二水工建筑物壁面静水荷载分析计算2-1平面壁静水总压力分析与计算262-2曲面壁静水总压力分析与计算2布置项目实训、评价小结2项目三恒定管流水力分析与计算3-1简单有压管道水力分析与计算4123-2虹吸管及水泵装置水力分析与计算23-3倒虹吸管水力分析与计算23-4有压隧洞水力分析与计算2布置项目实训、评价小结2项目四明渠恒定均匀流水力分析与计算4-1明渠水流水力分析2104-2渠道过流能力计算及断面尺寸设计44-3渡槽水力分析与计算2评价小结2过程考核期中考试2（课下）项目五渠（河）道水面曲线分析与计算5-1渠道水面线分析2125-2渠道水面曲线计算2布置项目实训、评价小结2项目六堰流水力分析与计算6-1堰泄流分析286-2宽顶堰流水力计算26-3实用堰流水力计算2评价小结2项目七闸孔出流水力分析与计算7-1闸孔出流水力分析267-2闸孔出流水力计算2布置项目实训、评价小结2项目八泄水建筑物下游消能水力分析与计算8-1泄水建筑物下游水流分析2108-2底流式衔接与消能水力计算48-3挑流式衔接与消能水力计算2布置项目实训、评价小结2复习机动各项目自测题、答疑44总计845.参考资料水力学刘纯义、张耀先中国水利水电出版社水力学张耀先、丁新求黄河水利出版社《水力计算》罗全胜、张耀先中国水利水电出版社《水力计算手册》第二版李炜中国水利水电出版社水力学精品课程网站：教育网网址：；水利工程网：/6.学习指南各项目的学习指南见表4至表11。

表4项目一学习指南项目一：水力分析与计算基础基本内容（1）静水压强特性及压强表示法法；（2）静水压强基本方程式；（3）掌握水流运动基本概念、水流运动分类、水流运动的基本方程；（4）掌握水头损失分类、水力半径的概念和分析与计算沿程水头损失、局部水头损失方法；（5）能对恒定流连续方程、能量方程进行应用；（6）能进行沿程水头损失与局部水头损失分析与计算。重点、难点（1）恒定水流能量、动量方程运用；（2）水头损失分析及计算。考核要点知识（1）静水压强特性、绝对压强、相对压强、压强单位；（2）流量、过水面积、断面平均流速、均匀流、非均匀流概念，流线特点，三大方程式及各项意义；（3）水头损失分类、水力半径的概念，层流、紊流概念，沿程水头损失、局部水头损失公式及各项意义；。技能（1）静水压强计算、表示方法及单位换算；（2）能量方程应用；（3）动量方程应用。态度（1）具有吃苦耐劳精神；（2）具有敬业精神；（3）具有团结协作精神；（4）诚实守信。自我测验见基本资源项目一教学单元评价小结中的试卷

表5项目二学习指南项目二：水工建筑物壁面静水荷载分析与计算基本内容（1）熟练绘制静水压强分布图和压力体剖面图；（2）平面壁静水总压力计算；（3）曲面壁静水总压力计算；重点、难点重点：矩形和任意形状平面静水总压力计算方法；弧形闸门静水总压力计算方法。难点：区分压力中心和受压面形心考核要点知识（1）平面壁静水总压力计算的方法；（2）曲面壁静水总压力计算的方法。技能（1）绘制静水压强分布图和压力体剖面图；（2）矩形和圆形平面闸门静水总压力计算；（3）弧形闸门静水总压力计算；（4）实训报告内容完整性、计算正确性，计算结果分析、总结性。态度（1）独立思考、共同研讨及作业报告完成情况；（2）师生互动方面；（3）创新吃苦方面；（4）诚实守信。自我测验见基本资源项目二教学单元评价小结中的试卷

表6项目三学习指南项目三：恒定管流水力分析与计算基本内容（1）掌握有压管流的概念、分类及管道自由出流与淹没出流的计算方法；（2）掌握水泵安装高度、提水高度、扬程、动力机械功率的概念及水泵水力计算方法；（3）能进行总水头线与测压管水头线绘制i；（4）能进行水工有压隧洞的水力计算；（5）能进行虹吸管水泵装置的水力计算；（6）能进行倒虹吸管的水力计算。重点、难点（1）总水头线与测压管水头线绘制；（2）有压隧洞、水泵装置、倒虹吸的水力计算。考核要点知识（1）有压管流的概念、管流分类特点、有压管道分类；（2）管道自由出流与淹没出流的计算方法，安装高度、水泵扬程及功率概念。技能（1）有压隧洞水力分析与计算；（2）倒虹吸水力分析与计算；（3）水泵装置水力计算；（4）实训报告内容完整性、计算正确性，计算结果分析、总结性。态度（1）具有吃苦耐劳精神；（2）具有敬业精神；（3）具有团结协作精神；（4）诚实守信。自我测验见基本资源项目三教学单元评价小结中的试卷

