水力分析與計算(黃河水利職業技術學院建設的慕課)

水力分析與計算課程是黃河水利職業技術學院建設的慕課、國家精品線上開放課程。該課程於2016年11月03日首次在中國大學MOOC開課。該課程授課教師是王勤香、王宇、楚萬強、姜楠、徐鵬、王宏濤、田靜、李歡、劉艷芳、張宇華、杜艷珍。據2021年9月中國大學MOOC官網顯示，該課程已開課11次。

水力分析與計算課程共有11單元，包括靜水力學基礎、運動水流基礎1、運動水流基礎2、靜水作用力分析與計算、恆定管流水力分析與計算、明渠恆定均勻流、明渠恆定非均勻流水力分析與計算、堰流水力分析與計算、閘孔出流水力分析與計算、泄水建築物下游消能水力分析與計算、excel水力計算專題等內容。

基本介紹

• 中文名：水力分析與計算
• 提供院校：黃河水利職業技術學院
• 類別：慕課、國家精品線上開放課程
• 開課時間：2016年11月03日（首次）
• 授課平台：中國大學MOOC
• 授課教師：王勤香、王宇、楚萬強、姜楠、徐鵬、王宏濤、田靜、李歡、劉艷芳、張宇華、杜艷珍

課程性質

課程背景

水力分析與計算課程是在國家精品課程、國家精品資源共享課程水力學基礎上建設的線上開放課程。

課程定位

水力分析與計算課程主要研究液體平衡和運動狀態下的規律，並運用這些規律解決水利工程中水力分析與計算問題；通過該課程學習，在水利工程設計、施工和管理中能對常見水流現象進行分析，並能對常見的過流能力、水荷載、消能、水面線、滲流等問題進行計算。

該課程是水利水電建築工程專業的一門專業基本技能課程，其任務是教會學生在水利工程設計、施工和管理中對常見的水力學問題能進行水力分析與計算。該課程以工程力學基礎、水工建築物基礎等課程為前導課程，並為後續課程水工建築物設計與施工、水利工程施工技術奠定基礎。

課程簡介

水力分析與計算課程共有11單元內容，主要講解內容有建築物壁面靜荷載分析與計算、水工有壓管道的水力分析與計算、渠（河）道水力分析與計算、閘、堰泄流能力分析與計算、泄水建築物下游消能水力分析與計算。第一章介紹液體主要物理力學性質，靜水壓強特性、表示方法、基本方程與計算；第二章介紹運動水流分類，恆定總流連續性方程、能量方程及其意義；第三章介紹水頭損失分類及產生原因，層流、紊流及其判別；第四章介紹靜水壓強分布圖繪製，平面壁和曲面壁靜水作用力計算；第五章介紹有壓管道特點及分類；第六章介紹明渠類型及其對水流影響，明渠均勻流特點及形成條件、公式及流量計算；第七章介紹明渠水流流態判別；第八章介紹堰流水力分析；第九章介紹閘孔出流水力分析；第十章介紹泄水建築物下游水流特點，底流消能銜接形式判別；第十一章介紹有壓管道管徑、臨界水深、非稜柱體渠道恆定非均勻漸變流水面線、挖深式消力池池深Excel計算。

課程大綱

第1單元 靜水力學基礎	6.3明渠均勻流公式及流量計算
1.1液體主要物理力學性質	6.4梯形渠道正常水深計算
1.2靜水壓強特性、表示方法	單元測驗6
1.3靜水壓強基本方程	第7單元 明渠恆定非均勻流水力分析與計算
1.4靜水壓強計算	7.1 明渠水流流態判別
水力分析與計算習題集（王宇、王勤香主編）答案	7.2水跌與水躍
單元測驗1	7.3 明渠恆定非均勻漸變流水面線分析
第2單元 運動水流基礎1	7.4 明渠恆定稜柱體渠道水面線計算
2.1運動水流分類	單元測驗7
2.2恆定總流連續性方程	第8單元 堰流水力分析與計算
2.3恆定總流能量方程及其意義	8.1堰流水力分析
2.4恆定總流能量方程套用舉例	8.3實用堰流水力計算
單元測驗2	8.2薄壁堰流水力計算
第3單元 運動水流基礎2	8.4寬頂堰流水力計算
3.1恆定總流動量方程套用	單元測驗8 堰流水力分析與計算
3.2水頭損失分類及產生原因	第9單元 閘孔出流水力分析與計算
3.3層流、紊流及其判別	9.1閘孔出流水力分析
3.4水頭損失計算	9.2平板閘門水力計算
單元測驗3	9.3弧形閘門水力計算
第4單元 靜水作用力分析與計算	單元測驗9 閘孔出流單元測驗
4.1靜水壓強分布圖繪製	第10單元 泄水建築物下游消能水力分析與計算
4.2平面壁靜水作用力計算	10.1泄水建築物下游水流特點
4.3曲面壁靜水作用力計算	10.2底流消能銜接形式判別
4.4壓力體剖面圖繪製練習	10.3挖深式消力池水力計算
單元測驗4	10.4挑流消能水力分析與計算
第5單元 恆定管流水力分析與計算	單元測驗10 泄水建築物下游消能水力計算
5.1有壓管道特點及分類	第11單元 excel水力計算專題
5.2簡單有壓短管水力分析與計算	11.1有壓管道管徑Excel計算
5.3虹吸管及水泵裝置水力計算	11.2臨界水深Excel計算
5.4總水頭線與測壓管水頭線定性繪製	11.3非稜柱體渠道恆定非均勻漸變流水面線Excel計算
單元測驗5	11.4挖深式消力池池深Excel計算
第6單元 明渠恆定均勻流	學生課程思政作品
6.1明渠類型及其對水流影響	水利人、水利情-都江堰水利工程
6.2明渠均勻流特點及形成條件	小知識 大用途-連通器原理

