Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

Владимирский государственный университет

имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых

(ВлГУ)

Кафедра автомобильных дорог

УТВЕРЖДАЮ

Первый проректор, проректор по УР

_____________

«____»____________ 20 ___ г.

РАБОЧАЯ  ПРОГРАММА

по дисциплине

Инженерная гидрология

Направление подготовки  270800 Строительство

Профиль подготовки  Автомобильные дороги

Квалификация (степень) выпускника  бакалавр

Форма обучения  Очное



Семестр

Трудоёмкость

зач. ед. (час.)

Лекции,

час.

Практ. зан.

час.

Лабор. раб.

час.

СРС,

час.

Форма

контроля

5

2 (72)

18

-

18

36

Зачет

Итого

2 (72)

18

-

18

36

Зачет


Владимир 2013 г.

Цель и задачи дисциплины

Цель дисциплины – овладение теоретическими знаниями и практическими приемами проведения гидрогеологических изысканий и гидрометрических работ, проектирования водопропускных сооружений.

При изучении дисциплины студент формирует следующие профессиональные  компетенции (ПК):

    использование основных законов естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применение методов математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ПК–1); способность выявить естественнонаучную сущность проблем,  возникающих в ходе профессиональной деятельности, привлечь для их решения соответствующий физико-математический аппарат (ПК–2); владение основными методами, способами  и средствами получения, хранения, переработки информации, навыками работы с компьютером как средством управления информацией (ПК–5); знание нормативной базы в области инженерных изысканий, принципов проектирования зданий, сооружений, инженерных систем и оборудования, планировки и застройки населенных мест (ПК–9); способность 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 заданию на проектирование, стандартам, техническим условиям и другим нормативным документам (ПК–11).

Задачи дисциплины. Студент должен знать и уметь выполнить расчеты при проектировании труб и мостов:

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

- гидрологические, определение расходов воды;

- гидравлические, определение размеров отверстий искусственных сооружений и уровней воды;

- морфометрические, определение скорости течения в зависимости от шероховатости и геометрических размеров русел для оценки распределения расходов воды в живом сечении русел;

- русловые, прогнозирование опасных деформаций русел (размывы, наносы), расчет искусственного уширения русла и назначение укрепительных сооружений;

- специальные, определение руководящей отметки насыпи над искусственным сооружением, длин сооружения, укрепления русел, ценка воздействия на окружающую среду.

Бакалавр по профилю «Автомобильные дороги» должен знать методы исследования гидрогеологических и гидроморфологических условий строительства автомобильных дорог, методы гидравлического расчета транспортных сооружений.

Рекомендации по изучению дисциплины: в процессе изучения дисциплины необходимо пользоваться нормативной и учебной литературой, углубленно изучать теоретический курс и гармонично увязать с лабораторными занятиями, полученные знания использовать при разработке курсовой работы.


Место дисциплины в структуре ФГОС ВПО

Дисциплина «Инженерная гидрология» входит в вариативную основную часть профессионального цикла дисциплин, отражающих специфику дорожного хозяйства.

Изучение курса основывается на знаниях, полученных студентами при изучении общетехнического цикла дисциплин: механика жидкости и газов, инженерная геология и геодезия, механика грунтов.

Требования к знаниям студента, полученным при освоении предшествующих дисциплин:

    Знать основные физические свойства и законы статики и динамики жидкостей; Уметь проводить инженерно-геологические и геодезические изыскания для строительства; Владеть способами оценки физико-механических свойств грунтов; Владеть методами геодезических измерений и математической обработки результатов.

В дальнейшем полученные знания студентов необходимы для изучения дисциплин профессионального цикла: изыскание и проектирование автомобильных дорог, инженерные сооружения.


Компетенции, формируемые при освоении дисциплины

В результате освоения дисциплины обучающийся должен демонстрировать следующие результаты образования:

Знать методы исследования гидрогеологических и гидроморфологических условий строительства автомобильных дорог (ПК-1, ПК-9, ПК-11). Уметь выполнить расчеты при проектировании труб и мостов (ПК-2). Владеть основами работы со специальными компьютерными программами (ПК-5).

