《水工建筑物》课程教学大纲
一、课程的地位、作用和任务
水工建筑物是水利水电工程专业中的主干课程之一，通过对本课程的基础知识、基本理论和基本技能的学习，为今后从事本专业的技术工作打下基础。本课程的基本任务，是使学生掌握主要水工建筑物的工作特点、型式、构造、设计理论及设计方法；具备重力坝、拱坝、土坝、水闸、溢洪道、水工隧洞和渠系建筑物的设计能力；具备水利枢纽布置设计能力；具备水利工程管理、水工建筑物原型观测的能力。
二、教学内容和教学要求
（一）绪论
1.知识点和教学要求
（1）掌握：水利枢纽的分等和水工建筑物的分级。
（2）理解：水利枢纽和水工建筑物的概念、水工建筑物的分类。
（3）了解：我国水资源的分布情况、水利工程的概念、我国水利工程建设的主要成就和水利工程的特点。
2.能力培养要求
（1）具有正确划分水利枢纽等别的能力。
（2）具有正确划分水工建筑物级别的能力。
（二）岩基上的重力坝
1.知识点和教学要求
（1）掌握：重力坝的主要荷载计算及组合；非溢流重力坝的剖面设计方法；抗滑稳定计算中基本参数选择、提高抗滑稳定性的措施；应力分析目的以及利用材料力学法进行边缘应力坝体应力的计算方法；溢流重力坝的剖面拟定、孔口尺寸的计算及下游消能建筑物的设计方法；重力坝的主要构造；重力坝地基处理的主要措施。
（2）理解：溢流重力坝的泄水方式及特点；重力坝对筑坝材料的要求；材料分区的概念。
（3）了解：重力坝的建设情况；重力坝的定义、工作特点及类型；溢流重力坝下游的不利流态及防止措施；重力坝深式泄水孔的作用、工作条件及型式，泄水孔的布置；其它类型的重力坝。
2.能力培养要求
（1）非溢流重力坝的剖面拟定、抗滑稳定验算及坝体应力的计算能力。
（2）溢流重力坝的水力计算、剖面拟定能力。
（3）重力坝的主要构造尺寸拟定能力。
（4）重力坝的地基处理能力。
（三）拱坝
1.知识点和教学要求
（1）掌握：拱坝的定义、工作特点、类型；拱坝的主要构造及地基处理方法。
（2）理解：拱坝坝肩稳定核算方法及改善坝肩岩体稳定的措施。
（3）了解：拱坝的坝址选择及掌握平面布置。
2.能力培养要求
（1）拱坝的布置。
（2）拱坝的主要构造尺寸拟定能力。
（四）土石坝
1.知识点和教学要求
（1）掌握：土石坝的工作特点及类型；土石坝断面尺寸的拟定方法；土坝的构造；土坝的渗流计算方法、渗流破坏形式判别及防止措施；土坝的稳定计算方法；
（2）理解：筑坝材料的选择和填筑标准的确定方法；土坝地基处理方法。
（3）了解：土坝与坝基、岸坡及其他建筑物的连接；了解土坝坝下涵管的概念。
2.能力培养要求
（1）土石坝基本剖面的拟定及主要构造尺寸的拟定能力。
（2）土石坝渗流计算能力。
（3）土石坝坝坡抗滑稳定计算能力。
（4）土石坝砂卵石地基的处理能力。
（五）河岸溢洪道
1.知识点和教学要求
（1）掌握：溢洪道的类型及其特点；正槽溢洪道各组成部分的构造及尺寸拟定。
（2）理解：河岸溢洪道的特点。
（3）了解：正槽溢洪道的位置选择；侧槽溢洪道的特点。
2.能力培养要求
（1）正槽溢洪道位置选择的能力。
（2）正槽溢洪道各组成部分的构造形式选择的能力。
（3）正槽溢洪道各组成部分的构造尺寸拟定的能力。
（六）水闸
1.知识点和教学要求
