教学大纲长沙理工大学.docx
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教学大纲长沙理工大学
实验教学大纲
“水分析化学”实验教学大纲
SyllabusforExperimentofWaterAnalyticalChemistry
课程编号：
08170049
编写人：
杨轶辉审批人：
樊鸣放
一、实验教学的目的和要求
1．教学目的：
本课程是与理论课学习同步进行的实验课程，学生通过实验，进一步加深对水质分析方法和原理的理解，掌握水分析化学的基本操作和技能，以及分析结果的处理方法，为解决给水排水工程和环境工程水质分析中的实际问题打下基础。
通过实验室的严格训练，进一步建立准确“量”的概念，培养良好的工作态度和严谨细致、实事求是的科学作风。
2．教学要求：
要求学生通过不同层次的验证性实验、综合性实验、设计创新性实验的训练，掌握水分析化学的四大滴定方法（酸碱滴定法、络合滴定法、沉淀滴定法和氧化还原滴定法）和主要仪器分析法（如吸收光谱法等）的基本理论和基本技能。
掌握各种仪器的结构、使用规则和方法，掌握水质分析的基本操作。
通过循序渐进的实验教学，树立严谨的科学态度，具备独立分析问题和解决实际问题的能力。
二、课程学时学分
总学分：
3.0总学时：
60实验学时：
10
三、实验项目名称和学时分配
序号
实验项目名称
学时
分配
必开或
选开
实验
类型
分组
人数
面向专业
1
电子天平的称量练习
1
必开
验证
4
给水排水、水文
2
滴定分析基本操作
1
必开
验证
4
给水排水、水文
3
不同水源的物理化学指标分析研究
4
必开
综合
4
给水排水、水文
4
不同水源的水中微量元素分析研究
4
必开
综合
4
给水排水、水文
5
学生自选实验
不限
选开
创新
4
给水排水、水文
四、单项实验的内容和要求
1．电子天平的称量实验
实验内容：
用差减法（或减量法）直接准确称取Na2CO3质量（准确至0.0001g）；用固定质量称量法直接准确称取不易吸水，在空气中稳定的试样，如金属等。
实验要求：
掌握电子天平的使用规则和称量方法；掌握差减法、固定质量称量法的称量方法和操作要领。
主要仪器：
电子天平，称量瓶，烧杯。
2．滴定分析基本操作
实验内容：
酸碱标准溶液（操作溶液）的配置。
实验要求：
通过酸碱溶液的配置和标定，掌握容量分析仪器的用法和滴定操作技术，并学会滴定中点的判断。
主要仪器和试剂：
浓盐酸HCl，0.1%酚酞乙醇溶液，0.1%甲基橙水溶液
3．不同水源的物理化学指标分析研究
实验内容：
根据不同水源的水质情况，采用适宜的方法测定其色度或浊度、总碱度或总硬度等的含量。
实验要求：
了解目视比色法的原理和操作方法；掌握分光光度法测定水中浊度的原理和方法，学会标准曲线的绘制；掌握水中碱度测定的方法，进一步掌握滴定终点的判断；学会EDTA标准溶液的配置与标定方法；掌握水中硬度的测定原理和方法。
主要仪器和试剂：
50ml具塞比色管（其刻线高度一致），滴定管，相关的试剂，无浊度水，浊度标准溶液。
4．不同水源的水中微量元素分析研究
实验内容：
根据不同水源的水质情况，采用适宜的方法测定其溶解氧、铁元素等的浓度。
实验要求：
学会水中DO的固定方法；掌握碘量法测定水中DO的原理与方法；学会吸收光谱法中测定条件的选择方法。
主要仪器和试剂：
溶解氧瓶：
250~300ml，容量瓶100ml，吸量管1．2．10ml，硫酸锰溶液、铁标准溶液等，移液管、分光光度计等。
5．学生自选实验
实验内容：
根据学生学习过程中发现的问题或学生特别感兴趣的问题，紧密结合生产实际、科研课题，结合学生科研的开展，选择实验项目和内容进行较深入的实验研究。
实验要求：
