Đề cương chi tiết môn học Thuỷ lực thuỷ văn môi trường (Trường đại học sư phạm kĩ thuật TP.HCM)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA CNHH & TP Ngành đào tạo: Công nghệ Mơi trường Trình độ đào tạo: Đại học Chương trình đào tạo: Công nghệ Môi trường Đề cương chi tiết học phần Tên học phần: Thuỷ lực & Thuỷ văn môi trường Mã học phần: ENHH233310 Tên Tiếng Anh: Environmental Hydraulic and Hydrology Số tín chỉ: tín (3/0/6) (3 tín lý thuyết, tín thực hành/thí nghiệm) Phân bố thời gian: 15 tuần (3 tiết lý thuyết + 0*2 tiết thực hành + tiết tự học/ tuần) Các giảng viên phụ trách học phần: 1/ GV phụ trách chính: thỉnh giảng 2/ Danh sách giảng viên GD: Điều kiện tham gia học tập học phần Môn học tiên quyết: Thuỷ lực cơng trình Mơn học trước: Khơng Mơ tả học phần (Course Description) Môn học Thuỷ lực Thuỷ văn môi trường cung cấp cho người học phương pháp thu thập, đo đạc phân tích tính tốn yếu tố lượng mưa, khí tượng thuỷ văn, lưu lượng mực nước tính tốn để thiết kế độ nước cơng trình cầu, cống, cao độ đường, mặt đất cơng trình cấp nước, cơng trình giao thơng Thuỷ văn cơng trình cung cấp số liệu giúp định hướng quy hoạch, quản lý bảo vệ mơi trường Tính tốn dịng chảy, thay đổi cơng trình tác động lên dịng chảy dịng sơng thiên nhiên Mục tiêu học phần (Course Goals) Mục tiêu (Goals) Mô tả (Goal description) (Học phần trang bị cho sinh viên:) Chuẩn đầu CTĐT G1 Kiến thức chuyên môn lĩnh vực thuỷ lực thuỷ văn môi trường: qui luật thuỷ văn, cân nước, hình thành dịng chảy sơng lưu vực, qui luật dịng chảy sơng, tính tốn dịng qua đập 1.2, 1.3 G2 Khả phân tích, giải thích lập luận giải vấn đề thuỷ lực thuỷ văn môi trường 2.1, 2.3, 2.4 G3 Kỹ làm việc nhóm, giao tiếp khả đọc hiểu tài 3.1,3.2, 3.3 liệu thuỷ lực thuỷ văn môi trường tiếng Anh G4 Khả áp dụng phương pháp tính toán thuỷ lực thuỷ văn 4.3, 4.4 lĩnh vực môi trường Chuẩn đầu học phần Chuẩn đầu HP Mô tả (Sau học xong mơn học này, người học có thể:) Chuẩn đầu CDIO G1.1 Trình bày qui luật cân nước, qui luật hình thành dịng chảy sơng lưu vực, qui luật dịng chảy sơng, qui luật dòng chảy qua đập 1.2 G1.2 Nắm vững phương pháp tính tốn thuỷ văn thuỷ lực mơi trường 1.3 G2.1 Phân tích cách giải tốn thuỷ lực thuỷ văn 2.1.1, mơi trường 2.1.3, 2.1.4 G2.2 Lập luận giải thích yếu tố liên quan 2.3.1, thuỷ lực thuỷ văn cho lưu vực sông 2.3.3, 2.3.4 G2.3 Có khả tự tìm kiếm tài liệu, tự nghiên cứu trình bày nội dung chuyên ngành liên quan thuỷ lực thuỷ văn G3.1 Có khả