《水文學基礎》課程教學大綱

《水文學基礎》教學大綱課程名稱：水文學基礎英文名稱：BasisofHydrology課程編號：F094091951學分：2總學時/課內實踐學時：32學時/課內實驗學時0+課內上機學時0+其他實踐學時0課程性質：必修課程開課單位：數理科學與工程學院統(tǒng)計系基層教學組織適應對象：應用統(tǒng)計學專業(yè)課程簡介水文學基礎是一門研究地球系統(tǒng)中水的來源、運動、循環(huán)，水的時間變化和空間分布，水與生態(tài)環(huán)境的相互作用，以及水的社會屬性，為水旱災害防治、水資源合理開發(fā)利用、水環(huán)境保護和生態(tài)環(huán)境修復提供科學依據的學科。本課程讓學生掌握扎實的水文學基本知識，擁有深厚的理論體系，培養(yǎng)和提升學生解釋水文學的常見現(xiàn)象的能力、為后續(xù)水文統(tǒng)計學、水資源系統(tǒng)分析和水資源評價與管理等課程的學習奠定基礎。本課程內容主要包括水文循環(huán)、流域匯流及水系、降水、土壤水、地下水、下滲、蒸散發(fā)過程、產流機制、洪水演算、冰雪水文等。本課程堅持以學生為主體，以教師為主導的根本教學理念，全面貫徹全過程思政育人。結合水文學史中的典型案例，以理論結合實際的方法，降低學生對基本概念的認知難度，拓展學生視野，激發(fā)學生學習興趣，提升民族自信心和自豪感，增強學生為祖國水利事業(yè)奮斗的激情。Hydrologyisadisciplinethatstudiesthesource,movementandcirculationofwaterintheearthsystem,thetemporalvariationandspatialdistributionofwater,theinteractionbetweenwaterandecologicalenvironment,andthesocialpropertiesofwater.Itprovidesascientificbasisforfloodanddroughtdisasterprevention,rationaldevelopmentandutilizationofwaterresources,waterenvironmentprotectionandecologicalenvironmentrestoration.Thiscourseenablesstudentstomasterasolidbasicknowledgeofhydrologyandhaveaprofoundtheoreticalsystem,cultivateandimprovestudents'abilitytoexplaincommonphenomenainhydrology,andlaythefoundationforthefollow-upcoursesofhydro-statistics,waterresourcessystemanalysisandwaterresourcesevaluationandmanagement.Thecontentofthiscoursemainlyincludeshydrologicalcycle,basinconfluenceandwatersystem,precipitation,soilwater,groundwater,infiltration,evapotranspirationprocess,runoffgenerationmechanism,floodcalculation,iceandsnowhydrology,etc.Thiscourseadherestothefundamentalteachingconceptoftakingstudentsasthemainbodyandteachersastheleadingrole,andcomprehensivelyimplementsthewholeprocessofideologicalandpoliticaleducation.Combinedwiththetypicalcasesinthehistoryofhydrology,themethodofcombiningtheorywithpracticecanreducestudents'cognitivedifficultyofbasicconcepts,expandstudents'horizons,stimulatestudents'interestinlearning,andenhancenationalself-confidenceandpride.Enhancestudents'passionforthecauseofwaterconservancyinthemotherland.課程目標思政目標：落實立德樹人根本任務，培養(yǎng)適應社會發(fā)展需求并具有創(chuàng)新精神的復合型應用人才；樹立學生系統(tǒng)性思維和全局性意識，提高學生水文學綜合素養(yǎng)，以提高智慧水務時代的基本素質。知識目標：掌握水文學基本概念、基本知識、基本原理和基本方法。