（1）掌握：水闸的定义、工作特点和类型；水闸孔口尺寸的确定方法及验算泄流能力的方法；水闸下游的消能方式选择及设计方法；地下轮廓线的概念及渗流计算方法；水闸的布置和构造；水闸的稳定计算方法及提高闸室抗滑稳定性的方法；闸基应力计算方法；闸底板的结构计算方法（倒置梁法、弹性地基梁法）；软土地基处理的常用方法。
（2）理解：闸墩的结构计算方法；两岸连接建筑物的平面布置形式，结构型式。
（3）了解：闸墩的结构计算；闸门与启闭机。
2.能力培养要求
（1）水闸的孔口尺寸拟定及泄流验算的能力。
（2）水闸下游消能防冲建筑物的设计能力。
（3）水闸地下轮廓线的布置及渗流计算能力。
（4）水闸的布置及构造尺寸拟定能力。
（5）水闸的稳定计算能力。
（6）闸基应力的计算能力。
（7）两岸连接建筑物的平面布置能力及断面尺寸拟定能力。
（8）闸底板的结构计算能力。
（七）水工隧洞
1.知识点和教学要求
（1）掌握：水工隧洞的工作特点及类型；水工隧洞各组成部分的形式及构造；作用在隧洞衬砌上的荷载计算方法及其组合；有压隧洞衬砌的结构计算方法。
（2）理解：水工隧洞的线路选择及工程布置。
（3）了解：无压隧洞衬砌的结构计算方法。
2.能力培养要求
（1）水工隧洞线路选择能力。
（2）水工隧洞各组成部分的尺寸拟定能力。
（3）水工隧洞衬砌的荷载计算能力。
（4）水工隧洞的结构计算能力。
（八）渠系建筑物
1.知识点和教学要求
（1）掌握：渠系建筑物的分类、组成和特点；渠道的纵、横断面设计；渡槽的水力计算；梁式渡槽槽身设计；桥梁的类型、桥面构造、桥梁的荷载与组合、钢筋混凝土梁式桥设计；倒虹吸管的布置和构造、倒虹吸管的水力计算；跌水与陡坡水力计算。
（2）理解：渡槽的总体布置、支承结构设计、基础设计；渡槽进出口建筑物设计；拱式渡槽设计；倒虹吸管的结构计。
（3）了解：渠系建筑物的作用、分类；渠道工程的类型、渠道选线；渡槽的作用、组成、渡槽的类型；拱式渡槽设计；拱式桥梁的类型（石拱桥和双曲拱桥）、主要构造；倒虹吸管的特点、适用条件、组成和类型；跌水与陡坡定义、适用条件、各组成部分的作用和形式；渠系建筑物的管理运用（冲刷、淤积、沉陷、裂缝、渗漏、护坡破坏、滑坡等）。
2.能力培养要求
（1）渠系规划中渠道线路选择的能力。
（2）渠道的纵、横断面设计的能力。
（3）渡槽有关水力计算的能力。
（4）梁式渡槽槽身设计的能力。
（5）桥梁的类型选择、桥面构造设计的能力。
（6）桥梁的荷载计算与组合的能力。
（7）钢筋混凝土梁式桥设计的一般能力。
（8）倒虹吸管的水力计算的基本能力
（9）跌水与陡坡水力计算的基本能力。
（九）水利枢纽
1.知识点和教学要求
（1）掌握：枢纽布置的一般原则。
（2）理解：坝址及坝型选择的影响因素。
（3）了解：水利枢纽对环境的影响；水利枢纽设计的任务与内容。
2.能力培养要求
（1）水利枢纽对环境影响分析的能力。
（2）水利枢纽中坝址及坝型选择的基本能力。
（3）一般枢纽布置的能力。
三、课程实践环节
（一）能力训练
1.能力训练项目
（1）运用有关工程设计手册和规范。
（2）水力计算。
（3）结构简化与计算。
（4）正确选择与使用建材、土工试验数据。
（5）荷载分析计算与组合。
（6）细部结构设计。
（7）分析水流现象。
（8）工程结构的初步设计。
