Б3.В.ДВ.6.2 «Гидрология и гидротехнические сооружения»

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
дисциплины
Б3.В.ДВ.6.2 «Гидрология и гидротехнические сооружения»
(индекс и наименование дисциплины в соответствии с ФГОС ВПО и учебным планом)
Направление подготовки
08.03.01 Строительство
(шифр и наименование направления подготовки (специальности))
Профили подготовки (специализации)
"Водоснабжение и водоотведение"
(наименование профиля подготовки (специализации))
Квалификация
бакалавр
Учебный план
270800_62-10-1234-3467-38
(шифр учебного плана)
Институт/Факультет
Кафедра
Семестр
Институт инженерной экологии
«Водоснабжение, водоотведение и гидротехника»
7
СОДЕРЖАНИЕ
1. Цели и задачи изучения дисциплины ........................................................................................................ 4 1.1 Цель преподавания дисциплины ......................................................................................................... 4 1.2 Задачи изучения дисциплины .............................................................................................................. 4 1.3 Межпредметная связь ........................................................................................................................... 5 2. Объем дисциплины и виды учебной работы ............................................................................................ 6 3. Содержание дисциплины ............................................................................................................................ 7 3.1 Разделы дисциплины и виды занятий в часах (тематический план занятий) ................................. 7 3.2 Содержание разделов и тем лекционного курса ................................................................................ 7 3.3 Практические занятия........................................................................................................................... 8 3.4 Лабораторные занятия .......................................................................................................................... 8 3.5 Самостоятельная работа ....................................................................................................................... 8 График учебного процесса и самостоятельной работы студентов ...................................................... 9 3.6 Содержание модулей дисциплин при использовании системы зачетных единиц ....................... 10 Перечень модулей дисциплины ............................................................................................................ 11 4. Учебно-методические материалы по дисциплине.................................................................................. 12 4.1 Основная и дополнительная литература, информационные ресурсы ........................................... 12 4.2 Перечень наглядных и других пособий, методических указаний и материалов к техническим
средствам обучения.............................................................................................................................. 12 4.3 Контрольно-измерительные материалы ........................................................................................... 12 5. Организационно-методическое обеспечение учебного процесса по дисциплине в системе зачетных
единиц ........................................................................................................................................................ 14 Трудоемкость модулей и видов учебной работы ................................................................................ 15 Аннотация рабочей программы дисциплины (модуля) ............................................................................. 16 1. Цели и задачи изучения дисциплины
1.1 Цель преподавания дисциплины
Преподавание курса «Гидрология и гидротехнические сооружения» имеет целью формирование
у студентов знаний по гидрологическим явлениям и процессам, протекающим в естественных
водотоках, их генетической основы и влияния на работу водохозяйственных установок; привить
навыки проведения гидрологических расчетов, необходимых при проектировании гидротехнических
сооружений на основе последних достижений науки и техники в тесной взаимосвязи с охраной
окружающей среды.
1.2 Задачи изучения дисциплины
Задачи дисциплины:
- Формирование навыков работы с нормативной и научно-технической литературой;
- Развитие инженерного мышления;
- Выработка умения применять знания, полученные при изучении общетехнических
дисциплин.
- Подготовить студентов к самостоятельной инженерной деятельности в области
использования водных ресурсов и, прежде всего в системах водоснабжения и водоотведения;
- Выработать у студентов умение самостоятельно выбирать методы гидрологических и
водохозяйственных расчетов;
Ознакомить студентов с типами и конструкциями гидротехнических сооружений, используемых
в системах водоснабжения и водоотведения и основными положениями по их расчету и
проектированию.