要求学生通过查阅文献资料，自选课题，在教师的指导下，进行方案比较，设计出最优实验方案进行实验，整理成果，写出较高质量的实验研究报告。
主要仪器设备：
根据不同的选题，由实验室提供仪器设备。
五、实验教材
黄君礼．水分析化学
六、考试方法
操作、笔试、实验报告相结合。
“水泵与水泵站”实验教学大纲
SyllabusforExperimentofPumpandPumpingStation
课程编号：
08150020
编写人：
杨轶辉审批人：
樊鸣放
一、实验教学的目的和要求
1．教学目的
配合课堂理论教学，培养学生的基本实验能力，加深对理论知识的理解，对水泵的基本构造、基本性能和水泵的运行工况及串并联运行，有一个更全面系统的了解和掌握。
为今后泵站工程的规划、设计、施工及运行管理打下坚实的基础。
2．教学要求
掌握叶片泵的基本构造，水泵的性能实验的一般方法、手段和水泵串、并联运行的特征。
能较熟练地掌握泵的拆装程序；掌握泵的主要零部件的位置、构成、类型、作用；掌握实验数据的换算，整理方法，学会实验性能曲线的绘制方法；掌握水泵串、并联运行系统性能曲线的绘制及工况点的确定方法。
二、课程学时学分
总学分：
2.0总学时：
36实验学时：
4
三、实验项目名称和学时分配
序号
实验项目名称
学时
分配
必开或
选开
实验
类型
分组
人数
面向专业
1
水泵构造及性能实验
4
必开
综合
4
给水排水工程
四、单项实验的内容和要求
1．水泵构造及性能实验
实验内容：
观察离心泵、混流泵和轴流泵等叶片泵实物和挂图；学生自己动手对以上三种叶片泵进行拆解，并照原样进行安装；放映《水泵基本构造》录像片或幻灯片；对照实物介绍深井泵、潜水泵等其他类型泵的结构特点及工作原理；参照抽水装置及管路附件，讲解水泵抽水装置的组成及各管路附件的作用。
并测试绘制实验泵的扬程、功率、效率与流量之间的三条关系曲线。
实验要求：
通过实验，了解叶片泵的结构和工作原理，为进一步学习叶片泵理论打好基础；了解叶片泵主要零部件的结构及作用；对水流在不同类型叶片泵的流动状况建立感性认识；了解抽水装置的组成及管路附件的作用；使学生加深对离心泵的工作原理和基本性能参数及性能曲线的理解；掌握离心泵基本性能参数的测试及基本性能曲线的绘制方法；了解离心泵抽水装置的抽真空启动过程和运行操作方法。
主要仪器：
离心泵，混流泵，轴流泵等水泵，抽水装置，控制装置和测功仪表，真空表，压力表，闸阀，涡轮流量计，测速仪等。
五、实验教材
姜乃昌．水泵水泵站
六、考试方法
考查，操作、笔试、实验报告相结合。
“桩基工程”实验教学大纲
SyllabusforExperimentofPileFoundationEngineering
课程编号：
08140114
编写人：
肖政审批人：
樊鸣放
一、实验教学目的和要求
学生通过实验，进一步了解桩基的静荷载传递机理，学习用实验确定桩的承载能力的方法。
培养学生的动手和思维能力、撰写实验报告的能力、实事求是的工作作风和科学态度。
学生应在实验指导教师指导下，根据实验教学内容，选择相应的实验设备进行操作，对实验数据进行分析整理，写出高质量的实验报告。
二、课程学时学分
总学分：
1.5总学时：
30试验学时：
2
三、实验项目名称和学时分配（见下表）
序号
实验项目名称
学时
分配
必开/
选开
实验
类型
分组
面向专业
1
桩基静荷载实验
2
必开
综合
4
土木水利类专业
四、单项实验内容和要求
1．桩基静荷载实验
实验内容：
测定P-S关系曲线，确定桩的极限承载力
实验要求：
设计实验方案，通过实验增强对桩的荷载传递机理的了解；学习用实验确定桩的承载能力的方法。
主要仪器设备：
模型桩，百分表，砝码或千斤顶（带测力传感器），记时器。
五、实验教材或指导书
杨克己，韩理安．桩基工程．人民交通出版社，1995
六、考核方法
