治河防洪课程描述620Word下载.docx
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2.2课程目标
（1）知识目标
1）了解治河防洪工程的研究对象,掌握治河防洪工程的概念。
了解我国江河治理的必要性。
熟悉我国治河防洪事业的发展。
掌握治河防洪的新思路。
2）了解河势规划在防洪减灾工作体系中的作用,掌握河道整治规划设计标准。
3）掌握河工建筑材料和建筑物分类,了解各种不同类型护岸工程的适用场合和工作特点。
4）了解防洪减灾措施中的工程措施（拦、蓄、分、泄）与非工程措施。
掌握制定防洪减灾规划的基本原则,处理好人与洪水、一般与重点、防洪与生态环境及近期与远期四个关系。
5）掌握堤防工程的规划设计和堤防工程除险加固,了解堤防工程施工与管理。
6）了解水库调洪计算的原理和方法,掌握水库防洪调度的原则和方法及水库防洪管理。
7）了解险情类型及产生原因,掌握堤坝抢险治河工程及穿堤建筑物抢险的方法；
（2）技能目标
1）能正确的使用实验室常规的玻璃仪器及分析仪器或设备；
2）能运用水文观测设备，熟练的进行水位观测和计算；
3）能运用流量观测设备，熟练的进行流量测验和计算；
4）能运用泥沙观测设备，熟练的进行泥沙测验和计算；
5）能运用水位的变化特性和整编规范，进行水位资料整编；
6）能运用流量的变化特性和整编规范，进行流量资料整编；
7）能运用泥沙的变化特性和整编规范，进行泥沙资料整编；
8）能运用所学知识，进行洪水调查。
（3）素质目标
1）培养良好的劳动纪律观念和实事求是精神；
2）养成正确使用的仪器设备习惯；
3）培养认真做事，细心做事的态度；
4）培养团队协作和抗挫折意识；
5）培养表述、回答问题的语言表达能力。
3教学组织
序号
教学内容
学时
1
第一次课
绪论
2
第一章河流系统
第一节河流系统组成及特征
6
第二节河流分类及分段
第三节河道水流基本特性
3
第二章河流泥沙基本知识
第一节河流泥沙的来源、侵蚀模数与浑水特性
第二节河流泥沙特性
第三节河流泥沙运动
4
第三章河床演变及河道整治
第一节河床演变基本原理及分析
8
第二节河床演变的基本规律
第三节河道整治规划
第四节河道整治的基本措施
5
第四章江河防洪系统
第一节江河防洪系统组成
第二节防洪规划与防洪预案
第三节汛情收集处理
第四节水库防洪调度
第五章堤防工程
第一节堤防工程作用及分类
10
第二节堤防工程规划与设计
第三节堤防施工
第四节堤防管理
第五节堤防加固实例
7
第六章防汛抢险
第一节防汛指挥系统
第二节险情抢护
第七章工程泥沙问题及泥沙利用
第一节水库泥沙问题
第二节取水工程引水口取水防沙
第三节渠系泥沙控制
第四节河流泥沙利用
合计
50
《治河防洪》课程说课内容
第三章河床演变及河道整治
一、教学目的
本章介绍河床演变，是在了解水流和泥沙运动特性的基础上，从河床演变基本原理出发研究河床的变化规律，加深对河流系统的认识，为河流的开发利用提供理论基础。
二、教学内容
*三维视景平台在黄河下游河道整治规划中的应用研究
第一节河床演变基本原理及分析
一、河床演变特征
自然条件下，河床总是处在不断的变化过程中，如河湾的发展、汊道的兴衰、浅滩的移动等。
当在河流上修建水工建筑物以后，河床的冲淤变化将受到影响，如水库的修建将引起库区泥沙淤积和下游河道的冲刷，裁弯取直将引起上下游河势的变化等。
河床演变的特征表现在两个方面：
1．一定的河床形态和河床组成，必然有一定的与之相适应的水流结构和水流条件
（1）当水流的流体动力条件不变时，河床将保持适应水流条件的状态，河床形态相对稳定。
（2）当水流的流体动力条件发生较小的变化，但基本与河床形态相适应，则河床床面结构将有所改变，但其总体形态并不发生变化。
（3）当流体动力条件发生大的变化时，原有稳定的河床结构不仅发生变化，而且河床形态从一种类型变为另一种类型。
2．一定的河床形态与河床组成，必然有一定的与之相适应的输沙率
（1）水流挟带泥沙，水流与河床的相互作用是通过泥沙交换来进行的。
（2）河床由泥沙组成，河床组成变化是通过泥沙输移将水流中的泥沙与组成河床的泥沙相互交换来实现，如果泥沙交换不平衡，就必然产生河床各种类型的变形。
二、河床变形分类
1．从演变表现形式上可分为纵向变形和横向变形
（1）纵向变形是指河道沿流程所发生的变形，即河床纵剖面的冲淤变化，如河床的下切、抬高等。