Процесс изучения дисциплины «Гидрология и гидротехнические сооружения»
направлен на
формирование следующих профессиональных компетенций:
 знанием нормативной базы в области инженерных изысканий, принципов проектирования
зданий, сооружений, инженерных систем и оборудования, планировки и застройки населенных мест
(ПК-9);
 владением методами проведения инженерных изысканий, технологией проектирования
деталей и конструкций в соответствии с техническим заданием с использованием стандартных
прикладных расчетных и графических программных пакетов (ПК-10);
 способностью проводить предварительное технико-экономическое обоснование проектных
расчетов, разрабатывать проектную и рабочую техническую документацию, оформлять законченные
проектно-конструкторские работы, контролировать соответствие разрабатываемых проектов и
технической документации зданию, стандартам, техническим условиям и другим нормативным
документам (ПК-11);
 знанием научно-технической информации, отечественного и зарубежного опыта по профилю
деятельности (ПК-17);
 владением математическим моделированием на базе стандартных пакетов автоматизации
проектирования и исследований, методами постановки и проведения экспериментов по заданным
методикам (ПК-18).
В результате изучения курса студент должен знать:
- методы исследования водных ресурсов страны и прогнозирования их во времени на основе
современного состояния вопросов о гидрологическом режиме рек, морей, озер и водохранилищ;
- конструктивные решения различных типов гидротехнических сооружений, используемых в
системах водоснабжения и водоотведения, пути их совершенствования.
Студент на уровне репродуктивной деятельности должен уметь:
- провести гидрологические и водохозяйственные расчеты с целью регулирования стока и
определения параметров водохранилищ;
- провести обработку наблюдений за стоком с целью определения гидрологических
характеристик;
- выбрать и обосновать конструкции гидротехнических сооружений гидроузлов.
Студент должен освоить:
- методику применения математического аппарата теории вероятности в гидрологических
расчетах;
- метод корреляции и математическое моделирование гидрологических рядов;
- методы водохозяйственных расчетов по регулированию низкого и высокого стоков;
методику проектирования и проведения приближенных расчетов плотин (гидравлические
расчеты, фильтрационные расчеты, статистические расчеты).
1.3 Межпредметная связь
Дисциплина «Гидрология и гидротехнические сооружения» относится к дисциплинам по выбору
вариативной части профессионального цикла.
Для освоения дисциплины «Гидрология и гидротехнические сооружения» используются знания
и умения, приобретенные при изучении базовых дисциплин вариативной части математического и
естественнонаучного цикла: физики, химии, механики грунтов, инженерного обеспечения, основ
механики жидкости и газа. Для изучения дисциплины студент должен:
знать:
- основные положения и законы молекулярно-кинетической теории строения вещества;
- агрегатные состояния веществ;
- основные свойства жидкостей;
- основные законы механики жидкости и газа;
- основы строения земной коры;
- основные свойства грунтов и условия их залегания;
- основы топографии.
уметь:
- работать с геодезическими приборами;
- решать простейшие задачи о статическом и динамическом равновесии тел,
- решать задачи безнапорной гидравлики.
Дисциплина является предшествующей для дисциплин «Инженерные системы зданий и
сооружений», дисциплин по выбору вариативной части профессионального цикла: основы
водоснабжения и водоотведения населённых пунктов, насосы и насосные станции, реконструкция
систем и сооружений водоснабжения и водоотведения.
2. Объем дисциплины и виды учебной работы
Вид учебной работы
Аудиторные занятия (всего)
В том числе:
Лекции
Практические занятия (ПЗ)
Семинары (С)
Лабораторные работы (ЛР)
Самостоятельная работа
В том числе:
Курсовой проект
Курсовая работа
Расчетно-графические работы
Реферат
другие виды самостоятельной работы
Вид промежуточного контроля (зачет,
экзамен)
Общая трудоемкость
часы
зачетные единицы
Всего
часов /
зачетных
единиц
36
18
18
36
Зачет
7
72
2
5
6
-
-
-
-
-
-
Семестр
ы
7
36
18
18
36
36
Зачет
7
72
2
8
3. Содержание дисциплины
3.1 Разделы дисциплины и виды занятий в часах (тематический план занятий)
№ пп
Модули и разделы дисциплины
Лекции
1
2
3
4
5
6
Введение
Гидрология
Гидрометрия
Гидрологические расчёты
Регулирование стока.
