РАБОЧАЯ ПРОГРАММА дисциплины Б3.В.ДВ.6.2 «Гидрология и гидротехнические сооружения» (индекс и наименование дисциплины в соответствии с ФГОС ВПО и учебным планом) Направление подготовки 08.03.01 Строительство (шифр и наименование направления подготовки (специальности)) Профили подготовки (специализации) "Водоснабжение и водоотведение" (наименование профиля подготовки (специализации)) Квалификация бакалавр Учебный план 270800_62-10-1234-3467-38 (шифр учебного плана) Институт/Факультет Кафедра Семестр Институт инженерной экологии «Водоснабжение, водоотведение и гидротехника» 7 СОДЕРЖАНИЕ 1. Цели и задачи изучения дисциплины ........................................................................................................ 4 1.1 Цель преподавания дисциплины ......................................................................................................... 4 1.2 Задачи изучения дисциплины .............................................................................................................. 4 1.3 Межпредметная связь ........................................................................................................................... 5 2. Объем дисциплины и виды учебной работы ............................................................................................ 6 3. Содержание дисциплины ............................................................................................................................ 7 3.1 Разделы дисциплины и виды занятий в часах (тематический план занятий) ................................. 7 3.2 Содержание разделов и тем лекционного курса ................................................................................ 7 3.3 Практические занятия........................................................................................................................... 8 3.4 Лабораторные занятия .......................................................................................................................... 8 3.5 Самостоятельная работа ....................................................................................................................... 8 График учебного процесса и самостоятельной работы студентов ...................................................... 9 3.6 Содержание модулей дисциплин при использовании системы зачетных единиц ....................... 10 Перечень модулей дисциплины ............................................................................................................ 11 4. Учебно-методические материалы по дисциплине.................................................................................. 12 4.1 Основная и дополнительная литература, информационные ресурсы ........................................... 12 4.2 Перечень наглядных и других пособий, методических указаний и материалов к техническим средствам обучения.............................................................................................................................. 12 4.3 Контрольно-измерительные материалы ........................................................................................... 12 5. Организационно-методическое обеспечение учебного процесса по дисциплине в системе зачетных единиц ........................................................................................................................................................ 14 Трудоемкость модулей и видов учебной работы ................................................................................ 15 Аннотация рабочей программы дисциплины (модуля) ............................................................................. 16 1. Цели и задачи изучения дисциплины 1.1 Цель преподавания дисциплины Преподавание курса «Гидрология и гидротехнические сооружения» имеет целью формирование у студентов знаний по гидрологическим явлениям и процессам, протекающим в естественных водотоках, их генетической основы и влияния на работу водохозяйственных установок; привить навыки проведения гидрологических расчетов, необходимых при проектировании гидротехнических сооружений на основе последних достижений науки и техники в тесной взаимосвязи с охраной окружающей среды. 