（2）横向变形也称平面变形，即河床沿着与水流垂直的水平方向发生变形，如河湾的发展、汊道的兴衰等。
当河道的横断面发生横向变形时，其平面形态必然发生变化。
故横向变形又称平面变形。
在天然河流中，横向变形与纵向变形往往是错综复杂地交织在一起的。
2．从河道演变的发展过程来说，可分为单向变形和复归性变形
三、河床演变的基本原理
研究河流泥沙运动规律的目的是为了河床整治，而天然河流的河床形态、演变规律及整治手段往往是不同的，特别是在河道上修建水利枢纽、整治工程或其它工程后，受到整治建筑物的干扰，河床演变将更为复杂。
要有效地整治河流，必须充分认识河床演变的基本原理、河床演变的分析方法及各类河床特殊的演变规律。
河床演变的具体原因尽管千差万别，但根本原因可归结为输沙不平衡。
考察任意一条河流的某一特定区域BL（B、L分别为河宽及河长），当进出这一特定区域的沙量G0、Gi不等时，河床就会发生冲淤变形
四、河床演变的分析方法
冲积河流的河床演变是错综复杂的。
按时间特征可分为长期变形和短期变形；
按空间特征可分为大范围变形和局部变形；
按形式特征可分为纵深向变形和横宽向变形；
按方向性特征可分为单向变形（单向冲刷或淤积）和复归性变形（冲刷淤积交替进行）；
按是否受人类活动干扰又可分为自然变形和受人为干扰变形。
影响河床演变的主要因素可概括为：
河段上游来水量及其变化过程；
河段上游来沙量、来沙组成及其变化过程；
河段出口处的侵蚀基点高程及河床周界条件等。
由于来水来沙条件是瞬时变化的，河床周界条件是因地而异的，使河床演变的形式及过程极其复杂，要进行精确的定量计算，目前尚有不少困难，但可借助某些手段对河床演变进行定性分析或定量估算。
目前常用的几种演变分析方法如下：
1．天然河道实测资料分析方法；
2．运用泥沙运动基本规律及河床演变基本原理，对河床变形进行理论计算的方法；
3．运用河流模拟的基本理论，对河床演变进行预测的方法；
4．对条件相类似的河段进行类比分析的方法。
在河流动力学中，河床演变的研究对象，一般系针对近代冲积平原河流而言。
平原河流的河型，按其平面形式可分为四种基本类型：
顺直型，蜿蜒型，分汊型及游荡型。
不同类型的河段，其形态特点与演变规律不同。
一、顺直型河段
这种河型的特点是：
河身较顺直；
犬牙交错状边滩分布于河道两侧，并在洪水期向下游缓缓移动；
深槽与边滩相对；
上、下深槽之间存在沙脊，在通航河段称之为浅滩，浅滩洪水淤积，枯水冲刷，深槽则相反，洪水冲刷，枯水淤积（图）。
二、蜿蜒型河段
蜿蜒型河段是冲积平原河流中最常见的一种河型，在我国分布甚广，如“九曲回肠”的长江下荆江河段、渭河下游和汉江下游河段等，都是典型的蜿蜒型河段。
图下荆江蜿蜒型河段
◆蜿蜒型河段的横向变形，主要表现为凹岸冲刷崩退和凸岸淤积增长。
由图可见，凹岸迎流顶冲，河岸因冲刷而崩坍后退，凸岸边滩则因淤积而不断淤高长大。
◆天然实测资料表明，蜿蜒型河段在横向变化过程中，不仅横断面形态相似，而且冲淤的横断面面积也接近相等，如图所示。
◆蜿蜒型河段从整体看处在不断演变之中。
从平面变化看，随着凹岸冲刷和凸岸淤长进程的发生，其蜿蜒程度不断加剧，河长增加，弯曲度愈来愈大（图）。
但整个平面变形过程，似乎基本上是围绕各河弯之间过渡段的中间部位联成的摆轴所进行（图）。
三、分汊型河段
◆分汊型河段是冲积平原河流中常见的河型之一。
我国许多江河都存在这种河型，特别是长江中下游最多。
◆分汊型河段的平面形态是，上、下两端窄而中间宽。
中间段可能是两汊或多汊，各汊之间为江心洲。
图8为两汊情况。
分流比大于50%的汊道为主汊，分流比小于50%为支汊。
自分流点至江心洲头为分流区，洲尾至汇流点为汇流区，中间则为分汊段。
分汊型河段的纵剖面，从宏观看，呈两端低中间高的上凸形态，而几个连续相间的单一段和分汊段，则呈起伏相间的形态，与蜿蜒型河段的过渡段和弯道段的纵剖面形态相似。
◆分汊型河段的演变，受诸多因素影响而较为复杂。
其共同性的演变规律表现为汊道外形的平面移动，洲头、洲尾的冲淤消长，汊道内河床的纵向冲淤，以及主、支汊的易位。
四、游荡型河段
游荡型河段是一种有独特地貌特征的河型，在世界各地广泛存在。
我国黄河下游孟津～高村河段，永定河下游芦沟桥~梁各庄河段，汉江丹江口～钟祥河段，渭河咸阳～泾河口河段，都是典型的游荡型河段。