Гидротехнические сооружения
Итого
0.5
3.5
2
2
2
8
18
ПЗ
4
2
4
8
18
Самосто
ятельная
работа
Всего
0.5
7.5
2
4
6
16
36
1
15
4
8
12
32
72
Реализу
емые
компет
енции
ПК-9,
10; 11,
17; 18.
3.2 Содержание разделов и тем лекционного курса
№
№
темы лекции
1
1.
2
2
2
3
3
4
4
5
6
Содержание тем, лекций
Введение.
1
Содержание, задачи и значение учебной
дисциплины.
Понятие о водных ресурсах; общий объём воды
гидросферы
Гидрология.
1 Круговорот воды в природе. Уравнение баланса
отдельных речных бассейнов, морей, озёр и
водохранилищ.
Гидрогеографические
характеристики реки и речной системы (факторы
и показатели речного стока).
Типы речных русел и руслового процесса.
Источники питания рек. Озера, болота,
водохранилища.
Гидрометрия.
2
Организация
гидрометслужбы
в
России.
Водомерные посты. Наблюдения над уровнями
воды, измерение скоростей течения. Определение
расходов .
Гидрологические расчёты.
3 Карты изолиний стока. Применение методов
математической статистики в гидрологических
расчётах. Построение кривых обеспеченности.
Расчёт годового стока. Определение максимальных
и минимальных расходов воды.
Регулирование стока.
4 Задачи регулирования стока. Водохозяйственные
расчёты: определение ёмкости водохранилищ;
потери стока из водохранилищ. Годовое и
многолетнее регулирование стока.
Гидротехнические сооружения.
Кол -во
час.
Вопросы для
самостоятельного
изучения
0.5
0,5
3.5
1,5
2
2
2
2
2
2
2
8
Типы питания рек
Пензенской
области
Гидрологический
режим морей, озёр
и водохранилищ
Гидрографы
Определение
потерь воды
из водохранилища
на фильтрацию
6
5
Общие сведения, классификация. Глухие плотины.
Плотины из местных материалов. Проектирование
профиля земляных плотин.
1
6
5
1
6
6
6
6
7
8
Противофильтрационные
элементы
земляных
плотин. Депрессионная кривая.
Расчёты по
фильтрации.
Расчёт устойчивости земляных плотин. Крепление
откосов плотин.
Бетонные и железобетонные плотины.
Водопропускные
отверстия
глухих
плотин.
Водосбросные устройства и их типы.
ИТОГО:
2
Требования к
материалу
насыпных и
намывных плотин
Конструкции
дренажей плотин.
Методы крепления
низовых откосов.
2
2
18
32
3.3 Практические занятия
№
занятия
Содержание тем
Кол-во
часов
1
2
3
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Построение эмпирической кривой обеспеченности
Построение теоретической кривой обеспеченности
Определение ёмкости водохранилища.
Учёт потерь воды из водохранилища. Характерные уровни в водохранилище.
Построение профиля земляной плотины.
Исследование фильтрации через однородную земляную плотину и плотину с
ядром.
Исследование фильтрации через земляную плотину с дренажём.
Исследование устойчивости откосов земляной плотины.
Исследование фильтрации через основание бетонной плотины.
ВСЕГО
2
2
2
2
2
2
7.
8.
9.
2
2
2
18
3.4 Лабораторные занятия
Учебным планом не предусмотрено.
3.5 Самостоятельная работа
Самостоятельная работа студентов по дисциплине подразумевает самостоятельную работу с
информационными ресурсами различного вида. Контроль самостоятельной работы рекомендуется
проводить на основе тестов.