làm việc nhóm để thảo luận giải 3.1.1, toán thuỷ lực thuỷ văn 3.1.2, 3.1.5 G3.2 Có khả viết báo cáo toán thuỷ lực thuỷ văn cụ thể 3.2.3 G3.3 Hiểu thuật ngữ tiếng Anh dùng cho thuỷ lực thuỷ văn 3.3.1 G4.1 Áp dụng phương pháp tính tốn thuỷ lực thuỷ văn 4.3.1, 4.3.3 cho tốn thiết kế cụ thể G4.2 Tính tốn thơng số thuỷ lực cho hệ thống xử lý chất thải G1 G2 G3 G4 2.4.3, 2.4.4 4.4.3,4.4.4 Tài liệu học tập - Sách, giáo trình chính: Nguyễn Khắc Cường Giáo trình thuỷ văn cơng trình, NXB Khoa Học Kỹ Thuật, 1998 Huỳnh Cơng Hồi (Chủ Biên), Thuỷ Lực, NXB ĐHQG TpHCM, 2013 - Sách (TLTK) tham khảo: [3] Trần Đình Nghiên, Nguyễn Đình Vĩnh, Phạm văn Vĩnh Thuỷ văn đại cương Trường ĐH Giao thơng vận tải 2003 [4] Trần Đình Nghiên, Nguyễn Đình Vĩnh, Phạm văn Vĩnh Thuỷ văn cơng trình tập NXB Giao thơng vận tải 2003 [5] Wilfried Brutsaert, Hydrology- An introduction, Cambridge University Press, 2005 [6] Osman Akan, Open channel hydraulics, Elsvier, 2006 Đánh giá sinh viên: - Thang điểm: 10 - Kế hoạch kiểm tra sau: Hình thức KT Nội dung Thời điểm Công cụ KT Chuẩ n đầu KT Bài tập BT#1 BT#2 BT#3 BT#4 BT#5 10 Chu trình thuỷ văn Lưu vực sông Tuần Bài tập nhỏ lớp G1, G2 Điều tiết diễn biến lịng sơng Tuần Bài tập nhỏ lớp G1, G2 Đo đạc thuỷ văn Tuần Bài tập nhỏ lớp G1, G2 Dòng kênh hở Tuần 10 Bài tập nhỏ lớp G1, G2 Dịng qua cơng trình đập, cống Tuần 12 Bài tập nhỏ lớp G1, G2, Bài tập nhóm lớp BT#6 Tính tốn thiết kế cơng trình (kênh, cống, đập tràn ) cụ thể 10 Tuần 14 Bài tập nhóm nhỏ G3, G4 Kiểm tra kì KT# Tỉ lệ (%) 10 30 - Nội dung bao quát tất chuẩn đầu quan trọng môn học cho phần thuỷ văn - Thời gian làm 45 phút Tự luận lớp G1, G2, G4 Thi cuối kỳ 50 - Nội dung bao quát tất chuẩn đầu quan trọng môn học - Thời gian làm 90 phút Thi tự luận G1, G2, G4 Nội dung chi tiết học phần: Tuần Nội dung Chuẩn đầu học phần Chương 1: Tổng quan thuỷ văn (3/0/6) A/ Các nội dung PPGD lớp: (3) Nội dung GD lý thuyết: 1.1 Sơng ngịi phát triển kinh tế G1, G2 1.2 Phương pháp nghiên cứu tượng thuỷ văn 1.3 Nước phân bố nước 1.4 Vịng tuần hồn nước 1.5 Phương trình cân nước Tóm tắt PPGD: + Thuyết trình + Thảo luận B/ Các nội dung cần tự học nhà: (6) + Tra cứu thông tin, số liệu khí tượng thuỷ văn năm trở lại Chương 2: Hệ thống sơng ngịi (3/0/6) A/ Tóm tắt ND PPGD lớp: (3) Nội dung GD lý thuyết: 2.1 Hệ thống sông G2.3, G3.3 G1, G2 2.2 Lưu vực sông 2.3 Sự hình thành dịng chảy 2.