4. Структура и содержание дисциплины

Трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетных единицы, 72 часа.


№

п/п

Наименование темы, раздела

Семестр

Неделя

семестра

Виды учебной работы

и трудоемкость, час.

Интерактивные методы, час./%

Форма

контроля

Лекции

Лабор. раб.

Курсовая работа

СРС

1

Малые искусственные сооружения (МИС)

1.1

Водопропускные сооружения

4

1

2

5

КР

4

3/43

1.2

Гидрологический расчет малых искусственных сооружений

4

3

2

5

4

3/43

1.3

Гидравлический расчет малых искусственных сооружений

4

5

2

4

4

3/50

Рейтинг 1

1.4

Укрепительные сооружения у труб

4

7

2

4

4

3/50

2

Мостовой переход

2.1

Особенности проектирования мостового перехода

4

9

2

4

1/50

2.2

Гидрологические характеристики реки

4

11

2

4

1/50

Рейтинг 2

2.3

Гидроморфологические расчеты

4

13

2

4

1/50

2.4

Русловые процессы

4

15

2

4

1/50

2.5

Назначение отверстия моста

4

17

2

4

1/50

Итого

18

18

36

17/47

Зачет

№ темы,

раздела

Трудоемкость, час.

Компетенции

ПК-1

ПК-2

ПК-5

ПК-9

ПК-11

Всего

1.1

11

+

+

+

3

1.2

11

+

+

+

+

4

1.3

10

+

+

+

+

4

1.4

10

+

+

+

+

4

2.1

6

+

+

+

3

2.2

6

+

+

2

2.3

6

+

+

2

2.4

6

+

+

2

2.5

6

+

+

2

Итого

72

7

2

3

9

5

26

Вес

1,0

Лекции

РАЗДЕЛ 1. Малые искусственные сооружения (МИС).

1.1. Водопропускные сооружения. Назначение. Классификация. Область применения. Режимы протекания воды в трубах и под малым мостом. Определение руководящей отметки насыпи над искусственным сооружением. Компоновка труб и определение длины сооружения.

1.2. Гидрологический расчет малых искусственных сооружений. Виды расчетов МИС. Водосбор и его характеристики. Гидрографы стока для МИС. Максимальный расход ливневых и талых вод.

1.3. Гидравлический расчет малых искусственных сооружений. Расчет пропускной способности труб для режимов протекания воды. Учет аккумуляции вод при расчетах. Графоаналитический метод определения отверстия трубы.

1.4. Укрепительные сооружения у труб. Схемы истечения (сопряжения) потока воды из трубы с бытовым потоком в русле. Вид и размеры укрепления за трубой. Выбор материала для укрепления. Алгоритм проектирования трубы.

РАЗДЕЛ 2. Мостовой переход.

2.1. Гидрологические характеристики реки. Водомерные посты, гидрометрические станции. Определение уровней и расходов воды речных потоков по многолетним наблюдениям. Кривые распределения расходов и уровней воды.

2.2. Гидроморфологические расчеты. Измерение скорости течения на водотоке. Замеры глубин на водотоке. Определение площади живого сечения и продольного уклона свободной поверхности водотока. Методики, приборы, обработка результатов измерений.

2.3. Особенности проектирования мостового перехода. Принципы проектирования. Условия назначения отверстия моста. Гидравлическое моделирование. Баланс движения наносов. Подпор и перепады уровней воды.

2.4. Русловые процессы. Природные деформации речных русел. Виды размывов. Условие и целесообразность срезки-уширения русла. Виды регуляционных сооружений. Область применения.

2.5. Назначение отверстия моста. Дифференциальные уравнения: баланса наносов Экснера, неразрывности неустановившегося течения жидкости Сен-Венана, плавно изменяющегося неустановившегося течения потока в открытых непризматических руслах Сен-Венана.

