算所需要的基础数据与信息 水利水电工程水文学基础课程

一、前言

（一）课程基本信息

课程名称：工程水文及水利计算

课程类别：专业平台课

课程编码：021036

适用专业：水利水电建筑工程专业及专业群

学时：60

（二）课程性质

“工程水文及水利计算”是高职高专水利水电建筑工程专业及其专业群（水利工程、水利工程监理）的一门重要的理论实践课程。该课程是以中小型水利水电枢纽工程的规划、设计、施工和管理运用阶段的工程水文及水利计算工作任务为背景，系统分析水利水电工程建设过程需要掌握的工程水文基本知识和分析计算方法，为充分开发利用水资源，发挥工程效益提供合理的水文水利计算数据，属于专业平台课，同时兼有优质专业核心课的性质。

本课程的作用是培养学生认识水文现象的一般规律，掌握水文资料的收集、整理、审查、应用的方法，正确理解和运用工程水文及水利计算有关的基本概念、基本原理和基本方法，使学生经过一定的实践训练，能够解决一般中小型水利水电工程建设立项、可研、初设、施工和管理运用等工作过程中的相关分析及设计计算问题。为学生学习后续专业核心课以及毕业后参与水利水电工程不同建设阶段（规划设计、施工及运行管理等）的技术工作奠定基础。

本课程以“高等数学”、“工程水力计算”和“工程测量”等课程的基本知识与技能为基础，同时与“水利水电工程施工技术”、“水工建筑物”、“水电站概论”、“治河与防洪工程”和“灌溉与排水工程技术”等课程相衔接，共同打造学生的专业核心技能。

（三）课程标准的设计思路

1.课程设置的依据

本课程是根据教育部《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》（教高［2006］16号）有关精神，结合水利水电建筑工程专业人才培养目标和“合格＋特长”人才培养模式课程体系的构建思路，在与校外企业专家共同研讨的基础上设置的。

2.课程改革的基本理念

“工程水文及水利计算”立足于实际工作能力的培养，主要针对中小型水利水电工程项目的立项、可研、初设、施工和管理运用等工作过程中所涉及的水文工作构建课程内容体系，以工作任务为导向，贯彻工程规范要求，突出工学结合（工作过程与学习过程、工作任务与学习任务、工作内容与学习内容的结合）。因此，课程内容的选择打破以知识传授为主要特征的传统学科课程模式，转变为以工作任务为中心组织课程内容和课程教学，让学生在完成具体工作任务的过程中学习相关知识，训练分析计算技能和培养严谨的工作态度，为后续职业发展奠定基础。

3.课程目标与课程内容制定的依据

整个课程以职业能力培养为重点，以职业工作任务为导向，以能力为目标，以工程项目工作任务为载体，以学生为中心，与行业企业合作进行基于工作任务的开发与设计，充分体现职业性、实践性和开放性的要求。

本课程按照以中小型水利水电工程建设所需的知识与技能要求为设计思路，在整门课程内容的编排上，考虑到学生的认知水平，由浅入深地安排课程内容，实现能力的递进，将采用以工作任务为课程主题的模块结构，把工作过程与学习过程、工作任务与学习任务、工作内容与学习内容相结合的教学内容，把该课程分为4个不同的教学模块来实施，培养学生强有力的动手能力和解决工程实际的能力。该课程教学模块有：

（1）工程水文基础模块。该模块主要以学习工程水文基本知识为任务，使学生基本掌握水利水电工程立项、可研、初设、施工和管理运用等阶段所涉及的工程水文基本概念、原理、方法和资料收集等，为水文分析计算、水利计算和水库调度运用等工作奠定基础。

（2）工程水文分析计算模块。该部分主要以水利水电工程设计、施工、运用阶段的水文计算工作任务为导向，包括年径流分析计算、枯水径流分析计算、河流泥沙分析计算、设计洪水分析计算以及工程建成后入库洪水的分析计算和水库逐年的淤积变化计算等工作任务。

（3）水利计算模块。该模块主要以工程规划设计阶段的工作任务为导向，依据水文分析计算结果和用水过程，进行水库兴利调节计算确定兴利库容和正常蓄水位；根据不同标准的设计洪水进行调洪计算，确定防洪特征水位和特征库容，确定出坝顶高程；进行小型水电站的保证出力和多年平均发电量的计算，确定水电站的装机容量；提供工程建设的不同规模方案，为合理选择工程方案提供依据。

（4）水库调度简介模块。该模块主要以水利水电枢纽工程运行管理阶段的工作任务为导向，依据水文预报和实际水文资料，制定兴利、防洪调度方案，最大可能地发挥工程的作用，满足下游兴利和防洪要求。

