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水利工程与地下水实验教学中心

试验大纲及项目卡

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水文预报（642012）实验教学大纲及项目卡

2016-09-21 10:43:30 点击数：

水文预报（642012）实验教学大纲

01．教学单位名称：环境与资源学院

02．实验中心名称：水利工程与地下水实验教学中心

03．课程名称：水文预报

04．课程代码：642012

05．课程类别：专业教育课

06．课程性质：必修

07．课程学时：48学时，其中含实验24学时

08．课程学分：3

09．面向专业：水文与水资源工程、地下水科学与工程

10．实验课程的教学任务、要求和教学目的

教学任务

学生在掌握水文学基础知识前提下，通过上机实验教学环节，深化理解和掌握课堂重点教学内容；通过实例讲解、演示与操作练习，使学生能够熟练使用常用软件进行水文数据处理、实用水文预报程序的编写和水文专业软件的操作等技能。

教学要求

（1）要求学生能够熟练掌握EXCEL处理水文数据的方法和SPSS进行水文统计计算的方法。

（2）要求学生掌握基于MATLAB语言的程序编写技术，并编写水文频率计算和汇流计算程序。

（3）要求学生独立完成蓄满产流模型、超渗产流模型和蒸散发模型模型参数率定和模型预报。

（4）要求学生掌握马斯京根法、相应流量法和回归分析法等河道洪水预报方法，并分析各预报方法的适用性。

教学目的

通过一系列上机实验教学，使学生掌握计算机实用编程技能、流域水文模型模拟手段和河道洪水预报技术，加强课堂教学知识的理解与掌握，提高计算机应用技术水平，培养水文专业实用技能。

11．学生应掌握的实验技术及实验能力

（1）掌握EXCEL数据处理功能和函数计算功能。掌握采用EXCEL进行水文数据处理和水文统计分析的一般方法。

（2）掌握SPSS统计分析功能。掌握采用SPSS进行水文统计分析的一般方法，如相关分析、假设检验和回归分析。

（3）掌握MATLAB编程技术。掌握MATLAB读写、循环、判断等语句，并能够将物理过程抽象成数学表达乃至计算机模拟，并能够编写简单完整小程序。

（4）掌握概念性水文模型的程序开发和运行过程。掌握蓄满产流、超渗产流、蒸散发和汇流等模型的程序流程、程序代码和程序运行过程；掌握模型参数选择、参数优化和计算结果分析的一般步骤和方法。

（5）掌握河道洪水预报一般方法。掌握马斯京根法、相应流量法和回归分析法等河道洪水预报方法，并比较分析各种方法优缺点和适应性条件。

（6）了解分布式水文模型的功能原理和运行过程。通过演示SWAT模型对嫩江流域月径流过程模拟，使学生了解分布式水文模型的功能原理、参数选择、参数优化过程和模型运行过程。

12．开设实验项目

开设实验项目一览表

实验项目编号	实验项目名称	实验类型	实验性质	实验学时	每组人数	首次开出年月
64201201	MATLAB编程练习1	设计性	必做	2学时	1人	201709
64201202	马斯京根法程序设计	设计性	必做	2学时	1人	201709
64201203	相应流量法河道洪水预报	设计性	必做	2学时	1人	201709
64201204	河道洪水预报方法比较	研究性	必做	2学时	1人	201709
64201205	MATLAB编程练习2	设计性	必做	2学时	1人	201709
64201206	白城地区降水保证率计算	综合性	必做	2学时	1人	201709
64201207	蓄满产流模型	验证性	必做	2学时	1人	201709
64201208	超渗产流模型	验证性	必做	2学时	1人	201709
64201209	蒸散发模型	验证性	必做	2学时	1人	201709
64201210	单位线汇流计算程序编写	设计性	必做	2学时	1人	201709
64201211	单位线推求程序编写	设计性	必做	2学时	1人	201709
64201212	分布式模型SWAT演示	演示性	必做	2学时	1人	201709