（9）撰写建筑物设计报告与设计说明书。
2.能力训练要求
要立足于检索收集资料、使用规范手册、运用设计软件、撰写设计文件、绘图识图、语言表达、等能力的训练和提高。各个部分教学内容、教学环节要有目的的突出某一单项能力的训练。
（二）课程设计
具体安排，详见本课程设计的相关教学大纲。
（三）课程实习
课程实习一般随堂进行，具体学时和内容安排，详见学时分配表。
四、学时分配建议
章序
教学内容及名称
理论教学
现场教学
小计
一
绪 论
2
2
二
岩基上的重力坝
20
2
22
三
拱 坝
4
?2
6
四
土石坝
20
2
22
五
水 闸
26
2
28
六
溢洪道
4
4
七
水工隧洞
10
10
八
渠系建筑物
16
16
九
水利枢纽布置
2
2
合 计
104
8
112
五、几点说明
1.本教学大纲适用于学制为三年的高等职业技术教育水利水电工程专业。完成本教学大纲的教学，建议为112学时。不同的专业方向略有区别。
2.本大纲对各单元知识点提出了分层次要求。其中“了解”是对知识的初步认识，规定为“了解”的内容，应该能说出它们的要点、大意或利用它们进行简单的计算；“理解”是对知识的进一步认识，规定为“理解”的内容应该能对它们做出完整、确切的描述，并能运用它们来分析有关的现象或进行一般计算；“掌握”是对知识的更深入的认识，规定为“掌握”的内容，应该能在前述“理解”的基础上，正确全面地把握于它的意义、使用条件，应用范围，灵活用它解决有关问题。对于不属以上三个要求层次的知识，只要求知道即可。
3.本教学大纲的学时分配是建议性的，教学实施过程中，应根据学期具体情况进行适当调整。
4.本课程与其它课程的联系与分工
（1）本专业所有的基础课和大部分技术基础，均为本课程的先修课。学习本课程时，学生应具有工程制图、水力学、工程水文学、建筑材料、土力学、工程地质、材料力学、结构力学、建筑结构、测量学等方面的知识。本课程与这些课程既要密切相衔接、运用，又要避免不必要的重复。
（2）本课程所安排的课程设计，如重力坝、水闸、土石坝、渠系建筑物等，应根据课程的教学进度穿插进行，并与有关课程（如建筑结构、CAD、水利工程施工等）相结合。
（3）认识实习与本课程有密切关联，通过实习对水利工程有一定感性认识，有利于水工建筑物课程的学习。
5.各部分的重点、难点及深广度
（1）绪论部分。重点是水利枢纽和水工建筑物的概念、水工建筑物的分类；难点是水利枢纽等别与水工建筑物级别的划分。
（2）岩基上的重力坝部分。是本课程的典型章，在荷载计算、荷载组合、应力分析、稳定分析、地基处理、消能防冲等方面，对于其他章节具有重要作用。因此，其重点是荷载计算及组合、非溢流重力坝剖面设计、抗滑稳定计算、溢流重力坝孔口尺寸计算、下游消能建筑物设计、重力坝的主要构造设计；难点是利用材料力学法计算边缘应力和坝体应力、溢流重力坝的剖面设计。学习中，不强调理论推导，应当坚持“以必须和够用为度”的基本原则。
（3）拱坝部分。重点是拱坝的组成、布置；难点是拱坝的主要构造尺寸拟定。
（4）土石坝部分。重点是土石坝基本剖面尺寸的拟定、土坝的构造设计、土坝地基的处理；难点是土石坝渗流计算、坝坡抗滑稳定计算。
（5）河岸溢洪道部分。重点是河岸溢洪道的特点、类型、正槽溢洪道的位置选择；难点是正槽溢洪道各组成部分的构造及尺寸拟定。