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến dịng chảy 2.5 Thơng số đặc trưng dịng chảy Tóm tắt PPGD: + Thuyết trình + Thảo luận B/ Các nội dung cần tự học nhà: (3) Chương 2, Nguyễn Khắc Cường Giáo trình thuỷ văn cơng trình, trường Đại học bách khoa thành phố hồ chí minh G2.3 Chương 3: Tính tốn dịng chảy thiết kế (3/0/6) A/ Các nội dung PPGD lớp: (3) Nội dung GD lý thuyết: 3.1 Phương pháp thống kê xác suất thuỷ văn G1, G2 3.2 Tính tốn dịng chảy năm 3.3 Tính tốn dịng chảy kiệt 3.4 Tính tốn dịng chảy lũ 3.4.1 Khái niệm 3.4.2 Sự hình thành dịng chảy lũ 3.4.3 Đỉnh lũ thiết kế 3.5 Tính tốn vùng ảnh hưởng Tóm tắt PPGD: + Thuyết trình + + Thảo luận B/ Các nội dung cần tự học nhà: (6) + Làm tập Chương 4: Điều tiết dòng chảy (3/0/6) A/ Các nội dung PPGD lớp: (3) Nội dung GD lý thuyết: 4.1 Kho nước điều tiết dịng nước 4.2 Tính tốn điều tiết năm 4.3 Tính tốn điều tiết lũ G3.3, G4 G1, G2 Tóm tắt PPGD: + Thuyết trình B/ Các nội dung cần tự học nhà: (6) + Giải tập điều tiết dòng chảy Chương 5: Q trình hình thành diễn biến dịng sơng (3/0/6) A/ Các nội dung PPGD lớp: (3) Nội dung GD lý thuyết: 5.1 Khái niệm G3.3, G4 G1, G2 5.2 Phương pháp tính bùn cát 5.3 Q trình hình thành diễn biến dịng sơng 5.4 Ảnh hưởng cơng trình diễn biến dịng sơng 5.5 Hệ phương trình tính tốn biến hình lịng sơng 5.6 Tính bồi lắng xói lở Tóm tắt PPGD: + + Thuyết trình B/ Các nội dung cần tự học nhà: (6) + Giải tập chương 5 G3.3, G4 Chương 6: Điều tra, đo đạc, chỉnh biên dự báo thuỷ văn (3/0/6) A/ Các nội dung PPGD lớp: (3) Nội dung GD lý thuyết: 6.1 Đo mực nước G1, G2 6.2 Đo mặt cắt sơng 6.3 Đo lưu tốc tính tốn lưu lượng 6.4 Đo bùn cát 6.4.1 Đo hàm lượng bùn lơ lửng 6.4.2 Đo suất chuyển cát đáy 6.5 Xây dựng đường quan hệ H-Q 6.6 Dự báo thuỷ văn Tóm tắt PPGD: + Thuyết trình + + Thảo luận B/ Các nội dung cần tự học nhà: (6) + Giải tập chương G3.3, G4 Chương 7: Dịng chảy ổn định sơng thiên nhiên (3/0/6) A/ Các nội dung PPGD lớp: (3) Nội dung GD lý thuyết: 7.1 Đặc điểm chung cách chia đoạn 7.2 Phương trình dịng chảy sơng 7.3 Cách xác định yếu tố thủy lực mặt cắt độ nhám lịng sơng G1, G2 7.4 Cách lập đường mặt nước tài liệu thủy văn 7.5 Cách lập đường mặt nước sông tài liệu thủy văn 7.6 Tính tốn sơng có bãi đoạn sơng rẽ dịng Tính đoạn sơng có bãi Tính đoạn sơng rẽ dịng 7.7 Độ dốc hướng ngang sơng - Hiện tượng chảy vịng Tóm tắt PPGD: + Thuyết trình + + Thảo luận B/ Các nội dung cần tự học nhà: (6) + Giải tập chương Chương 8: Chuyển động không ổn định lòng dẫn hở (3/0/6) G3.3, G4 A/ Các nội dung PPGD lớp: (3) Nội dung GD