1.2 Задачи изучения дисциплины Задачи дисциплины: - Формирование навыков работы с нормативной и научно-технической литературой; - Развитие инженерного мышления; - Выработка умения применять знания, полученные при изучении общетехнических дисциплин. - Подготовить студентов к самостоятельной инженерной деятельности в области использования водных ресурсов и, прежде всего в системах водоснабжения и водоотведения; - Выработать у студентов умение самостоятельно выбирать методы гидрологических и водохозяйственных расчетов; Ознакомить студентов с типами и конструкциями гидротехнических сооружений, используемых в системах водоснабжения и водоотведения и основными положениями по их расчету и проектированию. Процесс изучения дисциплины «Гидрология и гидротехнические сооружения» направлен на формирование следующих профессиональных компетенций: знанием нормативной базы в области инженерных изысканий, принципов проектирования зданий, сооружений, инженерных систем и оборудования, планировки и застройки населенных мест (ПК-9); владением методами проведения инженерных изысканий, технологией проектирования деталей и конструкций в соответствии с техническим заданием с использованием стандартных прикладных расчетных и графических программных пакетов (ПК-10); способностью проводить предварительное технико-экономическое обоснование проектных расчетов, разрабатывать проектную и рабочую техническую документацию, оформлять законченные проектно-конструкторские работы, контролировать соответствие разрабатываемых проектов и технической документации зданию, стандартам, техническим условиям и другим нормативным документам (ПК-11); знанием научно-технической информации, отечественного и зарубежного опыта по профилю деятельности (ПК-17); владением математическим моделированием на базе стандартных пакетов автоматизации проектирования и исследований, методами постановки и проведения экспериментов по заданным методикам (ПК-18). В результате изучения курса студент должен знать: - методы исследования водных ресурсов страны и прогнозирования их во времени на основе современного состояния вопросов о гидрологическом режиме рек, морей, озер и водохранилищ; - конструктивные решения различных типов гидротехнических сооружений, используемых в системах водоснабжения и водоотведения, пути их совершенствования. Студент на уровне репродуктивной деятельности должен уметь: - провести гидрологические и водохозяйственные расчеты с целью регулирования стока и определения параметров водохранилищ; - провести обработку наблюдений за стоком с целью определения гидрологических характеристик; - выбрать и обосновать конструкции гидротехнических сооружений гидроузлов. Студент должен освоить: - методику применения математического аппарата теории вероятности в гидрологических расчетах; - метод корреляции и математическое моделирование гидрологических рядов; - методы водохозяйственных расчетов по регулированию низкого и высокого стоков; методику проектирования и проведения приближенных расчетов плотин (гидравлические расчеты, фильтрационные расчеты, статистические расчеты). 1.3 Межпредметная связь Дисциплина «Гидрология и гидротехнические сооружения» относится к дисциплинам по выбору вариативной части профессионального цикла. Для освоения дисциплины «Гидрология и гидротехнические сооружения» используются знания и умения, приобретенные при изучении базовых дисциплин вариативной части математического и естественнонаучного цикла: физики, химии, механики грунтов, инженерного обеспечения, основ механики жидкости и газа. Для изучения дисциплины студент должен: знать: - основные положения и законы молекулярно-кинетической теории строения вещества; - агрегатные состояния веществ; - основные свойства жидкостей; - основные законы механики жидкости и газа; - основы строения земной коры; - основные свойства грунтов и условия их залегания; - основы топографии. уметь: - работать с геодезическими приборами; - решать простейшие задачи о статическом и динамическом равновесии тел, - решать задачи безнапорной гидравлики. Дисциплина является предшествующей для дисциплин «Инженерные системы зданий и сооружений», дисциплин по выбору вариативной части профессионального цикла: основы водоснабжения и водоотведения населённых пунктов, насосы и насосные станции, реконструкция систем и сооружений водоснабжения и водоотведения. 