以实验报告评阅为主，成绩在本门课程总成绩中占10%。
“港口水工建筑物”实验教学大纲
SyllabusforExperimentofWaterpowerEngineeringBuildingofPort
课程编号：
08150007
编写人：
肖政审批人：
樊鸣放
一、实验教学目的和要求
本上机大纲根据港口航道与海岸工程专业本科2006年教学计划制定，教学对象为港口航道与海岸工程专业本科学生。
学生通过实验，进一步了解港口水工建筑物实验的常用设备，掌握基本的操作方法。
培养学生的动手和思维能力、撰写实验报告的能力、实事求是的工作作风和科学态度。
学生应在实验指导教师指导下，根据实验教学内容，选择相应的实验设备进行操作，对实验数据进行分析整理，写出高质量的实验报告。
二、课程学时学分
总学分：
3.0总学时：
54实验学时：
4学时
三、实验项目名称和学时分配（见下表）
序号
实验项目名称
学时
分配
必开或
选开
实验
类型
分组
要求
面向专业
1
板桩码头的土压力分布试验
2
必开
验证
4
港口航道与
海岸工程
2
横向排架的受力、变形试验
2
必开
综合
4
四、单项实验的内容和要求
1．板桩码头的土压力分布试验
实验内容：
观察板桩码头墙后土压力分布情况，验证分析土压力分布图。
实验要求：
了解土压力盒的工作原理和使用方法，将试验结果与理论计算进行比较分析。
主要仪器设备：
加压系统，计量仪器，土压力盒。
2．横向排架的受力、变形试验
实验内容：
观察横向排架的受力及变形情况。
实验要求：
设计实验方案，掌握巡测仪的基本工作原理及使用方法，了解该实验的基本步骤和横向排架受力及变形规律。
主要仪器设备：
巡测仪，砝码或千斤顶（带测力传感器），百分表。
五、实验教材
自编
六、考核方法
以实验报告评阅为主，成绩在本门课程总成绩中占10%。
“港航流体实验”教学大纲
SyllabusforExperimentofPort&ChannelEngineeringHydro-experiment
（1）、
（2）
课程编号：
0815000408152012
编写人：
江诗群审批人：
樊鸣放
一、教学的目的和要求
1．教学目的
本课程为独立开设的系列实验课（含实验理论课），是为水利类港口航道及海岸工程专业学生开设的与专业课程学习同步进行的实验课程，使学生通过实验理论课的学习及实验，验证、巩固、充实、拓宽理论课所学的知识，熟悉流体实验中常用的仪器、组件的性能、操作方法，掌握科学实验方法，以及解决工程实际问题为主的实验研究方法，培养学生具有较强的动手和思维能力、查阅资料的能力、撰写实验报告的能力，使学生具有严谨、实事求是的工作作风和科学态度，为进入实际工作打下坚实的基础。
教学对象为港航专业本科三、四年级学生。
2．教学要求
要求学生通过实验理论课的学习以及不同层次的验证性实验、综合性实验、设计性实验及创新性实验的训练，掌握实验室内各种水流现象和波浪、水力要素的观测方法，掌握各种常规仪器的使用方法。
巩固及加深理解河道的水流特征和泥沙运动规律、基本的海岸动力问题、河道及岸滩演变规律、波浪水流及泥沙与各种整治建筑物、港工建筑物、防灾减灾建筑物之间的相互关系、渠化枢纽工程总体布置及船闸水力学问题。
通过循序渐进的实验教学，使学生全面了解港航流体实验的内容与方法，初步掌握实验基本理论和模型设计方法，能根据实验内容，设计实验方案，动手组装量测系统，并结合理论课教学的内容，对实验资料进行分析整理，写出高质量的实验报告，具有利用实验手段进行科学研究及解决工程问题的初步能力。
二、课程学时学分
港航流体实验
（一）40学时，包括实验理论课20学时，必开实验20学时；
港航流体实验
（二）1周学时，必开实验1周学时。
三、实验项目名称和学时分配
序号
实验项目名称
