《桥涵水文》教案Word格式.docx
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学生基本习惯教师按照教材章节内容与顺序讲解,被动地学习。
学生作笔记的习惯很低,最多是以在教材上划杠的方式。
学生基本上没有预习的习惯。
学生有时喜欢通过讨论的方式完成作业。
本人授课特色
通过对学生、教材与课程内容的研究分析,本人决定采取以下方式授课。
一、案例教学法
围绕解决实际的水文计算特别是设计洪水所面临问题进行例示讲授。
二、强调学生记笔记的重要性。
本人的讲授既然结合实例,那么,就会按照工程水文计算的实际工作思路展开,从而获得一个完整真实的知识演进过程,而不会完全照顾教材编写体例。
如果学生只依赖教材,而不做课堂笔记,就会极大地削弱授课的效果,使学生丧失相关知识的整体关系体验。
三、强调集体讨论、独立完成作业。
集体协同工作是社会的主要工作形式,所以,学会与人合作是一项很重要的工作技能,在完成课程论文的时候,相互讨论既是合作的一种方式,也可以激发思维的活跃,是一种有效的认知方式,对于解决复杂的问题极其有帮助。
而我们传统的教育不太重视集体合作解决问题的技能培养,使学生的思维没有创造力,也使学生没有合作精神,严重背离工作实际需要。
独立完成作业,是为了杜绝抄袭,并使自己与他人讨论的结果通过作业的方式整理出来,理清思路,强化记忆,形成自己的充满个性的知识贮存。
同时,为了活跃学习的氛围,我会在课外推出课程戏剧表演的模式,鼓励他们编写与本课程知识相关的表演剧本,将知识戏剧化、可欣赏化、趣味化。
四、弱化教师的权威性。
在课堂上反复强调本人并不是知识权威,只是知识的传授者与知识创造的参与者,教材也不是知识权威,只是知识的书面总结,实践是真知的第一来源。
鼓励学生对本人、对教材、对专家学者的观点提出自己的质疑,从而激发学生的创造性情绪,加强对课程学习的兴趣,深化对课程知识的认识,培养学生的创新精神。
五、针对工科学生因为分科教育而人文精神较缺乏的特点,在课堂教学中,通过直接或者间接等方式,宣传科学发展观。
并以秦王朝、隋王朝、元王朝的灭亡以及西北水土保持恶化等事例来提醒大家,如果不考虑社会发展的和谐与发展的科学节奏,大搞工程建设,会给社会带来很大的不良后果。
长沙理工大学水利学院教案
工程水文课次:
第1节教师:
彭向训
课题:
水循环及水资源的基本概念
教学目的要求
理解河流特征等概念及计算方法、掌握降水、蒸发、下渗、径流的基本概念。
理解水循环各个环节的相关性和复杂性
重点难点
重点:
径流的基本概念及径流量的表示方法,掌握流域水量平衡方程
难点:
产汇流概念
教学方式
多媒体课件、课堂讲述、师生讨论
复习内容
新
课
内
容
要
点
第一章水循环及径流形成
第一节、河流与流域
一、河流1.河长L(km)2.河流的断面3.河道纵比降J(‰)
二、流域——河流某断面以上分水线包围的区域(集水区域)
1.流域分水线:
闭合流域、不闭合流域
2.流域的几何特征
3.流域的地形特征
4.流域的自然地理特征
第二节径流
一、形成过程
产、汇流概念及径流过程划分
二、影响径流的因素
气候、下垫面因素、人类活动影响
三、径流表示方法及度量单位换算
流量、径流总量、径流深、径流模数、径流系数。
说明
本节课要特别阐明水循环是自然生态环境中间的重要网络系统
作业
上网查询有关我国水资源及几大河流的基本情况,说明人类的活动是如何影响流域水资源环境的。
执行情况
第2节教师:
彭向训
水文观测与资料收集
了解水文测站,掌握水位、流量测算原理与基本方法。
流量测算原理与基本方法。
试学生现场反馈而定
第三节水文测验及水文资料收集
一、水文测站
任务、类型、断面、测站设置。
二、水位与流量的测算
三、基面,观测设备及使用,日平均水位。
四、流量测验
1、断面测量
水深、起点距,
常用仪器及方法。
2、流速测量
流速仪法:
流速公式,垂线布置原则,点流速观测。
3、流量计算
垂线平均流速、部分平均流速、岸边系数、部分面积、部分流量与断面流量。
例:
4、其它测流方法
浮标法、多普勒仪、比降法等。
五、水位流量关系
六、水文调查及水文资料的收集
研究湘江流域长沙境内的主要水文站分布
第3节教师:
钟丽彭向训
水文统计的基本知识
使学生理解水文统计分析的意义,掌握水文统计基本概念,
水文常用概率分布
第一节概述
一、水文现象的特点:
随机性、周期性、地区性、因果关系。
二、工程水文研究方法
1.数理统计法
研究水文现象的统计规律,预测未来某水文现象发生某量值的可能性(概率)。
2.成因分析法
3.地区综合法
三、水文统计预测的概念及意义。
(必要性、可行性、预测思路,举一防洪工程例子讲述)
第二节、概率的基本概念与定理
1、事件
2、概率
3、频率
4、概率的加法定理和乘法定理
§
3、水文频率分布线型
皮尔逊Ⅲ型,分布函数式。
对数正态
讨论:
洪灾风险与长沙城市防洪标准确立的关系
第4节教师:
频率密度和累积频率
第三节概率分布
一、频率密度和累积频率:
举例讲解概念及它们之间的关系
二、累积频率和重现期:
T=1/P
三、设计洪水频率
第四节经验频率曲线
一、经验频率的计算
P=m/(n+1)
二、经验频率曲线的绘制
三、统计频率曲线的外延
关于对概率的解释,科学上有多少流派?