Лабораторные занятия

1. Водосбор и его характеристики.

2. Максимальный расход ливневых вод.

3. Максимальный расход талых вод.

3. Гидравлический расчет малых искусственных сооружений.

4. Учет аккумуляции ливневых вод.

5. Расчет укрепления русел труб.

6. Определение объемов работ на трубу по типовому проекту.

7. Сравнение вариантов труб по стоимости.

8. Проектирование трубы.

Курсовая работа

Курсовая работа № 1 «Проект малого искусственного сооружения» включает:

- Гидрологический расчет малых искусственных сооружений. Определение максимального расхода ливневых и талых вод.

- Гидравлический расчет МИС. Расчет отверстия трубы с учетом аккумуляции.

- Расчет укрепления русел труб.

- Определение руководящей отметки насыпи над трубой. Компоновка труб и определение длины сооружения.

- Подсчет объемов работ по строительству трубы.

- Разработка чертежа конструкции трубы.

5. Образовательные технологии


Проектная технология – в курсовом проектировании.

Студенты с помощью индивидуальной деятельности по отбору, распределению и систематизации материала по определенной теме, составляют проект. Проект – это самостоятельная, оригинальная работа, выполняемая студентами в соответствии с избранной темой-проблемой и включающая в себя отбор, распределение и информатизацию материала.

Студенты:

      самостоятельно и с желанием получают знания из разных источников; учатся пользоваться этими знаниями для решения новых познавательных и практических задач; приобретают коммуникативные умения, работая в разных группах; развивают свои исследовательские умения (выявление проблемы, сбор информации из литературы, документов и т. д., наблюдение, эксперимент, анализ, построение гипотез, обобщение); развивают аналитическое мышление.
Проблемное обучение – курсовое проектирование.

Это создание преподавателем проблемных ситуаций и активная самостоятельная деятельность студентов по их разрешению, в результате чего и происходит творческое овладение профессиональными знаниями, навыками и умениями и развитие мыслительных способностей.

Опережающая самостоятельная работа – в курсовом проектировании, на лабораторных занятиях.

Это изучение студентами нового материала до его изложения преподавателем на лекции и других аудиторных занятиях.

Междисциплинарное обучение – на всех этапах обучения.

Это использование знаний из разных областей, их группировка и концентрация в контексте решаемой задачи.

Информационно-коммуникационные технологии (IT - методы) – в компьютерном классе при курсовом проектировании применение программных комплексов «Credo», «Autocad», электронных учебно-методических комплексов; при тестировании знаний в «Excel»; при чтении лекций с использованием мультимедийных технологий и «Power Point».

На сайтах «www. cntd. ru», «www. normacs. ru», лицензионная электронная система нормативно-технической информации в строительстве:

    «Norma CS 2.0» ; «Консультантплюс»; «Стройконсультант». «Техэксперт» концерциума «Кодекс».

Это применение компьютеров для доступа к Интернет-ресурсам, использование обучающих программ для расширения информационного поля, повышения скорости обработки и передачи информации, обеспечения удобства преобразования и структурирования информации для трансформации её в знание.


Контроль успевае­мости и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов

Вопросы к зачету


Водосбором называют Водоразделом называют Характеристики бассейна Гидрограф стока это Трапециедальный гидрограф стока бывает от Треугольный гидрограф стока бывает от Расход ливневых вод определяют по формуле Расход талых вод определяют по формуле Номер ливневого района нужно знать для определения Вероятность превышения расчетного паводка для МИС принимается Вероятность превышения расчетного паводка для больших мостов принимается Наиболее предпочтительный для проектирования, самый благоприятный режим протекания воды в трубах Полунапорный режим протекания воды в трубах это когда Напорный режим протекания воды в трубах это когда Пропускная способность трубы при безнапорном режиме рассчитывается по формуле Пропускная способность трубы при напорном режиме рассчитывается по формуле Гидравлический прыжок это Аккумуляция это Верхний бьеф это Объем пруда перед сооружением определяют по формуле Коэффициент аккумуляции определяют по формуле Учет аккумуляции для труб выполняют методом Наиболее часто встречающийся тип сопряжения потока воды из трубы с бытовым потоком в русле Схема сбойного истечения потока воды из трубы это Наибольшая неразмывающая скорость потока воды на выходе из трубы установлена