13．实验教材或指导书或主要参考资料

(1) 缪韧编，水文学原理，中国水利水电出版社，2007.9

(2) 包为民编，水文预报（第三版）, 中国水利水电出版社，2006.8

(3) EXCEL相关教程（书籍和视频）

(4) SPSS相关教程（书籍和视频）

(5) MATLAB相关教程（书籍和视频）

14．考核要求、考核方式及成绩评定标准

考核要求：掌握实验内容，学会使用常用工程软件和实用计算机编程技术。

考核方式：教师出题，学生上机操作，输出结果，教师根据上机过程及提交的结果评定分数

成绩评定标准：

（1）上机考核占30%，平时课堂测验与作业占10%，期末闭卷考试占50%，均以百分制记。

（2）上机考核标准：

①上机操作过程的正确性占20%：完全正确，记20分；基本正确，记15分；严重错误，记5分。

②输出结果的正确性占40%：结果正确、表达清楚，记40分；结果正确、缺少相应说明，记35分；结果错误，步骤合理，记20分。

③对问题分析的准确性占40%：分析准确而完整，记40分；分析基本正确但不完整，记35分；分析不完整，存在明显错误，记20分。

15．执笔人

李鸿雁教授

16．制定日期

20141015

17．审核人

鲍新华副教授

18．审核日期

20141020

19．学院审定程序说明

由地下水科学与工程系制定，系主任审核；经学院教学委员会审核批准。

20．学院审定日期

20141024

水文预报(642012)实验项目卡1

1	课程名称	水文预报
2	课程编号	642012
3	实验项目名称	MATLAB编程练习1
4	实验项目编号	64201201
5	网络实验	0
6	每组人数	1
7	计划学时数	2
8	实验性质	必做
9	实验目的	① 熟悉MATLAB语句和命令、数学工具函数和绘图工具函数； ② 掌握一般计算机编程技巧。
10	实验内容	一、抛硬币程序设计 ① 抛出次数取学号，如64050506； ② 分别计算正、反面出现的几率，检验其是否为0.5； ③ 打印源程序和计算结果。二、求y=sin（x）程序设计，并绘图 ① 计算区间取为[a,b]，其中a=班号；b=班号+学号； ② 步长为0.01； ③ 绘图y=sin（x）； ④ 打印源程序和计算结果。
11	实验原理	一、随机数验证；二、函数计算
12	实验类型	1.演示性□；2.验证性□；3.综合性□；4.设计性√；5.研究性□。
13	实验者层次	本科生
14	实验仪器设备	计算机
15	实验套数	50台
16	开出时间	201709
17	教学单位名称	环境与资源学院
18	教学单位编号	64
19	实验单位名称	水利工程与地下水实验教学中心
20	实验中心编号
21	实验地名称	环境与资源学院微机室
22	实验地编号	前卫北区理化楼350
23	一次性材料品名	实验用电、A4打印纸、硒鼓、墨盒
24	一次性材料	1元
25	面向专业	水文与水资源工程
26	实验项目卡制定人	李鸿雁
27	实验项目卡审核人	梁秀娟

水文预报(642012)实验项目卡2

1	课程名称	水文预报
2	课程编号	642012
3	实验项目名称	马斯京根法程序设计
4	实验项目编号	64201202
5	网络实验	0
6	每组人数	1
7	计划学时数	2
8	实验性质	必做
9	实验目的	① 练习EXCEL宏编程； ② 掌握马斯京根法参数确定方法。
10	实验内容	① 采用EXCEL确定马斯京根法参数x； ② 根据参数x；求出马斯京根法方程； ③ 打印试算表和马斯京根预报方程。
11	实验原理	①EXCEL编程计算；②河道洪水演算
12	实验类型	1.演示性□；2.验证性□；3.综合性□；4.设计性√；5.研究性□。
13	实验者层次	本科生
14	实验仪器设备	计算机
15	实验套数	50台
16	开出时间	201709
17	教学单位名称	环境与资源学院
18	教学单位编号	64
19	实验单位名称	水利工程与地下水实验教学中心
20	实验中心编号
21	实验地名称	环境与资源学院微机室
22	实验地编号	前卫北区理化楼350
23	一次性材料品名	实验用电、A4打印纸、硒鼓、墨盒
24	一次性材料	1元
25	面向专业	水文与水资源工程
26	实验项目卡制定人	李鸿雁
27	实验项目卡审核人	梁秀娟

