课程概述

工程水文学是一门融合了理论性、工程性和技术性的水利工程及涉水工程专业的基础课程,它将水文学的基本理论与方法应用于工程建设与管理。课程由华中科技大学三位教授主讲,课程教学目标是通过相关的教学活动,帮助学生理解水文循环和水量平衡的基本原理,掌握水文信息采集与处理、流域产汇流计算、水文统计、设计年径流计算、设计洪水计算、水文预报、水库调度的技术和方法,并探索空间科学和信息技术在工程水文学发展中的新应用,提升学生多学科融合的创新思维能力。本课程为后续专业课程学习、研究生备考、科学研究的探索奠定坚实的基础。

本课程的特色和亮点:

1.秉承“绿色观+系统观”的教学理念组织教学内容

秉承绿色发展和系统治理的新时代治水理念,并将其贯穿于工程水文学教学过程中。水利工程建设与管理是一项复杂的系统工程,涉及从天空到大地的多维海量信息,本课程为学习者创建了生动易学的教学环境,并根据水利工程规划设计、施工建设、管理运行的全生命周期涉及的水文问题组织教学内容。

2.多学科交叉融合的教学设计

工程水文学涉及了各种与水有关的信息,服务于人类社会。空间信息技术、智能优化技术、大数据物联网等技术的发展为水文科学的研究开辟了新的途径。本课程结合教学团队的科研成果,将其转化为教学资源,探索新技术在工程水文中的应用,通过多学科技术的交叉融合,为解决复杂的水文问题提供新的研究思路,培养学生多学科融合的创新思维能力。

3.面向全球水安全问题的探究式专题讨论

结合教学团队三位教授在美国一流高校留学和访问交流的先进教学经验,精心设计以人类面临的水问题为导向的启发式专题讨论,引导学生以工程水文学的理论知识为基础,进一步探究解决水安全问题的新思路,激励学生们大胆提出自己的见解,勇于去探索自然界人水共生的奥秘,追寻自己的科研梦想,培养学生的思辨能力和探索精神。

证书要求

为积极响应国家低碳环保政策, 2021年秋季学期开始,中国大学MOOC平台将取消纸质版的认证证书,仅提供电子版的认证证书服务,证书申请方式和流程不变。

 

电子版认证证书支持查询验证,可通过扫描证书上的二维码进行有效性查询,或者访问 https://www.icourse163.org/verify,通过证书编号进行查询。学生可在“个人中心-证书-查看证书”页面自行下载、打印电子版认证证书。

 

完成课程教学内容学习和考核,成绩达到课程考核标准的学生(每门课程的考核标准不同,详见课程内的评分标准),具备申请认证证书资格,可在证书申请开放期间(以申请页面显示的时间为准),完成在线付费申请。

 

认证证书申请注意事项:

1. 根据国家相关法律法规要求,认证证书申请时要求进行实名认证,请保证所提交的实名认证信息真实完整有效。

2. 完成实名认证并支付后,系统将自动生成并发送电子版认证证书。电子版认证证书生成后不支持退费。


授课大纲

第一章 绪论

1.1 水文学与水资源

1.2 工程水文学研究内容及任务

1.3 水文循环与水量平衡

单元测验(1)

第二章 流域径流形成过程

2.1 河流与流域

2.2 降水

2.3 下渗

2.4 蒸散发

2.5 径流

单元测验(2)

第三章 水文信息采集与处理

3.1 测站

3.2 降水与水位观测

3.3 流量测验

3.4 流量数据处理

3.5 泥沙测验

3.6 水质监测

3.7 水文遥感

单元测验(3)

第四章 流域产汇流计算(一)

4.1 降水特征与降雨量计算

4.2 流域产流分析

4.3 流域蒸发计算

4.4 蓄满产流(计算方法)

4.5 蓄满产流(水源划分)

单元测验(4-1)

第四章 流域产汇流计算(二)

4.6 超渗产流

4.7 单位线(原理)

4.8 单位线(转换)

4.9 地下径流汇流

单元测验(4-2)

第五章 水文统计

5.1 水文统计概述

5.2 水文统计基本概念

5.3 随机变量及其概率分布

5.4 水文频率曲线线型

5.5 水文统计频率曲线的参数估计

5.6 水文频率计算-适线法

5.7 水文统计相关分析

单元测验(5)

第六章 设计年径流计算

6.1 设计年径流及径流随机模拟概述

6.2 影响年径流的因素

6.3 有长期实测径流资料时的设计年径流计算

6.4 有短期实测径流资料时的设计年径流计算

6.5 缺乏实测径流资料时的设计年径流计算

6.6 设计年径流的时程分配

6.7 设计枯水流量分析计算

单元测验(6)

第七章 设计洪水计算

7.1 设计洪水概述

7.2 设计洪峰、洪量的计算

7.3 设计洪水过程线的推求

7.4 设计洪水的其他问题

7.5 设计暴雨推求(资料充分)

7.6 设计暴雨推求(资料缺乏)

7.7 由设计暴雨推求设计洪水

单元测验(7)

第八章 水文预报

8.1 短期洪水预报

8.2 洪水实时预报

8.3 中长期水文预报

8.4 施工水文预报

8.5 新安江模型(结构与计算)

8.6 新安江模型(参数与率定)

单元测验(8)

第九章 水库调度

9.1 水库常规调度图绘制(兴利)

9.2 水库常规调度图绘制(综合)

9.3 水库优化调度(确定性)

9.4 水库优化调度(随机性)

9.5 水库群联合防洪调度及应用

单元测验(9)

第十章 新技术应用与探索

10.1 GIS在流域特征提取中的应用

10.2 分布式流域水文模型

10.3 无资料中小流域洪水估算方法-SCS模型

10.4 多变量水文分析与计算

10.5 水动力水质模型及应用

单元测验(10)

参考资料