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

Владимирский государственный университет

Кафедра автомобильных дорог

УТВЕРЖДАЮ

Зав. кафедрой

_____________

«____» ____________ 20 ___ г.

З А Д А Н И Е

на курсовую работу по дисциплине

"Инженерная гидрология" на тему

"Проект малого искусственного сооружения"

Студенту __________________________ группы ________________

Категория дороги ________________________________________ Район строительства ______________________________________ Карта местности с горизонталями через  __________  м

в масштабе  1 :  ________

Высота насыпи над трубой  ___________  м Толщина дорожной одежды  ___________  м Грунт поверхности водосборного бассейна  __________________ Вид основания под трубу  ____________________

Руководитель проекта _______________________

Дата выдачи задания ________________________

Срок сдачи проекта _________________________

Проект малого искусственного сооружения: учеб. пособие. - Владимир: ВлГУ, 2006. - 44 с.

Преимущества проектирования трубы перед мостом Вид расчетов для определение расходов воды Вид расчетов для определение размеров отверстий искусственных сооружений и уровней воды Вид расчетов для прогнозирования опасных деформаций русел Зона эрозии, где вода интенсивно размывает дно и берега расположена Зона транзита наносов расположена Зона аккумуляции наносов расположена Гидрометрические характеристики реки это Водомерные посты необходимы для измерения на реке Вышки необходимы для измерения на реке Гидрометрические кривые Последовательность наступления максимальных значений характеристик паводка Паводочная петля образуется на кривой расходов Наибольшая скорость течения в речном потоке наблюдается Стеснение речного потока мостовым переходом в паводки приводит Кривая подпора у насыпи Максимальное значение подпора достигается Природные деформации русел рек По типам руслового процесса участки реки бывают Показатель формы русла определяют по формуле Уравнение равномерного течения  жидкости А. Шези Уравнение неразрывности установившегося потока Основные свойства рек Распределение расхода воды в створе моста между руслом и поймами Целесообразность устройства срезки Ширина русла с учетом срезки Дифференциальное уравнение баланса наносов Экснера - закон сохранения материи твердой фазы руслового потока Дифференциальное уравнение неразрывности неустановившегося течения жидкости Сен-Венана - закон сохранения материи жидкой фазы руслового потока Дифференциальное уравнение плавно изменяющегося неустановившегося течения потока в открытых непризматических руслах Сен-Венана - законы сохранения энергии и количества движения жидкой фазы руслового потока Искусственное уширение русла под мостом - срезку устраивают чтобы Уширение русла - срезку под мостом устраивают за счет Виды размывов Для расчета общего размыва русла применяют формулу Глубину воронки местного размыва определяют по формуле Виды регуляционных сооружений на реках Струенаправляющие дамбы позволяют Запруды позволяют Заилители позволяют Поперечные  струеотбойные траверсы позволяют

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

Основная литература


СНиП 2.05.03-84. Мосты и трубы. – М.: Госстрой СССР, 1985. – 200 с. ВСН 63-76. Инструкция по расчету ливневого стока воды с малых бассейнов. – М.: Транспорт, 1976. – 63 с. СП 11-103-97. Инженерные гидрометеорологические изыскания. 1997. 57 с. СП 33-101-2003. Определение основных расчетных гидрологических характеристик. 2004. 133 с. Пособие к СНиП 2.05.03-84 по изысканиям и проектированию железнодорожных и автодорожных мостовых переходов через водотоки. – М.: Транспорт, 1992. – 349 с. Пособие по гидравлическим расчетам малых водопропускных сооружений / под ред. . – М.: Транспорт, 1992. – 407 с. Справочная энциклопедия дорожника: 5 т. Проектирование автомобильных дорог. Под ред. , . 2007. 668 с. Дорожно-мостовая гидрология: Справочник. Под ред. . 1983. 199 с. Изыскание и проектирование мостовых переходов. «Академия». 2005. 304с.