lý thuyết: 8.1 Khái niệm chung chuyển động khơng ổn định lịng dẫn hở G1, G2 8.2 Phương trình vi phân chuyển động khơng ổn định thay đổi chậm 8.3 Vấn đề tích phân phương trình chuyển động khơng ổn định thay đổi chậm lòng dẫn hở 8.4 Điều kiện ban đầu điều kiện biên 8.5 Giải hệ phương trình phương pháp đường đặc trưng Các phương trình đặc trưng Cách giải hệ phương trình đặc trưng Giải hệ phương trình đặc trưng dạng sai phân 8.6 Tính dịng khơng ổn định phương pháp trạng thái tức thời Hệ phương trình sai phân Cách giải tổng quát 8.7 Phương pháp sóng có biên độ nhỏ 8.8 Khái niệm phương pháp số Nội Dung phương pháp số Lưới sai phân Sơ đồ sơ đồ ẩn 8.8 Tốc độ truyền sóng Tốc độ lan truyền Tốc độ chảy truyền Công thức gần tính tốc độ chảy truyền Tóm tắt PPGD: + + Thuyết trình B/ Các nội dung cần tự học nhà: (6) + Giải tập chương G3.3, G4 Chương 9: chuyển động bùn cát dòng chảy hở (3/0/6) A/ Các nội dung PPGD lớp: (3) Nội dung GD lý thuyết: 9.1 Những khái niệm 9.2 Độ thô thủy lực thành phần tổ hợp bùn cát 9.3 Hàm số phân bố bùn cát theo độ thô thủy lực 9.4 Sức tải cát lơ lửng Dòng chảy rối 9.5 Phân bố độ đục theo chiều sâu G1, G2 9.6 Chuyển động bùn cát đáy Tóm tắt PPGD: + Thuyết trình + + Thảo luận B/ Các nội dung cần tự học nhà: (6) + Giải tập chương Chương 10: Nước nhảy (3/0/6) A/ Các nội dung PPGD lớp: (3) Nội dung GD lý thuyết: 10.1 Khái niệm chung G3.3, G4 G1, G2 10.2 Các Dạng nước nhảy 10.3 Lý luận nước nhảy hoàn chỉnh Phương trình Hàm số nước nhảy Cách xác định độ sâu liên hiệp kênh lăng trụ 10 Tổn thất lượng nước nhảy Chiều Dài nước nhảy chiều Dài đoạn sau nước nhảy 10.4 Nước nhảy ngập 10.5 Nước nhảy sóng 10.6 Nước nhảy khơng gian 10.7 Nước nhảy kênh chữ nhật có độ Dốc đáy lớn Tóm tắt PPGD: + + Thuyết trình B/ Các nội dung cần tự học nhà: (6) + Giải tập chương 10 G3.3, G4 11 Chương 11: Đập tràn (3/0/6) A/ Các nội dung PPGD lớp: (3) Nội dung GD lý thuyết: 11.1 Khái niệm chung Định nghĩa, tên gọi ký hiệu Phân loại 11.2 Công thức chung đập tràn Công thức tính lưu lượng qua đập tràn Chảy ngập Ảnh hưởng co hẹp bên Tóm tắt PPGD: G1, G2 + + Thuyết trình B/ Các nội dung cần tự học nhà: (6) + Giải tập chương 11 G3.3, G4 Chương 12: Đập tràn thành mỏng (3/0/6) A/ Các nội dung PPGD lớp: (3) Nội dung GD lý thuyết: 12.1 Đập tràn thành mỏng, cửa chữ nhật G1, G2 Các dạng chảy khơng ngập Hình dạng nước tràn đập tràn thành mỏng tiêu chuẩn Cơng thức tính lưu lượng đập tràn thành mỏng tiêu chuẩn 12 ảnh hưởng co hẹp bên