ГРАФИК УЧЕБНОГО ПРОЦЕССА И САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ
по дисциплине
направления
профиль
№
п/п
Наименование
дисциплины
1
Б3.В.ДВ.6.2 «Гидрология и гидротехнические сооружения»
08.03.01 Строительство
института/факультета
ИИЭ
"Водоснабжение и водоотведение"
Часов на
самостоятельСеместр
ную работу
Всего
По видам
Всего По видам 1
Лекции –
экзамен
ТО
ТО
Практические –
РФ
зачет
Лабораторные –
ЛР
КН
ВТ
Число часов
аудиторных занятий
Форма
контроля
,
4
курса на
7
семестр
Недели учебного процесса семестра
2
ТО
3
ТО
4
ТО
5
ТО
6
ТО
7
ТО
8
ТО
9
ТО
10
ТО
11
ТО
12
ТО
13
ТО
14
ТО
15
ТО
16
Условные обозначения: ТО – изучение теоретического курса; РЗ – расчетное задание; ВРЗ – выдача расчетного задания; СРЗ – сдача расчетного
задания; КР – курсовая работа; ВКР – выдача курсовой работы; СКР – сдача курсовой работы; КП – курсовой проект; ВКП – выдача курсового
проекта; СКП – сдача курсового проекта; РФ – реферат; ВРФ – выдача темы реферата; СРФ – сдача реферата; ЛР – лабораторные работы; ВЛР –
выполнение лабораторной работы; ЗЛР – защита лабораторной работы; КН – контрольная неделя (аттестационная неделя); ВТ – входное
тестирование по дисциплине.
Заведующий кафедрой
(Ф.И.О.)
(дата)
(подпись)
(Ф.И.О.)
(дата)
(подпись)
Декан ИИЭ
«___»______________20__г., протокол №___
17
3.6 Содержание модулей дисциплин при использовании системы зачетных единиц
ПЕРЕЧЕНЬ МОДУЛЕЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Б3.В.ДВ.6.2 «Гидрология и гидротехнические сооружения»
№
п/п
1.
2.
3.
Наименование
модуля, срок его
реализации
Перечень тем
лекционного курса,
входящих в модуль
(перечень тем в
соответствии с п. 3.2)
Перечень
Перечень
практических
лабораторных
и семинарских
занятий, входящих
занятий, входящих в
в модуль
модуль
(перечень
(перечень тем в
лабораторных работ в
соответствии с п. 3.3) соответствии с п. 3.4)
Перечень
самостоятельных
видов работ,
входящих в модуль,
их конкретное
наполнение
(Перечень видов
работ и их
содержания в
соответствии с п.3.5)
Реализуемые
компетенции
Умения
Знания
4. Учебно-методические материалы по дисциплине
4.1 Основная и дополнительная литература, информационные ресурсы
Основная литература
1. Рассказов Л.Н., Орехов В.Г., и др. Гидротехнические сооружения ч.1. Учебник для вузов. –
М.: Из.-во АСВ, 2008. – 576 с.
2. Рассказов Л.Н., Орехов В.Г., и др. Гидротехнические сооружения ч.2. Учебник для вузов. –
М.: Из.-во АСВ, 2008. – 528 с.
3. Правдивец Ю.П. Введение в гидротехнику: Учебное пособие. 3-е изд., испр. и доп. – М.: Издво АСВ, 2009. – 288 с.
4. Гидрология: Учебник для вузов / В.Н.Михайлов, А.Д.Добровольский, С.А.Добролюбов. – М.:
Высш. шк., 2005. – 463 с.: ил. – (серия «Классический университетский учебник»).
Дополнительная литература
1. Классификация городских водных объектов: уч.пособие / В.В. Вомианик, А.А. Суздалева. –
М.: АСВ, 2008
2. Смирнов Г.Н., Курлович Е.В., Витрешко И.В., Мальгина И.А. Гидрология и гидротехнические
сооружения: /Учебник для вузов по спец. «Водоснабжение и канализация»/ под ред. Г.Н. Смирнова.
– М.: Высш. школа, 1988. – 472 с..: ил.
