長(zhǎng)安大學(xué)

第一部分：水處理生物學(xué)

一、 性質(zhì)和任務(wù)

市政工程(給排水科學(xué)與工程)的主要工作任務(wù)是為供給符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的、安全的生活用水、工業(yè)用水等，還需要解決生活污水、工業(yè)廢水和雨水的排放、處理和再利用等問題。水處理微生物學(xué)是市政工程(給排水科學(xué)與工程)專業(yè)工程技術(shù)和科研人員必須掌握的的基礎(chǔ)知識(shí)之一。《水處理生物學(xué)》的主要任務(wù)是使學(xué)生掌握微生物學(xué)的基本知識(shí)、了解微生物的形態(tài)、生理特性、控制以及利用它們的方法，基本掌握微生物、水生植物、水生動(dòng)物等在水體凈化和水處理中的作用機(jī)理和規(guī)律，學(xué)習(xí)水中微生物的檢驗(yàn)方法等。

二、基本要求

1、對(duì)能力培養(yǎng)的要求

(1)了解水中微生物的類型和一般特征;熟悉細(xì)菌、真菌、藻類、原生動(dòng)物、后生動(dòng)物等微生物的形態(tài)和結(jié)構(gòu);

(2)掌握細(xì)菌的生理和生長(zhǎng)特性，了解細(xì)菌的遺傳變異;

(3)熟悉水中病原菌的基本知識(shí)及其控制方法，掌握大腸桿菌的檢測(cè)方法，了解水中病毒的特點(diǎn)及其檢驗(yàn)方法;

(4)掌握廢水中污染物的微生物降解和轉(zhuǎn)化機(jī)制，基本掌握典型有機(jī)物的微生物降解途徑;

(5)熟悉大型水生植物、水生動(dòng)物等的基本知識(shí)以及它們?cè)谒�體凈化過程中的作用和在水處理生態(tài)工程技術(shù)中的應(yīng)用等。

2、重點(diǎn)和難點(diǎn)

(1) 細(xì)菌的生理特性，包括細(xì)菌的營(yíng)養(yǎng)、酶及其作用、細(xì)菌的呼吸等;

(2) 細(xì)菌的生長(zhǎng)和遺傳變異;

(3)藻類、原生動(dòng)物、后生動(dòng)物以及微生物之間的關(guān)系;

(4)水的衛(wèi)生細(xì)菌學(xué)，包括水中的細(xì)菌及其分布、水中病原細(xì)菌、大腸桿菌、水的衛(wèi)生細(xì)菌學(xué)檢驗(yàn)及其控制方法;

(5)廢水生物處理中的微生物及水體污染的指示生物。

3、教學(xué)基本內(nèi)容

(1)微生物的形態(tài)和結(jié)構(gòu)：

a: 原核生物的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能;b: 真核微生物的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能;c: 病毒的形態(tài)結(jié)構(gòu)及繁殖方式。

(2)微生物的生理特性：

a: 微生物的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及培養(yǎng)基;b: 微生物的營(yíng)養(yǎng)類型;c: 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式;d: 微生物的能量代謝;e: 分解代謝和合成代謝的聯(lián)系;f: 微生物的代謝調(diào)節(jié);g: 微生物純培養(yǎng)的分離方法及測(cè)定生長(zhǎng)繁殖的方法;i: 微生物生長(zhǎng)繁殖的規(guī)律;j: 影響微生物生長(zhǎng)繁殖的因素。

(3)微生物的遺傳變異：

a: 基因突變和誘變育種;b: 基因重組和雜交育種;c: 基因工程;d: 菌種的衰退、復(fù)壯和保藏。

(4)微生物的生態(tài)：

a: 微生物在自然界中的分布;b: 微生物個(gè)體的生態(tài)條件、種群及群落;c: 微生物與自然界物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系及在生態(tài)系統(tǒng)中的作用。

(5)水的衛(wèi)生細(xì)菌學(xué)：

a:水中的細(xì)菌及其分布;b:水中病原細(xì)菌、大腸桿菌、水的衛(wèi)生細(xì)菌學(xué)檢驗(yàn)及其控制方法。

(6)廢水生物處理的微生物及水體污染的指示生物：

a:污染物的降解與轉(zhuǎn)化;b:典型有機(jī)物的生物降解途徑;c:無機(jī)元素的生物的轉(zhuǎn)化;d:典型廢水生物處理方法及其微生物特性;e:水體污染與自凈的指示微生物及監(jiān)測(cè)方法。