2. Объем дисциплины и виды учебной работы Вид учебной работы Аудиторные занятия (всего) В том числе: Лекции Практические занятия (ПЗ) Семинары (С) Лабораторные работы (ЛР) Самостоятельная работа В том числе: Курсовой проект Курсовая работа Расчетно-графические работы Реферат другие виды самостоятельной работы Вид промежуточного контроля (зачет, экзамен) Общая трудоемкость часы зачетные единицы Всего часов / зачетных единиц 36 18 18 36 Зачет 7 72 2 5 6 - - - - - - Семестр ы 7 36 18 18 36 36 Зачет 7 72 2 8 3. Содержание дисциплины 3.1 Разделы дисциплины и виды занятий в часах (тематический план занятий) № пп Модули и разделы дисциплины Лекции 1 2 3 4 5 6 Введение Гидрология Гидрометрия Гидрологические расчёты Регулирование стока. Гидротехнические сооружения Итого 0.5 3.5 2 2 2 8 18 ПЗ 4 2 4 8 18 Самосто ятельная работа Всего 0.5 7.5 2 4 6 16 36 1 15 4 8 12 32 72 Реализу емые компет енции ПК-9, 10; 11, 17; 18. 3.2 Содержание разделов и тем лекционного курса № № темы лекции 1 1. 2 2 2 3 3 4 4 5 6 Содержание тем, лекций Введение. 1 Содержание, задачи и значение учебной дисциплины. Понятие о водных ресурсах; общий объём воды гидросферы Гидрология. 1 Круговорот воды в природе. Уравнение баланса отдельных речных бассейнов, морей, озёр и водохранилищ. Гидрогеографические характеристики реки и речной системы (факторы и показатели речного стока). Типы речных русел и руслового процесса. Источники питания рек. Озера, болота, водохранилища. Гидрометрия. 2 Организация гидрометслужбы в России. Водомерные посты. Наблюдения над уровнями воды, измерение скоростей течения. Определение расходов . Гидрологические расчёты. 3 Карты изолиний стока. Применение методов математической статистики в гидрологических расчётах. Построение кривых обеспеченности. Расчёт годового стока. Определение максимальных и минимальных расходов воды. Регулирование стока. 4 Задачи регулирования стока. Водохозяйственные расчёты: определение ёмкости водохранилищ; потери стока из водохранилищ. Годовое и многолетнее регулирование стока. Гидротехнические сооружения. Кол -во час. Вопросы для самостоятельного изучения 0.5 0,5 3.5 1,5 2 2 2 2 2 2 2 8 Типы питания рек Пензенской области Гидрологический режим морей, озёр и водохранилищ Гидрографы Определение потерь воды из водохранилища на фильтрацию 6 5 Общие сведения, классификация. Глухие плотины. Плотины из местных материалов. Проектирование профиля земляных плотин. 1 6 5 1 6 6 6 6 7 8 Противофильтрационные элементы земляных плотин. Депрессионная кривая. Расчёты по фильтрации. Расчёт устойчивости земляных плотин. Крепление откосов плотин. Бетонные и железобетонные плотины. Водопропускные отверстия глухих плотин. Водосбросные устройства и их типы. ИТОГО: 2 Требования к материалу насыпных и намывных плотин Конструкции дренажей плотин. Методы крепления низовых откосов. 2 2 18 32 3.3 Практические занятия № занятия Содержание тем Кол-во часов 1 2 3 1. 2. 3. 4. 5. 6. Построение эмпирической кривой обеспеченности Построение теоретической кривой обеспеченности Определение ёмкости водохранилища. Учёт потерь воды из водохранилища. Характерные уровни в водохранилище. Построение профиля земляной плотины. Исследование фильтрации через однородную земляную плотину и плотину с ядром. Исследование фильтрации через земляную плотину с дренажём. Исследование устойчивости откосов земляной плотины. Исследование фильтрации через основание бетонной плотины. ВСЕГО 2 2 2 2 2 2 7. 8. 9. 2 2 2 18 3.4 Лабораторные занятия Учебным планом не предусмотрено. 3.5 Самостоятельная работа Самостоятельная работа студентов по дисциплине подразумевает самостоятельную работу с информационными ресурсами различного вида. Контроль самостоятельной работы рекомендуется проводить на основе тестов. ГРАФИК УЧЕБНОГО ПРОЦЕССА И САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ по дисциплине направления профиль № п/п Наименование дисциплины 1 Б3.В.ДВ.6.2 «Гидрология и гидротехнические сооружения» 08.03.01 Строительство института/факультета ИИЭ "Водоснабжение и водоотведение" Часов на самостоятельСеместр ную работу Всего По видам Всего По видам 1 Лекции – экзамен ТО ТО Практические – РФ зачет Лабораторные – ЛР КН ВТ Число часов аудиторных занятий Форма контроля , 4 курса на 7 семестр Недели учебного процесса семестра 2 ТО 3 ТО 4 ТО 5 ТО 6 ТО 7 ТО 8 ТО 9 ТО 10 ТО 11 ТО 12 ТО 13 ТО 14 ТО 15 ТО 16 Условные обозначения: ТО – изучение теоретического курса; РЗ – расчетное задание; ВРЗ – выдача расчетного задания; СРЗ – сдача расчетного задания; КР – курсовая работа; ВКР – выдача курсовой работы; СКР – сдача курсовой работы; КП – курсовой проект; ВКП – выдача курсового проекта; СКП – сдача курсового проекта; РФ – реферат; ВРФ – выдача темы реферата; СРФ – сдача реферата; ЛР – лабораторные работы; ВЛР – выполнение лабораторной работы; ЗЛР – защита лабораторной работы; КН – контрольная неделя (аттестационная неделя); ВТ – входное тестирование по дисциплине. Заведующий кафедрой (Ф.