Chảy ngập 12.2 Đập tràn thành mỏng, cửa tam giác hình thang Đập cửa tam giác Đập cửa hình thang Tóm tắt PPGD: + + Thuyết trình B/ Các nội dung cần tự học nhà: (6) + Giải tập chương 12 G3.3, G4 13 Chương 13: Đập tràn thực dụng (3/0/6) A/ Các nội dung PPGD lớp: (3) Nội dung GD lý thuyết: 13.1 Đặc điểm đập tràn có mặt cắt thực dụng Hình dạng mặt cắt Cơng thức tính lưu lượng Điều kiện chảy ngập hệ số ngập ảnh hưởng co hẹp bên 13.2 Cấu tạo mặt cắt hệ số lưu lượng loại đập có mặt cắt ứng dụng Đập hình cong khơng có chân khơng Đập hình cong có chân khơng Đập tràn đa giác 13.3 Các tính đập có mặt cắt thực dụng Tóm tắt PPGD: + + Thuyết trình G1, G2 B/ Các nội dung cần tự học nhà: (3) + Giải tập chương 13 Chương 14: Đập tràn đỉnh rộng (3/0/6) A/ Các nội dung PPGD lớp: (3) Nội dung GD lý thuyết: 14.1 Hình dạng dịng chảy đỉnh đập G3.3, G4 G1, G2 Sự biến đổi hình dạng dịng chảy chiều dày đỉnh đập thay đổi ảnh hưởng mực nước hạ lưu đến dòng chảy đỉnh đập 14.2 Đập tràn đỉnh rộng chảy không ngập Công thức Cách xác định chiều sâu h hệ số lưu lượng m 14.3 Đập tràn đỉnh rộng chảy ngập Chỉ tiêu ngập 14 Cơng thức tính đập tràn chảy ngập 14.4 Đập tràn đỉnh rộng cửa chữ nhật Trường hợp chảy không ngập Trường hợp chảy ngập 14.5 Các tốn đập tràn đỉnh rộng 14.6 Tính thủy lực cống dài chảy không áp 14.7 Đập tràn xiên đập tràn bên Đập tràn xiên Đập tràn bên Tóm tắt PPGD: + + Thuyết trình B/ Các nội dung cần tự học nhà: (6) + Giải tập chương 14 G3.3, G4 15 Chương 15: Lý Thuyết Thấm (3/0/6) A/ Các nội dung PPGD lớp: (3) Nội dung GD lý thuyết: 15.1 Những khái niệm Tầm quan trọng lý thuyết nước thấm Các trạng thái nước đất Đặc tính đất thấm nước 15.2 Định luật Đácxi thấm 10 G1, G2 Mơ hình thấm Định luật thấm Hệ số thấm đất 15.3 Chuyển động dịng thấm 15.4 Cơng thức Đuypuy 15.5 Phương trình vi phân chuyển động ổn định không thay đổi dần dòng thấm 15.6 Các dạng đường bão hòa chuyển động khơng dịng thấm 15.7 Tích phân phương trình vi phân chuyển động ổn định khơng thay đổi dần dịng thấm - Vẽ đường bão hịa Tóm tắt PPGD: + Thuyết trình B/ Các nội dung cần tự học nhà: (6) + Giải tập chương 15 G3.3, G4 10 Đạo đức khoa học: Các tập nhà dự án phải thực từ thân sinh viên Nếu bị phát có chép xử lý sinh viên có liên quan hình thức đánh giá (khơng) điểm q trình điểm cuối kỳ 11 Ngày phê duyệt lần đầu: 12 Cấp phê duyệt: Trưởng khoa Trưởng BM Nhóm biên soạn Nguyễn Quốc Ý 13 Tiến trình cập nhật ĐCCT Lần 1: Nội Dung Cập nhật ĐCCT lần 1: ngày tháng năm