(7)微生物學(xué)基礎(chǔ)及應(yīng)用：

a: 廢(污水)生物處理的基本原理;b: 廢(污水)生物處理常見工藝的工作原理;c: 廢(污水)生物脫氮除磷的技術(shù)原理;d: 有機(jī)固體廢棄物的生物處理原理;e: 微生物資源及其在后續(xù)能源和后續(xù)資源開發(fā)中的應(yīng)用。

(8)大型水生植物水質(zhì)凈化及應(yīng)用：

a:水生植物種類;b:水生植物的凈化作用;c:水處理及水體修復(fù)生態(tài)工程技術(shù)。

第二部分：水力學(xué)

一、 性質(zhì)和任務(wù)

《水力學(xué)》是給排水工程專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，其任務(wù)是以水為研究對(duì)象，用實(shí)驗(yàn)和理論分析的方法，來研究液體平衡和機(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律以及如何運(yùn)用這些規(guī)律來解決工程實(shí)際問題，并為專業(yè)課的學(xué)習(xí)及工程實(shí)踐和科學(xué)研究打下良好的基礎(chǔ)。

二、 基本要求

1、 對(duì)能力培養(yǎng)的要求

掌握液體運(yùn)動(dòng)的一般規(guī)律和有關(guān)的基本概念、基本理論，學(xué)會(huì)必要的分析計(jì)算方法和一定的實(shí)驗(yàn)操作技術(shù)。

(1) 了解水力學(xué)及其任務(wù);掌握作用于液體上的力及液體的主要物理性質(zhì)。

(2) 了解靜止液體中壓強(qiáng)的特性;掌握液體平衡微分方程、重力作用下靜止液體中壓強(qiáng)的分布規(guī)律、液柱式測(cè)壓計(jì)、液體的相對(duì)平衡規(guī)律;熟練掌握液體作用在平面壁上的總壓力液體作用在曲面壁上的總壓力的計(jì)算。

(3) 理解液體運(yùn)動(dòng)的描述方法及歐拉法的基本概念;熟悉連續(xù)性方程、伯努利方程及動(dòng)量方程的推導(dǎo)過程;熟練應(yīng)用三大方程解決實(shí)際工程問題。

(4) 理解相似原理的基本理論;熟練應(yīng)用模型試驗(yàn)基本規(guī)律進(jìn)行水力學(xué)實(shí)驗(yàn);熟練掌握量綱分析法分析實(shí)際水流運(yùn)動(dòng)規(guī)律。

(5) 了解水頭損失的分類及雷諾實(shí)驗(yàn)與流態(tài);掌握沿程水頭損失與切應(yīng)力的關(guān)系、圓管中的層流運(yùn)動(dòng)、 液體的紊流運(yùn)動(dòng)、局部水頭損失

(6) 掌握短管的水力計(jì)算、長(zhǎng)管的水力計(jì)算、串聯(lián)并聯(lián)管路、管網(wǎng)水力計(jì)算基礎(chǔ)、有壓管流中的水擊等問題。

(7) 掌握明渠均勻流的基本規(guī)律、棱柱形渠道的設(shè)計(jì)及無壓圓管均勻流的基本計(jì)算;熟悉明渠急變流水力現(xiàn)象(水躍與水跌);掌握明渠非均勻流基本概念、棱柱形渠道非均勻漸變流水面曲線的分析、明渠非均勻漸變流水面曲線的計(jì)算。

(8) 掌握孔口及管嘴出流的計(jì)算及適用條件;了解堰流的定義及分類;掌握各種堰流在不同條件下的流量計(jì)算。

(9) 理解滲流的基本概念及滲流達(dá)西定律、掌握地下水的漸變滲流基本規(guī)律及浸潤(rùn)線的定性分析與定量計(jì)算;掌握各種地下水集水構(gòu)筑物的分析及產(chǎn)水量的計(jì)算。

2 重點(diǎn)和難點(diǎn)

(1) 液體平衡微分方程、重力作用下靜止液體中壓強(qiáng)的分布規(guī)律、液柱式測(cè)壓計(jì)、液體的相對(duì)平衡規(guī)律;液體作用在平面壁上的總壓力液體作用在曲面壁上的總壓力的計(jì)算。

