《水工专业综合实验?/span> 教学大纲
（学?span style="text-decoration: underline;">2 学时48?/span>
一?/span> 课程说明
本课程是水利工程专业的专业课程之一，通过实验了解水利枢纽工程的总体情况和布置；掌握水轮机模型试验、水工水力学试验、水工结构模型试验的基本方法。能够正确使用实验装置及其配套的仪器设备；掌握实验的基本原理；并能根据试验结果确定模型在各种工作状态各主要参数之间以及原、模型之间的换算关系；写出实验分析报告。提高学生的动手能力和试验数据处理的能力，达到能够运用实验手段去验证理论、认识规律、优化设计的目的?/span>
二?/span> 课程目标（对应毕业生能力要求?/span>
1. 通过实物模型，了解各类水工建筑物、水力机械的构造和特点。了解水利枢纽中不同功能水工建筑物的布置要求、工作流程和协同配合，以及各类水工模型试验在工程设计、创新和验证中的作用。（对应3-3?/span>
2. 掌握水工水力学、水工结构和水轮机模型试验的相似准则，了解各类模型试验设计的基本流程，初步具备各类水工模型试验的设计、计算和分析能力。（对应4-2?/span>
3. 能够根据具体的实验方案，选用合理的仪器设备和实验方法开展实验工作，在实验中正确操作相关仪器设备，采集数据并整理分析数据，对实验结果做出进行分析和解释。（对应9-1?/span>
4. 在分组实验中，独立完成小组分配的任务，并与小组其他成员沟通配合，完成复杂的大型综合性实验。（对应9-2?/span>
5. 在团队合作的实验项目中，培养锻炼学生统筹、协调和指挥团队开展大型综合性实验的能力。（对应9-3?/span>
6.能够编制满足需要的水工实验报告，对水工问题和实验背景有清楚深刻的认识，数据处理计算正确，经小组充分讨论和论证，得出合理完整的实验结论。（对应10-1?/span>
7. 能够阐释正确的价值观对水利工程和相关社会实践活动的影响。（对应13-2?/span>
三?/span> 教学内容、基本要求与学时分配
序号 |
实验内容 |
教学要求 |
学时 |
教学 方式 |
课程目标 |
1 |
综合水利枢纽模型实验 |
1. 了解水利枢纽的总体布置 2. 各水工建筑物的型式及作用 |
4 |
实验 |
1?/span>6?/span>7 |
2 |
水电站调压室水力学实?/span> |
1. 研究机组在开启或关闭时压力管道中流体的压力变化过?/span> 2. 在不同的阀门关闭（或开启）时间下，研究管道和调压井内的压力变化 |
4 |
实验 |
3?/span>5?/span> 6 |
3 |
重力坝结构模型实?/span> |
在各种静力荷载作用下，坝体各截面（沿高程方向）上的应力值、应力分布及位移?/span> |
4 |
实验 |
2?/span>5?/span>6 |
4 |
溢洪道的水工模型实验 |
1. 观察溢洪道进口、控制段、泄槽以及出口消能段的水流流?/span> 2. 学会泄流能力 3. 水力特?/span> 4. 模型原型换算 |
4 |
实验 |
2?/span>3?/span>6 |
5 |
水轮机效率实?/span> |
1. 研究、测量模型水轮机在不同工况、不同开度时；水头、流量、功率、转速等参数 2. 测量水轮机过水部件在各种工况下的水力效率 |
4 |
实验 |
2?/span>4?/span>6 |
6 |
拱坝模型自振频率测试 |
1. 水工结构模型实验的相似原理和模型设计的基本原则?/span> 2. 衰减振动波形自谱分析法测试结构固有频率的原理和方法?/span> 3. 库水位对拱坝自振频率的影响?/span> |
4 |
实验 |
3?/span>6 |
7 |
水电站蜗壳静载下虚拟仿真实验 |
1. 根据仿真实验结果计算蜗壳钢衬和外包混凝土的承载比，明确垫层蜗壳、充水保压蜗壳和直埋蜗壳各自的受力特点?/span> 2. 了解大型综合结构模型试验设计、过程、方法、步骤及数据处理?/span> |
