《河流動(dòng)力學(xué)與航道工程》課程教學(xué)大綱

1、河流動(dòng)力學(xué)與航道工程課程教學(xué)大綱一、課程基本信息英文名稱(chēng)River Dynamics and Channel Engineering課程編號(hào)343100250課程類(lèi)型專(zhuān)業(yè)方向選修課程課程學(xué)分2課程學(xué)時(shí)36適用專(zhuān)業(yè)港口航道與海岸工程先修課程航道工程后修課程港口水工建筑物課程負(fù)責(zé)人課程團(tuán)隊(duì)二、課程性質(zhì)與定位河流動(dòng)力學(xué)與航道工程的作用是使學(xué)生了解沖積河流在自然狀態(tài)下以及受人工建筑物影響以后所發(fā)生變化的基本特性。流域上產(chǎn)生的泥沙進(jìn)入支流、干流河道后，對(duì)河道的水流運(yùn)動(dòng)、河道演變及沿河的工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活取排水工程有重要影響。領(lǐng)會(huì)學(xué)習(xí)處理復(fù)雜問(wèn)題的思路及方法，能初步掌握河流泥沙運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律，分析水流泥沙運(yùn)

2、動(dòng)與河道演變對(duì)環(huán)境的影響，在一定意義上，它也是一門(mén)專(zhuān)業(yè)課。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生掌握泥沙運(yùn)動(dòng)的觀測(cè)、采集、分析、計(jì)算方法，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)去分析工程中遇到的泥沙問(wèn)題。三、課程目標(biāo)1.知識(shí)目標(biāo)通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生全面在自然狀態(tài)下以及受人工建筑物控制以后在水流與河床相互作用的過(guò)程中運(yùn)動(dòng)發(fā)展的力學(xué)規(guī)律。河流動(dòng)力學(xué)所研究的基本矛盾是水流與河床之間的矛盾。學(xué)習(xí)并掌握泥沙輸移理論與河流模擬、河流泥沙工程及河流管理，學(xué)會(huì)分析水流泥沙運(yùn)動(dòng)與河道演變對(duì)環(huán)境的影響2.能力目標(biāo)在學(xué)習(xí)過(guò)程中，要綜合運(yùn)用先修課程中所學(xué)到的有關(guān)知識(shí)與技能，結(jié)合各種實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，進(jìn)行工程技術(shù)人員所需的基本訓(xùn)練，為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)有關(guān)專(zhuān)業(yè)

3、課程和有目的從事工程設(shè)計(jì)工作打下基礎(chǔ)。3.素質(zhì)目標(biāo)在該課程教授過(guò)程中，要求學(xué)生樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想，理論聯(lián)系實(shí)際，解決好經(jīng)濟(jì)與安全的矛盾，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。四、主要內(nèi)容和要求第一章 緒論【目的要求】1、了解河流動(dòng)力學(xué)的研究?jī)?nèi)容；2、了解河流動(dòng)力學(xué)的學(xué)科發(fā)展歷史；3、了解河流動(dòng)力學(xué)與航道工程在實(shí)際工程中的應(yīng)用；【教學(xué)設(shè)計(jì)建議】講授為主，輔以課堂討論【講授內(nèi)容】1、緒論2、研究?jī)?nèi)容3、學(xué)科發(fā)展歷史4、在實(shí)際工程中的應(yīng)用第二章 水流的紊動(dòng)【目的要求】1、掌握紊流的概念；2、掌握河道水流的基本特性：二相性、三維性、非恒定性、非均勻性；3、掌握紊動(dòng)切力：紊動(dòng)切力的概念、表達(dá)式及沿水深的分布規(guī)律；4、掌握

4、明渠水流垂線流速分布：流速分布的層區(qū)；5、了解對(duì)數(shù)流速分布公式?！窘虒W(xué)設(shè)計(jì)建議】講授并配合試驗(yàn)【講授內(nèi)容】1、紊流的概念2、紊流的經(jīng)典理論3、紊流的流速分布第三章 泥沙特性【目的要求】1、掌握泥沙的物理特性：泥沙的粒徑、沙樣的級(jí)配曲線、泥沙的形狀、容重；2、掌握細(xì)顆粒泥沙表面物理化學(xué)性質(zhì)：雙電層結(jié)構(gòu)與結(jié)合水膜，絮凝與分散現(xiàn)象；3、了解渾水的基本特性：渾水的含沙量、流型、粘滯性；4、掌握泥沙的沉降速度：球體的沉降機(jī)理、泥沙的沉速公式及影響因素；5、掌握河流泥沙的分類(lèi)：按泥沙粒徑大小、泥沙運(yùn)動(dòng)及造床作用分類(lèi)。【教學(xué)設(shè)計(jì)建議】講授并配合試驗(yàn)【講授內(nèi)容】1、泥沙的幾何特性2、細(xì)顆粒泥沙的物理化學(xué)特性3