И.О.) (дата) (подпись) (Ф.И.О.) (дата) (подпись) Декан ИИЭ «___»______________20__г., протокол №___ 17 3.6 Содержание модулей дисциплин при использовании системы зачетных единиц ПЕРЕЧЕНЬ МОДУЛЕЙ ДИСЦИПЛИНЫ Б3.В.ДВ.6.2 «Гидрология и гидротехнические сооружения» № п/п 1. 2. 3. Наименование модуля, срок его реализации Перечень тем лекционного курса, входящих в модуль (перечень тем в соответствии с п. 3.2) Перечень Перечень практических лабораторных и семинарских занятий, входящих занятий, входящих в в модуль модуль (перечень (перечень тем в лабораторных работ в соответствии с п. 3.3) соответствии с п. 3.4) Перечень самостоятельных видов работ, входящих в модуль, их конкретное наполнение (Перечень видов работ и их содержания в соответствии с п.3.5) Реализуемые компетенции Умения Знания 4. Учебно-методические материалы по дисциплине 4.1 Основная и дополнительная литература, информационные ресурсы Основная литература 1. Рассказов Л.Н., Орехов В.Г., и др. Гидротехнические сооружения ч.1. Учебник для вузов. – М.: Из.-во АСВ, 2008. – 576 с. 2. Рассказов Л.Н., Орехов В.Г., и др. Гидротехнические сооружения ч.2. Учебник для вузов. – М.: Из.-во АСВ, 2008. – 528 с. 3. Правдивец Ю.П. Введение в гидротехнику: Учебное пособие. 3-е изд., испр. и доп. – М.: Издво АСВ, 2009. – 288 с. 4. Гидрология: Учебник для вузов / В.Н.Михайлов, А.Д.Добровольский, С.А.Добролюбов. – М.: Высш. шк., 2005. – 463 с.: ил. – (серия «Классический университетский учебник»). Дополнительная литература 1. Классификация городских водных объектов: уч.пособие / В.В. Вомианик, А.А. Суздалева. – М.: АСВ, 2008 2. Смирнов Г.Н., Курлович Е.В., Витрешко И.В., Мальгина И.А. Гидрология и гидротехнические сооружения: /Учебник для вузов по спец. «Водоснабжение и канализация»/ под ред. Г.Н. Смирнова. – М.: Высш. школа, 1988. – 472 с..: ил. 3. Константинов Н.М., Петров Н.А., Высоцкий Л.И. Гидравлика, гидрология, гидрометрия: /Учебн. для вузов: В 2 ч. Ч.II. Специальные вопросы/ Под ред. Константинова Н.М.. –М.: Высш. шк., 1987. - 431 с.: ил. Методическая литература 1. Каледа И.А., Демидочкин В.В., Парамонов В.К. Исследование, эксплуатация и ремонт гидротехнических сооружений. – Пенза: ПГУАС, 2007. - 4,75 п.л. 2. СП 33-101-2003 Определение основных гидрологических характеристик М.: Госстрой, 2004 3. СНиП 33-01-2003. Гидротехнические сооружения. Основные положения. М.: Стройиздат. 2004 4. СНиП 2.06.05-84*. Плотины из грунтовых материалов. – М.: Госстрой, 1991. 5. СНиП 2.06.06-85*. Плотины бетонные и ж/бетонные. – М.: Госстрой, 1991. 6. СНиП 2.06.04-82. Нагрузки и воздействия на ГТС. – М.: Госстрой, 1989. 7. Водохранилищный гидроузел для целей водоснабжения. Методические указания к практическим занятиям и дипломному проектированию. Каледа И.А., Гришин Б.М. - Пенза: ПОЛ 12-1 Пензенского ИСИ, 1987, 26 с. 4.2 Перечень наглядных и других пособий, методических указаний и материалов к техническим средствам обучения Набор оборудования и приборов для проведения замеров скоростей течения, глубин, параметров волн, и др. 4.3 Контрольно-измерительные материалы ВОПРОСЫ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЧЁТ 1. Кругооборот воды в природе. Уравнение водного баланса. 2. Характеристики речного стока. Типы питания рек. Факторы, влияющие на речной сток. 3. Гидрологические характеристики. Задачи и расчетов по определению гидрологических характеристик. Применение теории вероятности в гидрологических расчетах. 4. Кривые распределения вероятностей. Обеспеченность стока при длинных, коротких и отсутствующих рядах наблюдений. 5. Цель и задачи водохозяйственных расчетов. Комплексное использование водных ресурсов. 6. Задачи и виды регулирования стока. 7. Водохранилище. Основные объемы и уровни воды. Потери воды из водохранилищ. 8. Гидрометрические посты и их оборудование. 9. Приборы и способы измерения глубин, скоростей и уклонов водной поверхности. 10. Наблюдение за твердым стоком. 11. Классификация ГТС. ГТС систем водоснабжения и водоотведения. 12. Конструкции плотин из грунтовых материалов. 13. Назначение, конструкция противофильтрационных устройств земляных плотин. 14. Проектирование профиля земляных плотин (откосы, гребень, высота плотины.). 15. Водопропускные сооружения грунтовых плотин – назначение водосбросов и водоспусков. 16. Типы водосбросов и водоспусков. Условия их применения. Береговые и приплотинные водосбросы. 17. Водозаборы, совмещенные с водоспусками. 