(2) 連續(xù)性方程、伯努利方程及動(dòng)量方程的推導(dǎo)過程;三大方程解決實(shí)際工程問題。

(3) 模型試驗(yàn)相似準(zhǔn)則;量綱分析法。

(4) 沿程水頭損失與切應(yīng)力的關(guān)系、圓管中的層流運(yùn)動(dòng)、 液體的紊流運(yùn)動(dòng)、局部水頭損失。

(5) 棱柱形渠道的設(shè)計(jì)及無壓圓管均勻流的基本計(jì)算;明渠急變流水力現(xiàn)象(水躍與水跌);明渠非均勻流基本概念、棱柱形渠道非均勻漸變流水面曲線的分析、明渠非均勻漸變流水面曲線的計(jì)算。

(6) 孔口及管嘴出流的計(jì)算;各種堰流在不同條件下的流量計(jì)算。

(7) 滲流達(dá)西定律、地下水的漸變滲流基本規(guī)律及浸潤(rùn)線的定性分析與定量計(jì)算;各種地下水集水構(gòu)筑物的分析及產(chǎn)水量的計(jì)算。

3 教學(xué)基本內(nèi)容

(1)流體主要物理性質(zhì)和流體模型概念

理解流體主要物理性質(zhì)，特別是粘性和牛頓內(nèi)摩擦定律。理解作用在流體上的力。理解連續(xù)介質(zhì)、理想流體和實(shí)際流體和不可壓縮流體的概念。

(2)流體靜力學(xué)

理解流體靜壓強(qiáng)的概念及其性質(zhì)。掌握流體平衡微分方程及其在相對(duì)平衡中的應(yīng)用。掌握點(diǎn)壓強(qiáng)和總壓力的計(jì)算。

(3)流體動(dòng)力學(xué)理論基礎(chǔ)

了解描述流體運(yùn)動(dòng)的兩種方法，建立流場(chǎng)概念。了解流體運(yùn)動(dòng)的微元分析法。理解連續(xù)性微分方程和歐拉方程。了解流體微團(tuán)運(yùn)動(dòng)的基本形式。理解有勢(shì)流動(dòng)和有旋流動(dòng)。理解速度勢(shì)函數(shù)、流函數(shù)和流網(wǎng)。了解勢(shì)流疊加原理。了解納維-斯托克斯方程及其各項(xiàng)的物理意義。掌握流體運(yùn)動(dòng)的總流分析法，能綜合運(yùn)用連續(xù)性方程、能量方程和動(dòng)量方程計(jì)算總流問題。

(4)量綱分析和相似理論基礎(chǔ)

理解量綱分析法、力學(xué)相似概念和主要相似準(zhǔn)則的意義及應(yīng)用。

(5)流動(dòng)阻力和能量損失

掌握流體運(yùn)動(dòng)的兩種形態(tài)及其判別。理解圓管中層流的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。理解紊流的特征、紊流時(shí)均化概念。了解附加切應(yīng)力及混合長(zhǎng)度的概念。理解邊界層概念、邊界層分離現(xiàn)象及繞流阻力。理解沿程和局部能量損失的成因和阻力系數(shù)的變化規(guī)律，掌握沿程和局部能量損失的計(jì)算方法。

(6)有壓管流

掌握有壓管流的水力計(jì)算和水頭線繪制方法。掌握枝狀管網(wǎng)的水力計(jì)算方法。了解環(huán)狀管網(wǎng)的計(jì)算原理。理解水擊現(xiàn)象和直接水擊的計(jì)算方法。

(7)明渠恒定流

掌握明渠均勻流產(chǎn)生的條件、特征及其水力計(jì)算。掌握明渠漸變流的特征、斷面單位能量、臨界水深、臨界底坡以及急、緩流態(tài)的判別。理解水躍現(xiàn)象及其基本方程。理解棱柱形渠道中的非均勻漸變流水面曲線定性分析。

(8)孔口、管嘴和堰流

掌握孔口、管嘴和堰流的基本公式及其應(yīng)用。

(9)滲流

掌握滲流定律及單井、集水廊道的水力計(jì)算，理解井群的計(jì)算原理。了解漸變滲流的水面線的定性分析。