3. Константинов Н.М., Петров Н.А., Высоцкий Л.И. Гидравлика, гидрология, гидрометрия:
/Учебн. для вузов: В 2 ч. Ч.II. Специальные вопросы/ Под ред. Константинова Н.М.. –М.: Высш. шк.,
1987. - 431 с.: ил.
Методическая литература
1. Каледа И.А., Демидочкин В.В., Парамонов В.К. Исследование, эксплуатация и ремонт
гидротехнических сооружений. – Пенза: ПГУАС, 2007. - 4,75 п.л.
2. СП 33-101-2003 Определение основных гидрологических характеристик М.: Госстрой, 2004
3. СНиП 33-01-2003. Гидротехнические сооружения. Основные положения. М.: Стройиздат.
2004
4. СНиП 2.06.05-84*. Плотины из грунтовых материалов. – М.: Госстрой, 1991.
5. СНиП 2.06.06-85*. Плотины бетонные и ж/бетонные. – М.: Госстрой, 1991.
6. СНиП 2.06.04-82. Нагрузки и воздействия на ГТС. – М.: Госстрой, 1989.
7. Водохранилищный гидроузел для целей водоснабжения. Методические указания к
практическим занятиям и дипломному проектированию. Каледа И.А., Гришин Б.М. - Пенза: ПОЛ
12-1 Пензенского ИСИ, 1987, 26 с.
4.2 Перечень наглядных и других пособий, методических указаний и материалов к техническим
средствам обучения
Набор оборудования и приборов для проведения замеров скоростей течения, глубин, параметров
волн, и др.
4.3 Контрольно-измерительные материалы
ВОПРОСЫ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЧЁТ
1. Кругооборот воды в природе. Уравнение водного баланса.
2. Характеристики речного стока. Типы питания рек. Факторы, влияющие на речной сток.
3. Гидрологические характеристики. Задачи и расчетов по определению гидрологических
характеристик. Применение теории вероятности в гидрологических расчетах.
4. Кривые распределения вероятностей. Обеспеченность стока при длинных, коротких и
отсутствующих рядах наблюдений.
5. Цель и задачи водохозяйственных расчетов. Комплексное использование водных ресурсов.
6. Задачи и виды регулирования стока.
7. Водохранилище. Основные объемы и уровни воды. Потери воды из водохранилищ.
8. Гидрометрические посты и их оборудование.
9. Приборы и способы измерения глубин, скоростей и уклонов водной поверхности.
10. Наблюдение за твердым стоком.
11. Классификация ГТС. ГТС систем водоснабжения и водоотведения.
12. Конструкции плотин из грунтовых материалов.
13. Назначение, конструкция противофильтрационных устройств земляных плотин.
14. Проектирование профиля земляных плотин (откосы, гребень, высота плотины.).
15. Водопропускные сооружения грунтовых плотин – назначение водосбросов и водоспусков.
16. Типы водосбросов и водоспусков. Условия их применения. Береговые и приплотинные
водосбросы.
17. Водозаборы, совмещенные с водоспусками.
18. Водосливные плотины – назначение, материал для возведения, основные конструктивные
типы.
19. Бетонные и ж/бетонные плотины. Типы плотин и их характеристики.
20. Флютбет и его составные части.
5. Организационно-методическое обеспечение учебного процесса по дисциплине
в системе зачетных единиц
ТРУДОЕМКОСТЬ МОДУЛЕЙ И ВИДОВ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ
в относительных единицах по дисциплине Б3.В.ДВ.6.2 «Гидрология и гидротехнические сооружения»,
института/факультета Институт инженерной экологии,
4
курса на 7
семестр 201__/201_ учебного года
Аттестация
(50 %)
2
3
1.1
1.2
1.3
6
25
1-5
нед
5
10
10
25
6-11
нед
5
10
10
25
12-18
нед
5
10
5
20
Всего
Модуль № 1
Гидрология
Модуль № 2
Гидрометрия
Модуль №3
Гидротехнические сооружения
7
8
9
10
11
12
13
30
Итого
5
30
Сдача зачета
4
15
Сдача экзамена
1.