5、、泥沙的重力特性4、泥沙的水力特性第四章 推移質(zhì)運(yùn)動(dòng)【目的要求】1、掌握泥沙起動(dòng)：起動(dòng)的機(jī)理、泥沙起動(dòng)的希爾茲關(guān)系、起動(dòng)流速公式、起動(dòng)的隨機(jī)性、非均勻泥沙的起動(dòng)；2、掌握沙波運(yùn)動(dòng)：沙波產(chǎn)生發(fā)展過(guò)程、沙波上的水流、泥沙運(yùn)動(dòng)特性；3、掌握河道阻力組成及劃分：河岸阻力、河床阻力的劃分；4、掌握動(dòng)床阻力：概念、沙粒阻力、沙波阻力的劃分、綜合阻力；5、掌握推移質(zhì)輸沙率：均勻沙推移質(zhì)輸沙率公式、各類(lèi)公式的基本思路、非均勻沙泥沙處理?！窘虒W(xué)設(shè)計(jì)建議】講授為主，輔以隨堂訓(xùn)練及習(xí)題課【講授內(nèi)容】1、泥沙運(yùn)動(dòng)的形式2、泥沙的起動(dòng)3、沙波運(yùn)動(dòng)4、沖積河流的阻力5、推移質(zhì)輸沙率第五章 懸移質(zhì)運(yùn)動(dòng)【目的要求】1、掌握懸

6、移質(zhì)運(yùn)動(dòng)的基本概念；2、熟悉水流挾沙力；3、掌握懸移質(zhì)輸沙率：愛(ài)因斯坦公式、拜格諾公式，懸移質(zhì)擴(kuò)散理論，懸移質(zhì)含沙量垂線分布。【教學(xué)設(shè)計(jì)建議】講授為主，輔以隨堂訓(xùn)練及習(xí)題課【講授內(nèi)容】1、床沙質(zhì)與沖瀉質(zhì)2、泥沙擴(kuò)散方程3、含沙量的垂線分布4、懸移質(zhì)輸沙率第六章 異重流【目的要求】1、掌握異重流基本概念；2、掌握異重流的基本方程；3、掌握異重流的基本方程；?！窘虒W(xué)設(shè)計(jì)建議】講授為主，輔以課堂討論及習(xí)題課【講授內(nèi)容】1、異重流的一般概念2、異重流的基本方程3、盲腸河段異重流及泥沙回淤五、學(xué)時(shí)分配建議表理論教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)第一章 緒論2第二章 水流的紊動(dòng)6第三章 泥沙特性4第四章 推移質(zhì)運(yùn)動(dòng)6第五章 懸

7、移質(zhì)運(yùn)動(dòng)6第六章 異重流4合計(jì)54六、實(shí)施建議1、教學(xué)組織河流動(dòng)力學(xué)與航道工程作為一門(mén)專(zhuān)業(yè)方向選修課程，著重于基本概念和計(jì)算分析方法的理解和應(yīng)用，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算能力和試驗(yàn)分析能力。根據(jù)課程的上述特點(diǎn)，采取講授為主的授課方式，同時(shí)每章配有習(xí)題課進(jìn)一步鞏固基礎(chǔ)知識(shí)和加強(qiáng)學(xué)生的計(jì)算能力。對(duì)于較為抽象的概念，則采用教學(xué)動(dòng)畫(huà)與講授相結(jié)合方式，使學(xué)生更易接受和理解。在教學(xué)方法和手段上，注意啟發(fā)式教學(xué)，增加練習(xí)討論課，為發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)積極性創(chuàng)造大的思維空間。2、教材選編（1）教材選編教材選編上選用國(guó)家教委規(guī)定使用的本科推廣教材。該課程作為眾多專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)課，教材內(nèi)容上可選擇偏重港航工程專(zhuān)業(yè)方向，滿足中、少學(xué)

8、時(shí)的授課要求。教材中除必要的基本內(nèi)容外，還需有相應(yīng)的擴(kuò)展內(nèi)容方便學(xué)生自學(xué)，拓寬知識(shí)面。（2）教材選用建議張瑋.河流動(dòng)力學(xué).人民交通出版社.2013.1.3、教學(xué)團(tuán)隊(duì)課程負(fù)責(zé)人原則上應(yīng)具有副教授以上職稱(chēng)， 承擔(dān)過(guò)相關(guān)課程的本科教學(xué)，教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富，教學(xué)水平高，治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，有較強(qiáng)組織管理和協(xié)作能力，曾指導(dǎo)過(guò)青年教師，成績(jī)突出。熟悉本學(xué)科的發(fā)展前沿和相關(guān)課程改革的趨勢(shì)，有較強(qiáng)的改革意識(shí)。規(guī)劃、組織教學(xué)研究，在教學(xué)內(nèi)容、課程體系、教學(xué)方法和手段的改革方面起主導(dǎo)作用，有明確的教學(xué)改革和課程建設(shè)思路和目標(biāo)。教師隊(duì)伍其他成員要求具有相關(guān)專(zhuān)業(yè)大學(xué)本科及以上學(xué)歷，有高校教師資格證，具有講師以上職稱(chēng)。隊(duì)伍年齡結(jié)構(gòu)采用老、中、青年教師合理分配，既可發(fā)揮老、中年教師的骨干作用，又可發(fā)揮青年教師的創(chuàng)新能力，完善專(zhuān)業(yè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)的組成結(jié)構(gòu)。4、教學(xué)評(píng)價(jià)該課程考核分期末考試閉卷筆試（70%）成績(jī)和平時(shí)成績(jī)（30%）兩部分