水文预报(642012)实验项目卡3

1	课程名称	水文预报
2	课程编号	642012
3	实验项目名称	相应流量法河道洪水预报
4	实验项目编号	64201203
5	网络实验	0
6	每组人数	1
7	计划学时数	2
8	实验性质	必做
9	实验目的	练习采用EXCEL进行函数拟合的方法。
10	实验内容	① 处理数据； ② EXCEL绘图； ③添加趋势线及拟合公式； ④检验预报误差，并进行误差统计分析； ⑤打印计算结果。
11	实验原理	河道洪水演算
12	实验类型	1.演示性□；2.验证性□；3.综合性□；4.设计性√；5.研究性□。
13	实验者层次	本科生
14	实验仪器设备	计算机
15	实验套数	50台
16	开出时间	201709
17	教学单位名称	环境与资源学院
18	教学单位编号	64
19	实验单位名称	水利工程与地下水实验教学中心
20	实验中心编号
21	实验地名称	环境与资源学院微机室
22	实验地编号	前卫北区理化楼350
23	一次性材料品名	实验用电、A4打印纸、硒鼓、墨盒
24	一次性材料	1元
25	面向专业	水文与水资源工程
26	实验项目卡制定人	李鸿雁
27	实验项目卡审核人	梁秀娟

水文预报(642012)实验项目卡4

1	课程名称	水文预报
2	课程编号	642012
3	实验项目名称	河道洪水预报方法比较
4	实验项目编号	64201204
5	网络实验	0
6	每组人数	1
7	计划学时数	2
8	实验性质	必做
9	实验目的	河道洪水预报方法比较评价。
10	实验内容	① 相应流量法与马斯京根法比较； ② 马斯京根法与3变量回归方程比较。
11	实验原理	河道洪水演算方法比较
12	实验类型	1.演示性□；2.验证性□；3.综合性□；4.设计性□；5.研究性√。
13	实验者层次	本科生
14	实验仪器设备	计算机
15	实验套数	50台
16	开出时间	201709
17	教学单位名称	环境与资源学院
18	教学单位编号	64
19	实验单位名称	水利工程与地下水实验教学中心
20	实验中心编号
21	实验地名称	环境与资源学院微机室
22	实验地编号	前卫北区理化楼350
23	一次性材料品名	实验用电、A4打印纸、硒鼓、墨盒
24	一次性材料	1元
25	面向专业	水文与水资源工程
26	实验项目卡制定人	李鸿雁
27	实验项目卡审核人	梁秀娟

水文预报(642012)实验项目卡5

1	课程名称	水文预报
2	课程编号	642012
3	实验项目名称	MATLAB编程练习2
4	实验项目编号	64201205
5	网络实验	0
6	每组人数	1
7	计划学时数	2
8	实验性质	必做
9	实验目的	① 熟悉MATLAB语句和命令、数学工具函数和绘图工具函数； ② 掌握一般计算机编程技巧。
10	实验内容	一、降序排列程序设计 ①从1-1000，随机生成100个整数； ②将随机生成的100个整数按从大到小排序； ③打印源程序和计算结果。二、P-III曲线绘图 ①采用白城地区20年降雨数据计算统计参数； ②根据统计参数计算并绘制P-III曲线； ③打印源程序和计算结果。
11	实验原理	一、MatlaB编程；二、P-III曲线
12	实验类型	1.演示性□；2.验证性□；3.综合性□；4.设计性√；5.研究性□。
13	实验者层次	本科生
14	实验仪器设备	计算机
15	实验套数	50台
16	开出时间	201709
17	教学单位名称	环境与资源学院
18	教学单位编号	64
19	实验单位名称	水利工程与地下水实验教学中心
20	实验中心编号
21	实验地名称	环境与资源学院微机室
22	实验地编号	前卫北区理化楼350
23	一次性材料品名	实验用电、A4打印纸、硒鼓、墨盒
24	一次性材料	1元
25	面向专业	水文与水资源工程
26	实验项目卡制定人	李鸿雁
27	实验项目卡审核人	梁秀娟