游荡型河段的显著特点是，河床宽浅散乱，主流摆动不定，河势变化急剧。
因此，对防洪、航运、工农业用水等各部门常常带来不利影响。
从平面形态看，游荡型河段河身比较顺直，曲折系数一般不大于1.3。
在较长的范围内，往往宽窄相间，呈藕节状。
河段内河床宽浅，洲滩密布，汊道交织。
如图
游荡型河段的主要演变规律如下：
1.多年平均河床逐步抬高。
如黄河下游花园口至高村河段，在1950～1972年的20多年内，河床平均抬高速度为5.9~9.7cm／a。
2.年内汛期主槽冲刷，滩地淤积；
非汛期，则主槽淤积，滩地崩塌。
从一个水文年看，主槽虽有冲有淤，但在长时期内，仍表现为淤积抬高，而滩地则主要表现为持续抬高。
一部分滩地虽然坍塌后退，但另一部分滩地又会淤长，长时期内变化不大。
3.主槽平面摆动，摆幅大，河势变化剧烈。
主槽的平面摆动直接与主流的摆动不定有关。
黄河下游交互式三维视景系统
“黄河下游交互式三维视景系统”利用地理信息系统、遥感、三维建模、虚拟现实等先进技术，把黄河下游直观、形象、系统地装进了计算机。
三维视景平台在黄河下游游荡性河道河势演变及整治方案研究中的应用思考
◆
（1）与“二维水沙数学模型”结合应用研究
◆
（2）与“模型黄河”结合的应用研究
三、教学方法与手段
1教学方法
（1）每讲完一个学习单元，由学生针对性的进行课堂练习，并将课堂练习内容固化为课堂练习册，教师根据学生练习中的问题再讲解，其教学过程是讲、练结合，学做合一，使其初步具有单项教学内容的动手能力。
这样，有利于学生将本章节内容融会贯通，对所学内容有一个完整的认识和掌握，同时也可以提高学生学习的积极性和趣味性。
培养学生实际操作技能和动手能力。
（2）以培养学生的技术应用能力和职业素质为宗旨，设计具有职业情景的实践教学项目。
充分发挥实习、综合练习、全面培养学生综合运用所学专业知识的基本技能和分析问题与解决问题的能力，提高学生的综合实践能力和职业技能。
（3）紧扣培养目标，采用灵活的教学方法，将传统的单向灌输式教学方法改为项目启动、边讲边练、自主研究、座谈交流、等多样化教学方法，激发学生的独立思考和创新意识，调动学生学习的积极性，使学生变被动为主动，培养学生分析问题、解决问题的能力。
例如：
自主研究式教学方式，教师指定可选的专题分类，学生自主选题，然后组成研究学习小组，利用各种参考资料和网上资源对某个专题开展自主学习和研究，并撰写报告。
然后通过小组报告进行交流和讨论，最后进行全班报告和交流，由小组派代表进行报告。
其目的是培养学生的综合能力和进行项目研究的初步能力，提高学生的创新能力，并使他们对相关专题的研究前沿有所了解。
2教学手段
（1）积极推广现代化教学技术
为了保证课堂教学的信息量，让学生更好地理解和掌握教学内容，教学过程中应尽量采用多媒体教学。
（2）校企结合
邀请有较高造诣和丰富实践经验的知名专家、高级工程技术人员来校讲学和作学术报告，传授本专业前沿性的知识和专业发展动态。
扩大学生的知识面和了解本课程学科领域发展动态，激发学生的学习欲望。
另一方面聘请有工作经验的企事业单位工程技术人员担任兼职教师，讲授部分教学内容，将生产一线的新知识、新技术直接传授给学生，提高学生对实际工作的认识能力，增强学生解决实际问题的能力和接受新知识、新技术的能力。
拉近教学与生产之间的距离，为实现“零距离”接触奠定理论基础。
（3）网络教学
利用网络教学，把教学内容放在网上，学生可随时上网学习，师生可在网上互动，资源利用率高，效果好。
课时教学计划
教师姓名
程林
时数
日期
2010-11-12
班级
水文0901、0902
上课地点
5211
课程（学习领域）名称
项目×
（学习情境×
）
单元主要教学内容
教学目标
能力（技能）目标
知识目标
素质目标
具有初步进行河势分析、河段冲淤量估算；
区分平原河流不同河型能力。
掌握河床演变的资料分析法理、解河床演变的基本原理、了解河势规划的基本原则及规划内容
培养学生的技术应用能力
能力训练任务
造床流量概念、确定方法；
用资料分析法对河势演变进行初步分析。
教学重点
教学难点
重点：
是河床演变的资料分析法及平原河流河床演变特点；
难点：
学生应会用资料分析法对河势演变进行初步分析。
教学组织形式
教室多媒体授课
作业
复习、习题二
备注
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