Текущий контроль
1
Самостоятельная
работа (задания, КР,
КП)
Название модульной дисциплины
Виды текущей работы
Посещение занятий
№
п/п
Срок реализации модуля
Текущая работа (50 %)
14
15
100
Аннотация рабочей программы дисциплины (модуля)
Аннотация дисциплины
Б3.В.ДВ.6.2 «Гидрология и гидротехнические сооружения»
(наименование дисциплины)
Общая трудоёмкость изучения дисциплины составляет 2 зачетные единицы (72 часа.).
Преподавание курса «Гидрология и гидротехнические сооружения» имеет целью формирование
у студентов знаний по гидрологическим явлениям и процессам, протекающим в естественных
водотоках, их генетической основы и влияния на работу водохозяйственных установок; привить
навыки проведения гидрологических расчетов, необходимых при проектировании гидротехнических
сооружений на основе последних достижений науки и техники в тесной взаимосвязи с охраной
окружающей среды.
Задачи преподавания дисциплины:
 Формирование навыков работы с нормативной и научно-технической литературой;
 Развитие инженерного мышления;
 Выработка умения применять знания, полученные при изучении общетехнических дисциплин.
 Подготовить студентов к самостоятельной инженерной деятельности в области использования
водных ресурсов и, прежде всего в системах водоснабжения и водоотведения;
 Выработать у студентов умение самостоятельно выбирать методы гидрологических и
водохозяйственных расчетов;
 Ознакомить студентов с типами и конструкциями гидротехнических сооружений,
используемых в системах водоснабжения и водоотведения и основными положениями по их расчету
и проектированию.
Структура дисциплины (распределение трудоемкости по отдельным видам аудиторных
учебных занятий и самостоятельной работы.
Вид учебной работы
Аудиторные занятия (всего)
В том числе:
Лекции
Практические занятия (ПЗ)
Семинары (С)
Лабораторные работы (ЛР)
Самостоятельная работа
В том числе:
Курсовой проект
Курсовая работа
Расчетно-графические работы
Реферат
другие виды самостоятельной работы
Вид промежуточного контроля (зачет,
экзамен)
Общая трудоемкость
часы
зачетные единицы
Всего
часов /
зачетных
единиц
36
18
18
36
Зачет
7
72
2
Семестры
5
6
-
-
-
-
-
-
7
36
18
18
36
36
Зачет
7
72
2
8
Дидактические единицы (разделы, модули)
Гидрология
Гидрометрия
Гидрологические расчёты
Регулирование стока.
Гидротехнические сооружения
В результате изучения дисциплины студент должен:
- Знать методы исследования водных ресурсов страны и прогнозирования их во времени на
основе современного состояния вопросов о гидрологическом режиме рек, морей, озер и
водохранилищ;
- конструктивные решения различных типов гидротехнических сооружений, используемых в
системах водоснабжения и водоотведения, пути их совершенствования.
Уметь:
- провести гидрологические и водохозяйственные расчеты с целью регулирования стока и
определения параметров водохранилищ;
- провести обработку наблюдений за стоком с целью определения гидрологических
характеристик;
- выбрать и обосновать конструкции гидротехнических сооружений гидроузлов.
Владеть:
- методикой применения математического аппарата теории вероятности в гидрологических
расчетах;
- методом корреляции и математическое моделирование гидрологических рядов;
- методами водохозяйственных расчетов по регулированию низкого и высокого стоков;
- методикой проектирования и проведения приближенных расчетов плотин (гидравлические
расчеты, фильтрационные расчеты, статистические расчеты).
Видами учебной работы являются:
– аудиторные занятия, лекции, практические занятия;
– самостоятельная работа: изучение теоретического материала.
Используемые инструментальные и программные средства: учебная обязательная и
дополнительная литература.
Формы промежуточного контроля: тесты, опросы, зачёт в 7 семестре.