水文预报(642012)实验项目卡6

1	课程名称	水文预报
2	课程编号	642012
3	实验项目名称	白城地区降水保证率计算
4	实验项目编号	64201206
5	网络实验	0
6	每组人数	1
7	计划学时数	2
8	实验性质	必做
9	实验目的	①熟练掌握EXCEL一般应用技巧； ②熟练掌握水文频率计算的方法和步骤。
10	实验内容	一、降雨资料处理采用EXCEL计算水文统计参数：、、二、水文频率计算程序编写 ①基于MatlAB编写水文频率计算程序； ②练习参数调整原则和方法； ③ 适线调整，并推求不同保证率（25%、50%、75%和95%）下的水文设计变量；三、计算结果的合理性检验，并提交计算结果。
11	实验原理	一、MatlAB函数计算；二、MatlAB编程
12	实验类型	1.演示性□；2.验证性□；3.综合性√；4.设计性□；5.研究性□。
13	实验者层次	本科生
14	实验仪器设备	计算机
15	实验套数	50台
16	开出时间	201709
17	教学单位名称	环境与资源学
18	教学单位编号	64
19	实验单位名称	水利工程与地下水实验教学中心
20	实验中心编号
21	实验地名称	环境与资源学院微机室
22	实验地编号	前卫北区理化楼350
23	一次性材料品名	实验用电、A4打印纸、硒鼓、墨盒
24	一次性材料	1元
25	面向专业	水文与水资源工程
26	实验项目卡制定人	李鸿雁
27	实验项目卡审核人	梁秀娟

水文预报(642012)实验项目卡7

1	课程名称	水文预报
2	课程编号	642012
3	实验项目名称	蓄满产流模型
4	实验项目编号	64201207
5	网络实验	0
6	每组人数	1
7	计划学时数	2
8	实验性质	必做
9	实验目的	① 掌握蓄满产流模型的运行过程、输入文件的整理、输出文件的格式设定； ② 掌握蓄满产流模型参数率定方法； ③ 掌握蓄满产流模型计算及结果分析。
10	实验内容	①读蓄满产流模型程序，标注核心程序段的功能； ②根据输入格式要求，编写输入文件； ③进行模型参数选择和率定； ④整理输出计算结果。
11	实验原理	蓄满产流模型
12	实验类型	1.演示性□；2.验证性√；3.综合性□；4.设计性□；5.研究性□。
13	实验者层次	本科生
14	实验仪器设备	计算机
15	实验套数	50台
16	开出时间	201709
17	教学单位名称	环境与资源学院
18	教学单位编号	64
19	实验单位名称	水利工程与地下水实验教学中心
20	实验中心编号
21	实验地名称	环境与资源学院微机室
22	实验地编号	前卫北区理化楼350
23	一次性材料品名	实验用电、A4打印纸、硒鼓、墨盒
24	一次性材料	1元
25	面向专业	水文与水资源工程
26	实验项目卡制定人	李鸿雁
27	实验项目卡审核人	梁秀娟

水文预报(642012)实验项目卡8

1	课程名称	水文预报
2	课程编号	642012
3	实验项目名称	超渗产流模型
4	实验项目编号	64201208
5	网络实验	0
6	每组人数	1
7	计划学时数	2
8	实验性质	必做
9	实验目的	① 掌握超渗产流模型的运行过程、输入文件的整理、输出文件的格式设定； ② 掌握超渗模型参数率定的方法； ③掌握超渗产流模型计算及结果分析。
10	实验内容	①读超渗产流模型程序，标注核心程序段的功能； ②根据输入格式要求，编写输入文件； ③进行超渗模型参数选择和率定； ④整理输出计算结果。
11	实验原理	超渗产流模型
12	实验类型	1.演示性□；2.验证性√；3.综合性□；4.设计性□；5.研究性□。
13	实验者层次	本科生
14	实验仪器设备	计算机
15	实验套数	50台
16	开出时间	201709
17	教学单位名称	环境与资源学院
18	教学单位编号	64
19	实验单位名称	水利工程与地下水实验教学中心
20	实验中心编号
21	实验地名称	环境与资源学院微机室
22	实验地编号	前卫北区理化楼350
23	一次性材料品名	实验用电、A4打印纸、硒鼓、墨盒
24	一次性材料	1元
25	面向专业	水文与水资源工程
26	实验项目卡制定人	李鸿雁
27	实验项目卡审核人	梁秀娟