4 |
实验 |
1?/span>3?/span>6 |
8 |
抽水蓄能电站虚拟仿真实验 |
1. 了解抽水蓄能电站的构成和工作原理?/span> 2. 了解地下厂房各层布局和主要结构； 3. 运行演示和模拟操作主厂房的主要设备?/span> |
4 |
实验 |
1?/span>6?/span>7 |
9 |
土石坝渗流数值模拟实?/span> |
1. 仿真研究土坝，包括均质土坝、心墙坝、面板堆石坝坝内渗流场特点?/span> 2. 了解稳态、非稳态渗流计算方法?/span> |
4 |
实验 |
1?/span>6?/span>7 |
10 |
水工挡水建筑物溃决实?/span> |
1. 了解不同水工挡水建筑物溃决方式与溃决过程?/span> 2. 了解混凝土挡水坝瞬间溃决过程以及不同种类土石坝逐渐溃决过程?/span> 3. 了解如何搭建不同种类土石坝室内实验模型?/span> 4. 了解基本监测设备的使用方法?/span> |
4 |
实验 |
2?/span>4?/span>6 |
11 |
堤坝溃口封堵实验 |
1. 了解常用的溃口封堵方案（立堵、平堵、混合堵）?/span> 2. 了解不同方案的溃口封堵过程?/span> 3. 比对不同溃口封堵方案实施过程中，溃口水流流态的变化过程?/span> |
4 |
实验 |
3?/span>6?/span>7 |
12 |
水库库区滑坡涌浪实验 |
1. 了解水库库区山体滑坡涌浪产生、传播过程及滑坡涌浪引起的坝前水位涌高?/span> 2. 了解滑坡涌浪产生、传播过程?/span> 3. 了解在实际工程地形中，滑坡引起涌浪的传播过程?/span> |
4 |
实验 |
1?/span>2?/span>6 |
四?/span> 其它教学环节
?/span>
五?/span> 授课说明
1. 开课学期：4-1?/span>
2. 授课单位：水利工程学院?/span>
3. 适用专业：水利水电工程?/span>
4. 先修课程：《水力学》、《水工建筑物》、《水电站建筑物?/span>
六?/span> 考核及成绩评定方?/span>
1. 实验操作和现场表?/span>: 36?/span>
2. 实验报告?/span>64?/span>
综合成绩不满60分则不及?/span>
七?/span> 教材和参考书
1. 使用教材
王溢波、陈婧、许青、张宏战 编著. 水利水电工程实验教程.大连理工大学出版社，2007年?/span>
自编实验指导书?/span>
2. 主要参考书
?/span>1）王树人、董毓新编著. 水电站建筑物. 清华大学出版社，1992年?/span>
?/span>2）林继庸编著. 水工建筑?/span>. 水利电力出版社，2009?/span>5月?/span>
八?/span> 附表清单
?span lang="EN-US">1：《水工专业综合实验》教学环节与课程目标对照?/span>
?span lang="EN-US">2：《水工专业综合实验》课程考核权重
3）表3：《水工专业综合实验》实验一考核方案
4）表4：《水工专业综合实验》实验二考核方案
5）表5：《水工专业综合实验》实验三考核方案
6）表6：《水工专业综合实验》实验四考核方案
7）表7：《水工专业综合实验》实验五考核方案
8）表8：《水工专业综合实验》实验六考核方案
9）表9：《水工专业综合实验》实验七考核方案
10）表10：《水工专业综合实验》实验八考核方案
11）表11：《水工专业综合实验》实验九考核方案
12）表12：《水工专业综合实验》实验十考核方案
13）表13：《水工专业综合实验》实验十一考核方案
14）表14：《水工专业综合实验》实验十二考核方案
?span lang="EN-US"> ?span lang="EN-US"> 者：张宏战、宿晓辉、张建涛
课程负责人：张宏战、宿晓辉、张建涛
专业负责人：杜志?/span>
主管副部（院）长：王?/span>
2022?12?/span>