学时
分配
必开或
选开
实验
类型
分组
要求
面向专业
港航流体实验
（一）
1
模型实验理论
20
必开
理论教学
无
港口航道与
海岸工程
2
流速流量测量
2
必开
综合
4
3
弯道水流实验
2
必开
综合
4
4
泥沙起动实验
4
必开
综合
4
5
丁坝实验
4
必开
设计
4
港口航道与
海岸工程
6
波浪浅水变形实验
4
必开
设计
4
7
波浪绕射试验
4
必开
设计
4
港航流体实验
（二）
1
枢纽整体布置模型实验
1周
必开
（3选1）
设计
4
整治建筑物与水流相互作用实验
波浪与防波堤的相互作用
学生自选实验
1
学生自选项目
不限
选开
创新
不限
2
不规则波谱实验及分析
4
选开
综合
4
3
推移质实验
4
选开
综合
4
4
悬移质实验
4
选开
综合
4
5
船闸灌泄水实验
4
选开
综合
4
6
停泊条件实验
4
选开
综合
4
8
分汊河道实验
4
选开
设计
4
备注：
1．港航流体实验
（二）中项目结合当时实验条件或在研课题的情况安排，每组学生任选其中一个项目实验即可。
2．学生自选项目包括学生参与科研、科技活动和其他自选课题。
四、单项实验的内容和要求
1．模型实验理论课
教学内容：
港航工程模型试验理论基础，因次分析与π定理，河工模型试验，通航枢纽水工模型试验，海港及海岸工程模型试验，试验设备、模型制作和量测技术，试验数据处理、试验报告的编写。
教学要求：
使学生通过实验理论课的学习，初步掌握实验基本理论和模型设计方法，熟悉港航工程中流体问题的实验研究方法。
使学生在动手和思维能力、查阅资料的能力、撰写实验报告的能力等方面得到锻炼，使学生具有严谨、实事求是的工作作风和科学态度，为进入实际工作打下坚实的基础。
2．流速与流量测量实验
实验内容：
利用不同的仪器、装置测量明渠恒定流或恒定管流的流速及流量。
实验要求：
了解量水堰、文丘里管、光电式流速仪、电脑流速仪、毕托管等设备与装置的原理和使用方法，分析其精度，了解率定方法，结合计算结果，了解水位、流速、流量三者之间的关系。
主要仪器设备：
水位测针，流速仪，三角堰，流量计，文丘里管，毕托管。
3．弯道水流实验
实验内容：
测量弯道水槽不同流量、不同断面的两侧和中轴线的水面高程；用五点法测量不同断面的流速和流向，通过观测弯道水流情况，增加对弯道环流的认识。
实验要求：
设计实验方案，通过对量测数据的整理和分析，了解弯道水流的纵、横向流速分布规律，纵、横向比降及凹岸水面趋高值的沿程变化，弯道环流强度的分布及变化，弯道水流动力轴线随水位变化而变化的规律，以及与之相关的其它课题，写出较有深度的实验报告。
主要仪器设备：
不同弯曲半径的弯道模型槽，水位测针，毕托管及测压板或流速仪及流速传感器，供回水系统。
4．泥沙起动实验
实验内容：
观测：
不同波浪要素条件下或不同流量和水流速度条件下，泥沙起动的物理过程，泥沙少量起动与大量起动的临界波浪或水流条件。
实验要求：
掌握泥沙起动的观测方法，测定某一波要素或某一流量下泥沙个别起动与大量运动时的起动流速，分析影响因素，判别起动标准，并利用实验资料来确定公式中待定系数的值，验证、比较各种计算起动流速的公式的适用性。
主要仪器设备：
变坡水槽，模型沙，流速仪及流速传感器，水位测针，供回水系统。
大小波浪槽及造波机，港池及造波机，波高传感器。
5．丁坝实验
实验内容：
观测与河道主流不同夹角的丁坝的流速分布及冲刷情况；观测群坝不同的组合和布置对水力要素的影响；观测不同水位时丁坝对水流的影响；改变丁坝的布置或丁坝的结构型式和水力条件，观测其对水流与泥沙运动的影响，测量丁坝附近的流场分布及冲淤变化，以及与之有关的其它课题。
实验要求：