Дополнительная литература


Бабков, автомобильных дорог. В 2 т. / , . – М.: Транспорт, 1987. – Т. 1. – 367 с. ; Т. 2. – 415 с. Проектирование автомобильных дорог : справ. инженера-дорожника / под ред. . – М.: Транспорт, 1989. – 437 с. Проектирование автомобильных дорог : примеры / под ред. – М.: Транспорт, 1966. – 397 с. Автомобильные дороги: Примеры проектирования : учеб. пособие / под ред. . – М.: Транспорт, 1983. – 303 с. Типовой проект. Сер. 3.501.1-144. Трубы водопропускные круглые железобетонные сборные для железных и автомобильных дорог. – М.: Ленгипротрансмост, 1988. - 14с. Типовой проект. Сер. 3.501-046. Укрепление русел и откосов насыпей у водопропускных труб. – М.: Ленгипротрансмост, 1988. – 28 с. Проект малого искусственного сооружения: учеб. пособие. – Владимир: ВлГУ, 2006. – 44 с. AutoCAD 2006. Краткое руководство. 2005. - 179 с.

Программное обеспечение и Интернет-ресурсы


Программный комплекс «Credo»:

- ГРИ стоков дождевых паводков и талых вод

- ГРИ пропускной способности малых искусственных сооружений

- ТРУБЫ. Проектирование водопропускных труб.

Программный комплекс «Autocad». Презентации лекций в программе «Power Point» - 17 час. Видеофильмы с применением программных средств «Windows Media». Электронный учебно-методических комплекс – компьютерный класс. Лицензионный программный комплекс базы данных по нормативно-технической информации в строительстве:
    «Техэксперт» концерциума «Кодекс» - кафедра АД; «Стройконсультант» - CD-диск; «Norma CS 2.0» электронный зал библиотеки ВлГУ корпус № 1.
Тестирование знаний в «Excel».
Материально-техническое обеспечение дисциплины
Компьютерный класс на 11 мест – ауд. 1171. Мультимедийные средства – ауд. 021, ноутбук, проектор, экран. Презентации лекций. Кинофильмы:
    Самый высокий мост в мире (47 мин.). Самый длинный мост в мире (56 мин.). Мост через Оку в г. Муроме (1 мин.). Мостострой 6 (С-Петербург) (6 мин.).


Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО по направлению подготовки 270800 "Строительство" квалификации «бакалавр» по профилю "Автомобильные дороги", утвержденному МинОиН РФ 18.01.2010 № 54, применительно к учебному плану по направлению 270800 "Строительство" профилю "Автомобильные дороги", утвержденному ректором ВлГУ в 2012  году.

Рабочую программу составил доц., к. т.н. ____________

Рецензент  ____________

Рассмотрена и одобрена на заседании кафедры автомобильных дорог

«______» _____________  20 __ г., протокол № ______

Зав. кафедрой АД  ___________________ 

Рабочая программа рассмотрена и одобрена на заседании учебно-методической комиссии по направлению подготовки 270800 "Строительство"

«______» _____________  20 __ г., протокол № ______

Председатель учебно-методической комиссии _____________________

Программа переутверждена:

на _______________учебный год, протокол № ______от _____________

Зав. кафедрой АД  ___________________ 

Программа переутверждена:

на _______________учебный год, протокол № ______от _____________

Зав. кафедрой АД  ___________________ 

Программа переутверждена:

на _______________учебный год, протокол № ______от _____________

Зав. кафедрой АД  ___________________