第5节教师:
掌握水文统计基本概念
水文统计参数
第三节随机变量及其概率分布
一、随机变量:
离散型、连续型
二、随机变量的概率分布
分布函数、密度函数、频率曲线
三、随机变量的统计参数
1、统计参数:
均值、均方差、变差系数、偏态系数。
举例说明
四、抽样误差
注意以财富收入差距、身高差距等学生可直观理解的内容类比掌握以上概念。
中间可适当强调社会要和谐发展,缩小人际与地区差距。
布置习题:
统计参数的计算
第6节教师:
水文频率计算
使学生掌握现行水文频率计算方法
适线方法。
第四节、频率计算
一、经验频率曲线及其绘制
由大到小排位,
经验频率计算:
数学期望公式。
点图:
机率格纸,
二、理论频率曲线配线
以适线法为主,简介三点法。
原则:
理论线与经验线配合最佳。
1、统计参数计算
2、试绘P-Ⅲ线
3、参数调整:
三参数与频率曲线形状的关系。
举例:
频率曲线绘制的有关注意事项:
1.理论线与经验线配合的判断原则(洪水、径流)
2.绘图要求:
点据绘法、曲线绘法、图名、坐标变量,参数标注,
计算及绘图、校核签名。
示例。
要给学生特别阐明本计算方法的经验假设性质,使学生不要以为该方法是理论推导出来的,引导学生不要盲目崇拜学术权威。
适线法
第7节教师:
相关分析
使学生掌握相关分析的原理及方法。
直线回归方程及其计算
第五节、相关分析
一、概念
完全相关、零相关
统计相关(简单相关、直线与曲线,复相关)
二、简单直线相关
(一)图解法
(二)分析法
回归方程推导:
最小二乘原理,方程形式
相关系数公式及意义,相关系数计算的数值计算公式。
(三)相关分析的误差
均方误概念。
(四)水文相关分析的几个常见规定
n>12,|r|>
0.8,Sy≤(10~15%)
,外延不超过20%,突出点处理
三、曲线相关
图解法
分析法:
对数转换成直线后回归分析。
四、复相关
在授课时,要学生注意对辗转相关的高度警惕。
上下游流量相关
第8节教师:
设计洪水流量
要求学生掌握特大值加入后用水文统计法推求设计流量
历史洪水的重现期的确定
一、历史洪水的调查与考证
1洪水调查在水文频率计算中的价值
2历史洪水的调查与考证方法
3历史洪水的洪峰流量与洪水量的推算
4古洪水研究
二、历史大洪水的重现期与排位分析
三、考虑历史洪水的洪水频率计算
1分别排频法
2统一排频法
3参数的矩法估计
四、特大洪水的特性分析
1水流特性分析
2最大洪水记录研究
3特大洪水的影响因素分析
在本课程中,可适当穿插对防洪历史故事的讲解,比如关于疏导与防堵之间的争论,从中理解对自然认识的复杂性,树立尊重自然、量力而为的工程建设伦理与科学发展的意识。
特大值洪水频率的计算
第9节教师:
推理公式和经验公式
要求学生了解推理公式和经验公式
推理公式
第二节根据地区经验公式推算设计流量
一、全国水文分区流量计算参数表
二、全国水文分区Cv值表
三、全国水文分区Cs/Cv经验关系表
四、以上各表的用法
五、使用范围
第三节推理公式和经验公式
一、
推理公式:
基本原理
二、经验公式
2、
第四节、缺乏实测径流资料时设计年径流的分析计算
对学生要强调:
工科一定要重视对实际工作经验的总结
查阅全国水文分区图
第10节教师:
潮汐和潮流、海岸和河口
要求学生了解潮汐和潮流、海岸和河口的基本概念、掌握设计潮位推算
设计潮位推算
第一节、潮汐和潮流
一、潮汐:
基本机理、基本分类
潮汐、潮流、朔望潮、方照潮、月潮间隙、潮汐的形态等
三、我国的潮汐和风暴潮
四、海流
第二节海岸和河口
三、基准面和特征潮位
四、设计潮位的推算:
耿贝尔分布
五、海流:
潮流、风海流、波流、梯度流
第二节海岸和海口
一、海岸:
二、河口:
潮区界、潮流界
对于非港航的学生,可适当简化讲解
论文与讨论:
全球气候变暖会改变海平面分布吗?