设计实验方案，量测丁坝附近的流速分布及冲淤变化，通过测量结果，对各种单丁坝、群坝及其布置方式的优缺点及适用性进行分析，探讨丁坝在航道整治、岸墩防护等工程中的作用及合理设计的方法，结合工程实际，写出较有实用价值的实验报告。
主要仪器设备：
浅水槽，各类丁坝模型，水位测针，流速仪及流速传感器，地形仪，供回水系统。
6．波浪浅水变形实验
实验内容：
观测波浪在斜坡上传播的非线性变形，测出波浪在斜坡上破碎后的波高和水面高程变化；在实验中观测波浪破碎发生的临界波高和入射波高，并确定破碎点的位置；观测波浪破碎后恢复到稳定波形的位置，以及破碎波的类型随波浪条件及水深条件的变化，破碎后的波高衰减等。
观测波浪由深水区过度到浅水区的波要素变化情况；观测影响波要素变化的因素。
实验要求：
了解波浪浅水变形的机理和影响因素。
主要仪器设备：
人造底坡模型，大小波浪水槽及造波机，浪高仪，打印机，造波软件，数据采集系统，UPS不间断电源。
7．波浪绕射实验
实验内容：
按给定的原型资料和要求，设计实验方案，布置浪高仪测点进行外海波浪的模拟，观测波浪绕射，优化防波堤轴线布置，写出较有深度的实验报告。
实验要求：
了解港口平面模型设计和波浪模拟方法，绘制绕射常数图，掌握防波堤平面布置的有关知识，比较规则波和不规则波的异同。
主要仪器设备：
防波堤模型，港池及造波机，浪高仪，波浪数据采集系统，打印机，30m钢卷尺，经纬仪，水准仪。
8．渠化枢纽工程总体布置实验
实验内容：
了解渠化枢纽工程整体模型的制作方法及各主要建筑物的布置与相应关系；观察引航道的流态情况；测量引航道口门区的流速分布；观察不同布置方案时上、下引航道的冲淤变化。
实验要求：
了解渠化枢纽工程总体布置的原则和方法，了解船舶过闸时安全通航及停泊的水流条件。
主要仪器设备：
渠化枢纽模型，流速仪及流速传感器，水位测针，测桥，船模，经纬仪，水准仪，供回水系统。
9．整治建筑物与水流相互作用实验
实验内容：
紧密结合生产实际、科研课题，在航道整治工程、渠化枢纽工程方面任选其一进行较深入的实验研究。
实验要求：
要求学生自选课题，拟定实验方案，设计量测系统，充分利用已掌握的理论知识及实验研究方法、技巧，从资料收集、实验的设计、数据的采集，到实验成果的整理，得到全面的综合训练。
10．波浪与防波堤的相互作用
实验内容：
设计实验方案，组装量测系统，观测直立堤前的波浪特征，波浪要素，波压力及波浪作用下直立堤的整体、局部稳定性和防波堤前护底、地基土稳定情况；或观测波浪的破碎形状，波浪在斜坡堤上爬高，护面块体的稳定、斜坡堤前底坡的冲刷情况，越浪等有关内容。
实验要求：
了解模型的设计、模型及模型块体的制作以及测点的布置，掌握波压力的测试方法，比较随机波和规则波作用下的异同，掌握防波堤断面水力模型试验的方法。
主要仪器设备：
直立堤模型，斜坡堤模型，压力传感器，测力仪，压力数据采集系统，大小波浪槽及造波机。
稳压电源，打印机，水准仪。
11．浅滩整治实验
实验内容：
观测浅滩在整治前后的水位变化；观测多种方案的整治效果；测量各种方案整治前后的流速、水位；绘制水面曲线图、流速分布及流向图。
实验要求：
设计实验方案，测量各种方案整治前后的水流要素，并运用实测数据及河床演变分析原理，对不同的整治方案进行对比分析，得出推荐工程设计方案。
主要仪器设备：
浅滩模型，水位测针，地形仪，测桥，交流稳压电源，流速仪及流速传感器，供回水系统。
12．学生自选项目
实验内容：
学生根据学习过程中发现的问题或学生特别感兴趣的问题，紧密结合生产实际、科研课题，结合学生科研的开展，选择实验项目和内容进行较深入的实验研究。
实验要求：
要求学生通过查阅文献资料，自选课题，在教师的指导下，拟定实验方案，进行模型的设计、制作和测点的布置，设计量测系统，进行实验，整理成果，写出较高质量的实验研究报告。
主要仪器设备：
根据不同的选题，实验室提供相应仪器设备。