能力目標：提高學生水文空間分析能力，能夠較好利用水文模型完成水文模擬、水文預報，結合實際案例工程給出合理的建議與對策。Ideologicalandpoliticalgoals1:Establishthefundamentaltaskofestablishingmoralityandcultivatingpeople,andcultivatecompoundappliedtalentswhocanmeettheneedsofsocialdevelopmentandhaveinnovativespirit;Setupstudents'systematicthinkingandoverallconsciousness,improvestudents'comprehensiveliteracyofhydrology,soastoimprovethebasicqualityofthesmartwaterera.Knowledgegoals2:Masterbasicconcepts,basicknowledge,basicprinciplesandbasicmethodsofhydrology.Abilitygoals3:Toimprovestudents'abilityofhydrologicalspatialanalysis,wecanmakebetteruseofhydrologicalmodeltocompletehydrologicalsimulationandhydrologicalforecast,andgivereasonablesuggestionsandcountermeasurescombinedwithactualcaseprojects.課程目標與畢業(yè)要求對應關系本課程的課程目標對應用統(tǒng)計學專業(yè)畢業(yè)要求指標點的支撐情況如表1所示：表1課程目標與畢業(yè)要求對應關系畢業(yè)要求指標點課程目標畢業(yè)要求1：知識要求1.1具有扎實的數學基礎，受到比較嚴格的科學思維訓練21.2了解與智慧水利、智慧遙感等行業(yè)有關的自然科學、社會科學、工程技術領域的基本知識，能夠應用統(tǒng)計學理論分析并解決相關領域中的實際問題2畢業(yè)要求2：能力要求2.1具有較強的計算機操作技能，熟練應用主要的統(tǒng)計軟件、管理軟件及其他軟件編程，正確利用統(tǒng)計思想和方法分析判斷相關的計算結果。32.2掌握中外文資料查詢、文獻檢索及應用現(xiàn)代信息技術獲取相關信息的基本方法，具有初步的科學研究和實際應用能力3畢業(yè)要求3：素質要求3.1思想道德素質。具有良好的政治思想素質、道德品質、法制意識、誠信意識和團隊合作精神；具有良好的心理素質和積極的人生觀。1，4課程教學安排課程共有3項教學內容，具體安排如下。表2：課程教學安排表序號教學內容思政元素課堂教學學時實驗/實踐教學學時學時小計1水文學基本概念與原理科學素養(yǎng)20202水文分析實驗愛國情懷663水文計算與預報專業(yè)熱情66合計3232教學安排1.水文學基本概念與原理教學要求：理解水文學的定義與基本屬性，掌握水文循環(huán)、流域與水系、降水、土壤水、地下水、下滲、蒸發(fā)與散發(fā)、產流機制與流域產匯流、冰雪水文的基本學科基本概念；掌握流域水文基本過程與分析方法；教學內容：水文學緒論、水文循環(huán)過程、水文循環(huán)組分；重點難點：流域與水系、水文循環(huán)、思政元素：通過講解我國古今的水文水利史，如都江堰、靈渠、紅旗渠、躍峰渠等，培養(yǎng)學生學習我國人民改天換地的斗爭精神和大國工匠精神，培養(yǎng)學生的愛國情懷2.水文分析實驗教學要求：理解流域與水系的概念、類型與特征，掌握水系地貌特征和流域地貌特征，正確使用數字高程模型進行水文分析，了解流域水文分析常見的算法，掌握流域與子流域空間拓撲關系；教學內容：流域與水系的概念、水系地貌特征、流域地貌特征及提取、流域水文分析、上機實踐課；重點難點：流域數字高程模型（DEM）、流向流量計算、D8流向算法、流域水文分析；思政元素：以長江、黃河等國家一級流域為例，講授流域水文分析的基本方法、原理和步驟，介紹我國大型流域的水系與流域特征，與世界同類型流域比較，培養(yǎng)學生的愛國主義情懷和民族自豪感；3.水文計算與洪水預報教學要求：掌握地表產匯流機制，能夠應用常見的水文模型進行水文計算；掌握洪水波運動與洪水演算一般原理，能夠獨立完成流域水文預報和洪水演算；教學內容：長時間尺度水文模擬、短歷時洪水預報，水文模型選擇、參數率定和情景分析；重點難點：水文模型參數率定、不確定性分析等；思政元素：通過水文模型模擬長時間和短歷時水文過程，幫助學生了解我國水旱災害的嚴重性，培養(yǎng)學生深度挖掘水旱災害背后原因，有利于幫助學生培養(yǎng)尊重自然規(guī)律，與大自然和諧共生的精神與追求；課內實踐教學內容及要求能夠熟練掌握1-2個水文模型，完成水文模型的搭建、參數率定和結果評價；課程考核與評價表3：成績評定方式表考核環(huán)節(jié)分值考核/評價細則出勤與課堂討論20根據每次討論和分享的參與度計算成績。實踐作業(yè)10根據學生上機情