4.课程目标实现的途径

为了实现课程目标，提高课程目标对教学过程的指导价值，培养学生的实际能力，按照认知规律，依据教学模块中的学习任务和工作任务，由浅入深、由易到难采用不同的方法完成教学组织和实施。在讲授工程水文基础模块时，首先加强学生的实践认识环节，除了在课堂讲授过程中组织学生观看“自然界的水循环”、“河川径流的形成过程”和“水文测验”三个教学课件外，专门设置实践课时，组织学生参观水利工程枢纽仿真模型，亲自进行各种水文要素观测及资料整编等，增加学生的感性认识。在讲授工程水文分析计算模块时，主要依据水利水电工程水文计算规范在规划设计阶段的工作任务，结合实例讲授和课后练习，使学生掌握设计年径流计算、设计洪水分析计算、枯水径流计算和泥沙分析计算的方法。在讲授水利计算模块时，根据课程进度和工程水文分析计算结果，结合生产实例安排“兴利调节”、“防洪调节”、“水能计算”课后大作业训练，让学生通过设计练习加深对“工程水文及水利计算”计算方法的理解以及对水文计算成果的应用，具体体会本课程在工程建设中的地位和作用，提高学生的学习兴趣，增强了学生的动手能力。在讲授水库调度基本知识模块时，讲述如何制定工程运用管理方案，重点介绍中小型水库兴利调度和防洪调度方案的编制与实施，将实践经验引入教学过程，扩充教学内容，增大教学容量，培养实际工作能力。

二、课程目标

（一）总目标

《工程水文及水利计算》是高职高专水利水电建筑工程专业及专业群学生就业后从事职业工作所必须掌握的专业技能之一。课程的总体目标是：能够正确应用在水利水电工程规划设计、施工、管理过程中所常用的水文学基本概念、基本原理和基本方法，能够进行主要水文要素的观测和资料整理，能够收集水文分析与水利计算所需的基本资料；会进行年径流、河流泥沙的分析计算，会推求不同水利水电工程的设计洪水；能进行小型水库的兴利调节计算、防洪调节计算和小型水电站水能计算；初步掌握水库兴利及防洪调度的原理和方法；培养学生的工程规范意识、严谨的工作态度，创新思维和发现问题及解决问题的能力。使学生能利用相关原理、概念、规范、标准等知识，结合有关水工建筑物设计标准进行分析和解决实际工程中常见的水文问题，为今后从事施工生产一线的工作奠定良好的基础。

（二）具体目标

1.知识目标

（1）能叙述本课程的目的任务及内容体系，水资源的概念和特点，水文现象的特点及其研究方法。

（2）能具体陈述不同工作过程时气象、水文要素对河川径流的影响，说出流域面平均雨量的计算方法和径流常用表示方法及单位。

（3）能根据工作任务要求，说明收集整理水位、流量、泥沙、降水、蒸发等水文资料的途径及应用步骤。

（4）能解释水文统计中的事件、频率、概率、重现期、统计参数、抽样误差、适线法、相关分析的概念。

（5）能陈述经验频率曲线与理论频率曲线的区别，区分频率、概率和重现期的关系。

（6）能陈述工程在初步设计阶段不同资料条件下的设计年径流分析计算方法。

（7）能陈述工程初步设计阶段设计洪水的概念和推求设计洪水的主要方法途径以及施工期分期洪水的计算方法。

（8）能陈述工程初步设计阶段，不同资料条件下设计泥沙的分析计算方法，以及工程管理运用阶段的泥沙分析计算。

（9）能陈述初步设计和施工阶段水库调节作用与调节类型，水库特性曲线的由来，不同设计保证率和供水过程水库兴利调节的原理以及年调节水库的调节计算方法。

（10）能陈述初步设计阶段小型水电站水能开发利用的基本方式，水电站保证出力、多年平均发电量、小型水电站装机容量的概念。

（11）能陈述水库初步设计阶段防洪调节的基本原理，无闸门控制水库的调洪计算方法（列表试算法、半图解法、简化三角形法）和有闸门控制水库的调洪计算，确定坝顶高程思路。

（12）能陈述管理运用阶段调度的内容和任务，水库兴利调度图和防洪调度图的概念。

2.能力目标

（1）能根据地形图勾绘出流域的分水线和量算流域特征值（F、L、J）。

（2）能根据气象、水文要素资料分析计算流域面平均雨量，进行径流常用单位的换算。

（3）能根据水文样本资料绘制经验频率曲线和理论频率曲线。

（4）能熟练应用二变量直线相关进行资料的插补与延长。

（5）能根据工程实际需要收集降水、蒸发、水位、流量和泥沙等资料。

（6）能进行常规方法的水位观测与流量测验，并进行资料整理。

（7）能进行工程在初步设计阶段，不同资料条件下的设计年径流和河流泥沙的分析计算。

（8）能进行工程初步设计阶段，设计洪水的推求以及施工期分期洪水的计算。

（9）能进行初步设计阶段年调节水库的兴利调节计算。

（10）能进行初步设计阶段小型水电站保证出力、多年平均发电量以及装机容量的确定。

（11）能进行水库初步设计阶段无闸门控制水库的调洪计算（列表试算法、半图解法、简化三角形法）和有闸门控制水库的调洪计算，并会确定坝顶高程。

（12）能初步绘制年调节水库兴利调度图和防洪调度图。

3.素质目标

培养学生严谨的工作态度、团结协作的精神、工程规范意识和吃苦耐劳、乐于奉献的职业素养。

三、课程内容标准

按课程的设计思路，遵循学生基础和水利工程相关岗位能力需求，以完成实际工作任务为主旨组织、安排教学内容。

课程内容分为4个模块：模块1为学习任务模块，主要为完成实际工作任务奠定基础；模块2～模块4为工作任务模块，包括工程水文分析计算、水利计算和水库调度运用基本知识三部分。以水利工程在不同建设阶段具体水文工作任务为主线，其具体知识要求和技能要求见以下列表。