（註：課程大綱從左至右列出，表格內容參考資料）

開課信息

開課次數	開課時間	授課教師	學時安排	參與人數
第1次開課	2016年11月03日~2017年01月14日	王勤香、楚萬強、徐鵬、王宇、劉艷芳、張鵬飛、張宇華、王俊、田靜	4小時每周	2953
第2次開課	2017年02月21日~2017年06月16日	王勤香、楚萬強、王俊、王宇、徐鵬、劉艷芳、張宇華	3~4小時每周	3138
第3次開課	2017年09月26日~2018年01月15日	王勤香、楚萬強、王俊、王宇、劉艷芳、田靜、張宇華、張鵬飛、徐鵬	4小時每周	2441
第4次開課	2018年03月13日~2018年06月16日	王勤香、田靜、楚萬強、姜楠、劉艷芳、王俊、張宇華、張鵬飛		2560
第5次開課	2018年09月18日~2019年01月13日	王勤香、王宇、田靜、楚萬強、姜楠、劉艷芳、張宇華、張鵬飛		2276
第6次開課	2019年03月05日~2019年06月25日	王勤香、王宇、田靜、楚萬強、姜楠、劉艷芳、張宇華、徐鵬		2393
第7次開課	2019年09月01日~2020年01月05日	王勤香、王宇、田靜、楚萬強、姜楠、劉艷芳、張宇華、李歡		2203
第8次開課	2020年02月06日~2020年06月28日	王勤香、王宇、田靜、姜楠、王宏濤、張宇華、楚萬強、李歡、劉艷芳		2991
第9次開課	2020年08月28日~2020年12月31日	王勤香、王宇、田靜、楚萬強、姜楠、王宏濤、李歡、劉艷芳、劉惠娟、張宇華		2402
第10次開課	2021年03月08日~2021年07月10日			2555
第11次開課	2021年08月30日~2022年01月03日	王勤香、王宇、楚萬強、姜楠、徐鵬、王宏濤、田靜、李歡、劉艷芳、張宇華、杜艷珍		待定
（註：表格內容參考資料）

課程特色

該課程考慮不同層次學生需求，突出以學員為中心的原則設計線上課程的教學內容和方法，課程採用“教、學、練、評”線上學習教學模式，課程資源建設不但豐富多樣，而且重點突出其實用性、易用性和有趣性。通過線上學習資源，交流答疑、單元測試，調動學生學習積極性和主動性，幫助學生完成知識技能點理解、套用、提升和升華，該課程還結合完成過的生產科研項目對工程中水力學問題進行專題講解和討論，對社會企業人員有重要實用價值。

教學目標

該課程利用網際網路優質資源，使學員具備水流現象分析和水力計算基礎知識與技能，能提升解決工程中水力分析與計算問題。

通過學習，理解三峽船舶“爬樓梯”過大壩的原理，清楚三峽77個孔口泄流量的計算方法，還會明白水利工程中確定移民數量及泄流建築物下游消能設計。

學習預備

預備知識

學習該課程需要具備工程力學、高等數學基礎知識等知識。

學習資料

書名	作者	ISBN	出版時間	出版社
《水力分析與計算》	羅全勝	978-7-5509-0118-6	2011年	黃河水利出版社
《水力計算手冊第2版》	李禕	7-5084-2780-7	2006年	中國水利水電出版社

（註：表格內容參考資料）

所獲榮譽

2017年12月26日，該課程被中華人民共和國教育部認定為首批“國家精品線上開放課程”。

2020年11月24日，該課程被中華人民共和國教育部認定為首批“國家級一流本科課程”。

教師簡介

王勤香，教育部全國高校教師網路培訓中心《水力學課程與教學骨幹教師培訓》特聘教授，水利工程監理工程師。

王宇，學生工作部（處）學生管理科科長。

楚萬強，黃河水利職業技術學院國際教育學院（外語教學部）院黨總支書記。

姜楠，黃河水利職業技術學院助教。

徐鵬，為華中科技大學計算機專業在讀碩士，主要研究方向：計算機套用、實驗室管理。

王宏濤，博士，講師，職於黃河水利職業技術學院水利工程學院。

田靜，黃河水利職業技術學院副教授。

李歡，黃河水利職業技術學院助教，主要從事水力學、泵與風機方面的教學工作。

劉艷芳，黃河水利職業技術學院講師，主要從事水力學、水文學的教學和科研工作。

張宇華，黃河水利職業技術學院副教授。

杜艷珍，廣西水利電力職業技術學院高級工程師。