表7项目四学习指南项目四：明渠恒定均匀流水力分析与计算基本内容（1）掌握明渠均匀流基本知识、明渠均匀流水力计算公式、计算类型、渠道允许流速概念及明渠均匀流水力计算方法；（2）能进行渠道的输水能力、底坡、糙率的水力计算；（3）能进行渠道断面设计水力计算；（4）能进行渡槽水力分析与计算重点、难点（1）明渠均匀流过流能力水力计算及断面尺寸设计；（2）Excel水力计算方法。考核要点知识（1）明渠水流特点、明渠均匀流基本知识、明渠均匀流水力计算公式及各项意义、渠道允许流速概念；（2）渡槽水力计算方法技能（1）渠道断面设计水力计算；（2）能进行渡槽断面尺寸、渡槽进出口水面降落及进出口底板高程水力计算。（3）实训报告内容完整性、计算正确性，计算结果分析、总结性。态度（1）具有吃苦耐劳精神；（2）具有敬业精神；（3）具有团结协作精神；（4）师生互动方面。自我测验见基本资源项目四教学单元评价小结中的试卷

表8项目五学习指南项目五：渠（河）道水面曲线分析与计算基本内容（1）掌握明渠非均匀流特点及基本知识；（2）掌握明渠水流的三种流态及判别、断面单位能量、临界水深、临界底坡、缓坡与陡坡、水跌与水跃概念、水跃共轭水深及长度计算；（3）明渠恒定非均匀流水面线分析与计算方法；（4）能对急流与缓流、水跌与水跃水流现象分析；（5）能对棱柱体陡坡、缓坡渠道恒定非均匀渐变流水面线分析；（6）能进行棱柱体、非棱柱体渠道恒定非均匀渐变流水面线计算。重点、难点（1）水流流态判别；（2）棱柱体渠道水面线定性分析及计算；（3）溢洪道水面线分析与计算；（4）Excel水力计算方法。考核要点知识（1）明渠水流的三种流态及判别、断面单位能量、临界水深、临界底坡、缓坡与陡坡、水跌与水跃概念、水跃共轭水深计算；（2）棱柱体渠道明渠恒定非均匀流水面线分析（3）渠道水面线的计算公式及各项意义。技能（1）急流与缓流、水跌与水跃水流现象分析；（2）棱柱体渠道恒定非均匀渐变流水面线分析与计算；（3）棱柱体、非棱柱体渠道水面线计算；（4）溢洪道水面线实训水力计算报告内容完整性、计算正确性，计算结果分析、总结性。态度（1）具有勤学好问、严谨认真的态度；（2）具有敬业精神；（3）具有团结协作精神；（4）师生互动方面。自我测验见基本资源项目五教学单元评价小结中的试卷

表9项目六学习指南项目六：堰流水力分析与计算基本内容（1）堰流的基本知识；（2）堰流的影响因素分析、堰流类型及判别；（3）宽顶堰流的水力计算；（4）实用堰流的水力计算。重点、难点（1）堰流的基本知识；（2）堰流的影响因素分析、堰流类型及判别；（3宽顶堰流的水力计算；（4）实用堰流的水力计算。考核要点知识（1）堰流的基本知识；（2）堰流的影响因素分析、堰流类型及判别；（3宽顶堰流的水力计算内容、方法。（4）实用堰流的水力计算内容、方法；技能（1）宽顶堰流的水力计算；（2）实用堰流的水力计算；（3）用Excel进行水力计算。态度（1）具有积极主动的学习态度；（2）具有思索创新精神；（3）具有严谨、认真、敬业精神；（4）具有团结协作精神；（5）诚实守信。自我测验见基本资源项目六教学单元评价小结中的试卷

表10项目七学习指南项目七：闸孔出流水力分析与计算基本内容（1）闸孔出流基本知识；（2）闸孔出流的影响因素分析；（3）闸孔出流的情况判别；（4）平板闸门水力计算；（5）弧形闸门的水力计算。重点、难点（1）闸孔出流的基本知识；（2）闸孔出流的影响因素分析；（3）闸孔出流的流量计算（迭代法）。考核要点知识（1）闸孔出流的基本知识；（2）闸孔出流的影响因素分析；（3）闸孔出流淹没情况；（4）平板闸门水力计算方法；（5）弧形闸门的水力计算方法。技能（1）平板闸门水力计算；（2）弧形闸门的水力计算。态度（1）具有积极主动的学习态度；（2）具有思索创新精神；（3）具有严谨、认真、敬业精神；（4）具有团结协作精神；（5）诚实守信。自我测验见基本资源项目七教学单元评价小结中的试卷

表11项目八学习指南项目八：泄水建筑物下游消能水力分析与计算基本内容（1）泄水建筑下游消能的基本知识；（2）各种消能措施的使用条件；（3）挖深式消力池的水力计算；（4）消力坎式消力池的水力计算；（5）挑流消能的水力计算。重点、难点（1）泄水建筑下游消能的基本知识；（2）各种消能措施的使用条件；（3）泄水建筑下游收缩断面水深的计算；（4）挖深式消力池的水力计算；（5）消力