（6）水闸部分。重点是水闸孔口尺寸确定、泄流能力验算；水闸下游的消能方式选择、设计方法；地下轮廓线设计、渗流计算直线比例法；水闸的布置和构造设计；水闸的稳定计算、提高闸室抗滑稳定性的措施；软土地基处理的常用方法；两岸连接建筑物的平面布置，结构型式选择。难点是渗流计算阻力系数法；水闸地基应力计算；闸底板的结构计算（倒置梁法、弹性地基梁法）；闸墩的结构计算方法。其他内容，只作为一般了解。
（7）水工隧洞部分。重点是水工隧洞的线路选择及工程布置；水工隧洞的工作特点及类型选择；水工隧洞各组成部分的形式及构造设计；作用在隧洞衬砌上的荷载计算方法及其组合。难点是有压隧洞衬砌的结构计算方法；无压隧洞衬砌的结构计算方法。
（8）渠系建筑物部分。重点是渠道的纵、横断面设计；渡槽的水力计算；梁式渡槽槽身设计；桥梁桥梁的类型、桥面构造设计。难点是桥梁的荷载与组合、钢筋混凝土梁式桥设计；渡槽的总体布置、支承结构设计、基础设计。
（9）水利枢纽部分。重点是枢纽的布置方法；难点是坝址及坝型选择的影响因素分析比较。
6.考试方式
期末进行笔试统考。
7.作业要求
（1）给出地质条件及水文规划成果等基本资料，要求拟定非溢流重力坝剖面尺寸，计算作用在坝上的荷载，验算重力坝的抗滑稳定性及坝基应力。
（2）根据水文规划成果及调洪演算成果，拟定溢流坝的孔口尺寸，及溢流坝剖面设计、消能建筑物设计。
（3）给出水文气象资料，地质资料，地形条件及当地筑坝材料，要求拟定土石坝断面尺寸，在给定的工作情况下坝体浸润线的绘制及单宽渗透流量的计算，并核算坝坡的稳定性。
（4）根据水利规划成果、地质资料，拟定水闸的孔口型式、尺寸、校核水闸的过流能力，进行防渗计算及消能防冲的计算，初拟水闸各组成部分的尺寸，验算水闸的抗滑稳定能力。
（5）拱坝的布置。
（6）作有压隧洞衬砌的配筋计算及抗裂计算。
（7）渠系建筑物各组成部分的主要尺寸的拟定，水力计算。
另外：增加电拟试验法绘制土石坝或闸下流网。并依此求解各点渗流要素。
8．推荐教材及参考资料
《水工建筑物》? 杨邦柱、焦爱萍主编? 中国水利水电出版社
《水工建筑物》? 郑万勇主编? 黄河水利出版社
《水工建筑物》第二版? 天津大学祁庆和主编
《水工建筑物》? 清华大学吴媚玲主编
水利水电部门有关的设计规范
《水工建筑物》（第三版）? 天津大学祁庆和主编? 水利电力出版社
《水工建筑物》上下册? 张光斗、王光纶等? 水利电力出版社
《水工设计手册》5册6册? 华东水利学院主编? 水利电力出版社
《水工建筑物》? 吴媚玲编著? 清华大学出版社
《水工建筑物荷载设计规范》（DL5077－1997）电力部? 中国电力出版社
中国水利网（http://www.chinawater.com.cn）
水利工程网（http://www.shuigong.com）
华北水利水电学院（http://www.ncwu.edu.cn）
《中国水利》杂志? 水利部主办
《水利学报》杂志? 中国水利学会主办
《水利水电技术》杂志? 水利部发展研究中心主办
《水力发电》杂志? 中国科学技术学会主办
9.其它
本课程在教学过程中可辅助以挂图、幻灯、录像、模型等教学设备。在课程的学习中可与计算机辅助设计内容结合起来。