模块1　工程水文基础

学习任务1：河流水文学基本知识

学习任务2：水文测验与资料收集

学习任务3：水文统计的基本方法

模块2　工程水文分析计算

工作任务1：年径流与枯水径流分析计算

工作任务2：设计洪水分析计算

工作任务3：河流泥沙分析计算

模块3　水　利　计　算

工作任务4：水库兴利调节计算

工作任务5：水库防洪调节计算

工作任务6：小型水电站水能计算

模块4　水库调度简介

工作任务7：水库兴利调度

工作任务8：水库防洪调度

四、实施建议

（一）教学组织

（1）在教学过程中，应立足于加强学生实际操作能力的培养，采用模块化教学，以学习任务和工作任务，引领提高学生的学习兴趣，激发学生的学习积极性。

（2）本课程教学的关键是通过典型的训练项目，由教师提出要求并进行指导，组织学生进行实做，注重“教”与“学”的互动，让学生在训练中增强重合同守信用意识，掌握本课程的职业能力。

（3）在教学过程中，要创设工作氛围，紧密结合职业岗位的工作特点，加强考证实操项目的训练，在实验实训过程中，使学生掌握水文测验方法与水文计算成果在水利计算中的应用，提高学生的岗位适应能力。

（4）在教学过程中，要应用多媒体、投影等现代教学资源辅助教学，帮助学生理解降雨径流的形成过程、水文测验仪器及其使用方法、水文资料的形式与内容、水库兴利与防洪原理、水文与水利计算的过程及要点。

（5）在教学过程中，要重视本专业领域新规范、新技术、新设备的发展趋势，贴近生产现场，为学生提供职业生涯发展的空间，努力培养学生参与社会实践的创新精神和职业能力。

（6）教学过程中教师应积极引导学生提升职业素养，提高职业道德。

（二）教材编写

（1）必须依据本课程标准编写教材，根据行业发展需要和完成岗位实际工作任务所需要的知识，能力、态度要求，重构教学内容，并为学生将来的职业发展奠定良好的基础，内容安排具体考虑工学结合、深广适度。

（2）教材应将学习任务和工作任务结合起来，以工程水文基础知识，工程水文分析计算，水利计算，水库调度基本知识构建课程内容架构，分解成4个模块，每个模块包括若干学习（工作）任务。遵循由浅入深和工作任务的先后逻辑顺序，强调理论在实际工作过程中的应用。

（3）教材应图文并茂，激发学生的学习兴趣。教材表达必须精炼、准确、科学。

（4）教材内容应体现先进性、针对性、实用性，要将本专业新技术、新规范及时地融入教材，使教材更贴近本专业的发展和实际需要。

（5）教材中的实训内容要具体，举例尽可能真实或仿真，且有一定的代表性，具有可操作性。

（三）教学评价

（1）改革传统的学生评价手段和方法，可采用阶段评价、目标评价、过程评价，成果评价、理论与实践一体化评价模式。

（2）关注评价的多元性，结合课堂提问、学生作业、平时测验、实验实训、技能竞赛及考试情况，综合评价学生成绩。

（3）应注重学生动手能力和在实践中分析问题、解决问题能力的考核，对在学习和应用上有创新的学生应予特别鼓励，全面综合地评价学生能力。

（4）严格过程考核与成果评价，注重学生的学习态度的转变与提升。

（四）教学资源

（1）注重实验实训指导书和实验实训教材的开发和应用。

（2）注重课程资源和现代化教学资源的开发和利用，这些资源有利于创设形象生动的工作氛围，激发学生的学习兴趣，促进学生对知识的理解和掌握。同时，建议加强课程资源的开发，建立多媒体课程资源的数据库，努力实现资源的共享，以提高课程资源的利用效率。

（3）积极开发和利用网络课程资源，充分利用诸如电子书籍、电子期刊、数据库、数字图书馆、教育网站和电子论坛等网上信息资源，使教学从单一媒体向多种媒体转变；教学活动从信息的单向传递向双向交换转变；学生单独学习向合作学习转变。

（4）产学合作开发实验实训课程资源，充分利用本行业典型的生产企业的资源，进行产学合作，建立实习实训基地，实践“做中学、学中做、边做边学”的育人理念，满足学生的实习实训，同时为学生的就业创造机会。

（5）建立本专业开放实验室及实训基地，使之具备现场教学、实验实训、职业技能证书考证的功能，实现教学与实训合一、教学与培训合一、教学与考证合一，满足学生综合职业能力培养的要求。