历史上最近的气候变暖现象研究。
第11节教师:
波浪及波浪对桥梁墩台的作用力
掌握波浪的基本概念及设计波浪的推算、了解波浪对墩台的作用力
设计波浪的推算
第三节波浪
一、波浪要素和名称:
波峰、波谷、波高、波长、周期、波速、波徒、波峰线、波向线、前进波、深水前进波
二、风场要素
三、海浪固定点波高的统计分析
深水波频率分布函数
模比系数与累积频率的关系为
显著波、有效波
四、不同重现期设计波浪推算
第四节、波浪对桥梁墩台的作用力
可适当讲解潮汐发电,利用可再生能源,提倡科学发展
编排戏剧:
赵州桥的故事
第12节教师:
桥孔布置原则、桥孔长度
掌握桥孔长度的影响因素及确定方法
桥孔长度计算
第五章大中桥孔径计算
第一节桥位河水段水流图式和桥孔布置原则
一、桥位河段的水流图式:
主要讲缓流河段
二、桥孔布置的原则
三、各类河段上桥孔布设
第二节桥孔长度
一、用桥下过水面积计算(冲刷系数法)
二、用桥孔净长度经验公式计算
要阐明防洪安全与投资额度之间的某种矛盾:
以历史故事为例。
孔径计算
第13节教师:
桥面高程
掌握桥面高程的影响因素及确定方法
桥面高程确定方法
第三节、桥面高程
一、引起桥下水位升高的因素
1、壅水
2、波浪
3、其他
二、桥下净空安全值
三、通航河流的桥下净空
四、桥面最底高程的确定
桥面最低高程(不通航)=设计水位+各种水面升高+桥下净空安全值+桥梁上部构造建筑高度
桥面最低高程(通航)=设计最高通航水位+通航净空高度+桥梁上部构造建筑高度
计算实例
桥面高程的计算
第14节教师:
泥沙运动、河床演变和河相关系
了解泥沙分类、推移质运动形式、副流运动、河相关系
泥沙运动特征
自然冲刷、一般冲刷和局部冲刷
第一节、泥沙运动
一、泥沙的主要特性
1、几何特性
2、重力特性
3、水力特性
二、泥沙的起动
三、沙波运动
四、推移质输沙率
五、含沙量和挟沙能力
六、河床的粗化
第二节河床演变和河相关系
一、副流
二、河床演变的基本概念
三、河相关系
以黄河泥沙为例,讲解泥沙运动研究的重要性。
同时,针对泥沙的人为因素来源,强调在当前要重视水土保持等环境保护工作。
三门峡与洞庭湖的泥沙。
第15节教师:
桥下河断面的一般冲刷
掌握桥下冲刷组成及一般冲刷深度的计算方法
一般冲刷深度的计算
第三节、桥水河床断面的一般冲刷
一、根据输沙平衡原理建立的公式
hp=1.04(AQ2/Q1)0.90(B1/((1-λ)B2))0.66hmax
每个系数所代表的意义
二、根据冲止流速建立的公式
hp=
注意讲解经验以及经验公式在工程建设中的重要作用,提倡尊重老工人,老同志。
查阅公路桥梁设计的水文泥沙相关的规范
第16节教师:
桥墩局部冲刷、桥台冲刷
掌握局部冲刷深度及桥台冲刷的计算方法
局部冲刷深度计算
第四节桥墩局部冲刷
1、桥墩局部冲刷的机理
2、冲刷深度和行近流速
二、65-2公式和65-2修正公式
hb=KξKη2B10.60h0.15(
)n
举例
冲刷深度的计算
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