13．不规则波谱分析实验
实验内容：
制作造波文件使造波机产生设想的不规则波，并用数据采集处理设备采集不规则波；与该设想波谱进行比较、分析，找出基本参数。
实验要求：
了解不规则波产生的过程和方法；掌握不规则波的数据采集和分析；绘制不规则波谱谱形。
主要仪器设备：
不规则造波机，港池或玻璃水槽，浪高仪若干，打印机，造波软件，UPS不间断电源，测桥。
14．推移质实验
实验内容：
观测不同波浪要素条件下或不同流量和水流速度条件下推移质泥沙的运动情况，通过加沙机投放泥沙后测量水槽床面线，找出冲淤大致平衡的区域，抽取水底泥沙，观测水面比降，观察沙波的形成和消亡现象。
实验要求：
了解确定不同水流条件下推移质输沙数量的方法，研究推移质运动规律，了解各类沙波形成的条件以及沙波与水流、波要素及泥沙特性的关系。
主要仪器设备：
地形仪，模型沙，浪高仪若干，流速仪及流速传感器若干，供回水系统，造波机，水位测针若干，波浪水流槽或水流槽。
15．悬移质实验
实验内容：
在玻璃水槽内测量悬移质含沙量的垂线分布的方法，取样进行泥沙颗粒分析，同时观测断面中部垂线流速分布，
实验要求：
掌握实验室观测悬移质含沙量沿垂线分布，研究其分布规律，了解悬移质与推移质的划分与联系。
主要仪器设备：
模型沙，流速仪及流速传感器若干，供回水系统，水位测针若干，水流槽，光纤浊度仪，泥沙取样器，烘箱，筛分筛，比重计，电子天平。
16．船闸闸室灌泄水实验
实验内容：
观察和分析闸室在短廊道，长廊道灌泄水时的水流现象，测定灌泄水时间及水位流量关系并绘制水力特性曲线。
实验要求：
掌握仪器设备的操作使用方法及实验数据采集处理的基本原理。
主要仪器设备：
船闸模型槽，阀门起闭系统，水位测针，水位计，测压管。
17．闸室停泊条件实验
实验内容：
测定船舶在闸室灌泄水过程中闸室及引航道的流速分布及缆绳压力；测定和计算头部输水的镇静段长度。
实验要求：
掌握流速仪及缆绳拉力仪的使用方法；了解消能工设施对改善停泊条件的作用；掌握测试资料的整理及分析方法。
主要仪器设备：
钢环拉力仪，弹簧拉力仪，数据采集系统，船舶模型，示波器。
18．分汊河道实验
实验内容：
量测分汊河道丰、中、枯三级流量下的分流比；量测分汊河道的分流角和分流量及汇流角和汇流量；观测分汊河道的分沙变化。
实验要求：
了解分汊河道的分流、分沙情况。
主要仪器设备：
分汊河道模型，加沙机，流速仪，水位测针，流速传感器，供水系统，首部与尾门。
五、实验教材
贺晖．港航流体实验指导书
六、考试方法
港航流体实验
（一）：
笔试、操作考试、实验报告相结合
港航流体实验
（二）：
方案设计及实验报告为主
“水力学”实验教学大纲
SyllabusforExperimentofHydraulics
课程编号：
081500330815003408150035
编写人：
沈小雄贺晖审批人：
樊鸣放
一、教学的目的和要求
1．教学目的：
使学生通过实验，验证、巩固、充实、拓宽理论课的知识，熟悉水力学实验中常用的仪器、组件的性能、操作方法，培养学生具有较强的动手和思维能力、查阅资料的能力、撰写实验报告的能力，具有严谨、实事求是的工作作风和科学态度。
2．教学要求：
通过实验观察各种水流现象，量测有关水力要素，验证所学理论，以加深学生对理论知识的理解。
要求学生正确使用有关的常规仪器设备，正确量测、记录数据和整理分析实验结果，撰写出实验报告，从而培养学生掌握科学实验的基本方法，为后继专业课实验打下基础。
二、课程学时学分
总学分：
2.5~4.0总学时：
50~70实验学时：
6~10
三、实验项目名称和学时分
序号
实验项目名称
学时
分配
必／
选开
实验
类型
分组要求
面向专业
1
静水压强实验
2
必开
验证
2
A~B
2
能量方程及毕托管应
升级会员 