18. Водосливные плотины – назначение, материал для возведения, основные конструктивные типы. 19. Бетонные и ж/бетонные плотины. Типы плотин и их характеристики. 20. Флютбет и его составные части. 5. Организационно-методическое обеспечение учебного процесса по дисциплине в системе зачетных единиц ТРУДОЕМКОСТЬ МОДУЛЕЙ И ВИДОВ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ в относительных единицах по дисциплине Б3.В.ДВ.6.2 «Гидрология и гидротехнические сооружения», института/факультета Институт инженерной экологии, 4 курса на 7 семестр 201__/201_ учебного года Аттестация (50 %) 2 3 1.1 1.2 1.3 6 25 1-5 нед 5 10 10 25 6-11 нед 5 10 10 25 12-18 нед 5 10 5 20 Всего Модуль № 1 Гидрология Модуль № 2 Гидрометрия Модуль №3 Гидротехнические сооружения 7 8 9 10 11 12 13 30 Итого 5 30 Сдача зачета 4 15 Сдача экзамена 1. Текущий контроль 1 Самостоятельная работа (задания, КР, КП) Название модульной дисциплины Виды текущей работы Посещение занятий № п/п Срок реализации модуля Текущая работа (50 %) 14 15 100 Аннотация рабочей программы дисциплины (модуля) Аннотация дисциплины Б3.В.ДВ.6.2 «Гидрология и гидротехнические сооружения» (наименование дисциплины) Общая трудоёмкость изучения дисциплины составляет 2 зачетные единицы (72 часа.). Преподавание курса «Гидрология и гидротехнические сооружения» имеет целью формирование у студентов знаний по гидрологическим явлениям и процессам, протекающим в естественных водотоках, их генетической основы и влияния на работу водохозяйственных установок; привить навыки проведения гидрологических расчетов, необходимых при проектировании гидротехнических сооружений на основе последних достижений науки и техники в тесной взаимосвязи с охраной окружающей среды. Задачи преподавания дисциплины: Формирование навыков работы с нормативной и научно-технической литературой; Развитие инженерного мышления; Выработка умения применять знания, полученные при изучении общетехнических дисциплин. Подготовить студентов к самостоятельной инженерной деятельности в области использования водных ресурсов и, прежде всего в системах водоснабжения и водоотведения; Выработать у студентов умение самостоятельно выбирать методы гидрологических и водохозяйственных расчетов; Ознакомить студентов с типами и конструкциями гидротехнических сооружений, используемых в системах водоснабжения и водоотведения и основными положениями по их расчету и проектированию. Структура дисциплины (распределение трудоемкости по отдельным видам аудиторных учебных занятий и самостоятельной работы. Вид учебной работы Аудиторные занятия (всего) В том числе: Лекции Практические занятия (ПЗ) Семинары (С) Лабораторные работы (ЛР) Самостоятельная работа В том числе: Курсовой проект Курсовая работа Расчетно-графические работы Реферат другие виды самостоятельной работы Вид промежуточного контроля (зачет, экзамен) Общая трудоемкость часы зачетные единицы Всего часов / зачетных единиц 36 18 18 36 Зачет 7 72 2 Семестры 5 6 - - - - - - 7 36 18 18 36 36 Зачет 7 72 2 8 Дидактические единицы (разделы, модули) Гидрология Гидрометрия Гидрологические расчёты Регулирование стока. Гидротехнические сооружения В результате изучения дисциплины студент должен: - Знать методы исследования водных ресурсов страны и прогнозирования их во времени на основе современного состояния вопросов о гидрологическом режиме рек, морей, озер и водохранилищ; - конструктивные решения различных типов гидротехнических сооружений, используемых в системах водоснабжения и водоотведения, пути их совершенствования. Уметь: - провести гидрологические и водохозяйственные расчеты с целью регулирования стока и определения параметров водохранилищ; - провести обработку наблюдений за стоком с целью определения гидрологических характеристик; - выбрать и обосновать конструкции гидротехнических сооружений гидроузлов. Владеть: - методикой применения математического аппарата теории вероятности в гидрологических расчетах; - методом корреляции и математическое моделирование гидрологических рядов; - методами водохозяйственных расчетов по регулированию низкого и высокого стоков; - методикой проектирования и проведения приближенных расчетов плотин (гидравлические расчеты, фильтрационные расчеты, статистические расчеты). Видами учебной работы являются: – аудиторные занятия, лекции, практические занятия; – самостоятельная работа: изучение теоретического материала. Используемые инструментальные и программные средства: учебная обязательная и дополнительная литература. Формы промежуточного контроля: тесты, опросы, зачёт в 7 семестре.