水文预报(642012)实验项目卡9

1	课程名称	水文预报
2	课程编号	642012
3	实验项目名称	蒸散发模型
4	实验项目编号	64201209
5	网络实验	0
6	每组人数	1
7	计划学时数	2
8	实验性质	必做
9	实验目的	① 掌握蒸发模型的运行过程、输入文件的整理、输出文件的格式设定； ② 掌握蒸发模型参数率定的方法。
10	实验内容	①读蒸发模型程序，标注核心程序段的功能； ②根据输入格式要求，编写输入文件； ③计算并、整理输出文件并打印。
11	实验原理	蒸发模型
12	实验类型	1.演示性□；2.验证性√；3.综合性□；4.设计性□；5.研究性□。
13	实验者层次	本科生
14	实验仪器设备	计算机
15	实验套数	50台
16	开出时间	201709
17	教学单位名称	环境与资源学院
18	教学单位编号	64
19	实验单位名称	水利工程与地下水实验教学中心
20	实验中心编号
21	实验地名称	环境与资源学院微机室
22	实验地编号	前卫北区理化楼350
23	一次性材料品名	实验用电、A4打印纸、硒鼓、墨盒
24	一次性材料	1元
25	面向专业	水文与水资源工程
26	实验项目卡制定人	李鸿雁
27	实验项目卡审核人	梁秀娟

水文预报(642012)实验项目卡10

1	课程名称	水文预报
2	课程编号	642012
3	实验项目名称	单位线汇流计算程序编写
4	实验项目编号	64201210
5	网络实验	0
6	每组人数	1
7	计划学时数	2
8	实验性质	必做
9	实验目的	①掌握地面径流单位线汇流计算方法； ②基于MatlAB编写单位线汇流计算程序。
10	实验内容	①已知单位线和净雨过程，求流域出口断面流量过程。 ②先用Excel计算，然后编程计算，比较两个结果是否一致。
11	实验原理	汇流计算
12	实验类型	1.演示性□；2.验证性□；3.综合性□；4.设计性√；5.研究性□。
13	实验者层次	本科生
14	实验仪器设备	计算机
15	实验套数	50台
16	开出时间	201709
17	教学单位名称	环境与资源学院
18	教学单位编号	64
19	实验单位名称	水利工程与地下水实验教学中心
20	实验中心编号
21	实验地名称	环境与资源学院微机室
22	实验地编号	前卫北区理化楼350
23	一次性材料品名	实验用电、A4打印纸、硒鼓、墨盒
24	一次性材料	1元
25	面向专业	水文与水资源工程
26	实验项目卡制定人	李鸿雁
27	实验项目卡审核人	梁秀娟

水文预报(642012)实验项目卡11

1	课程名称	水文预报
2	课程编号	642012
3	实验项目名称	单位线推求程序编写
4	实验项目编号	64201211
5	网络实验	0
6	每组人数	1
7	计划学时数	2
8	实验性质	必做
9	实验目的	①掌握单位线推求方法； ②基于MatlAB编写单位线推求程序。
10	实验内容	①已知净雨过程和流域出口断面流量过程，推求单位线； ②编程计算，并提交源程序和计算结果。
11	实验原理	单位线推求
12	实验类型	1.演示性□；2.验证性□；3.综合性□；4.设计性√；5.研究性□。
13	实验者层次	本科生
14	实验仪器设备	计算机
15	实验套数	50台
16	开出时间	201709
17	教学单位名称	环境与资源学院
18	教学单位编号	64
19	实验单位名称	水利工程与地下水实验教学中心
20	实验中心编号
21	实验地名称	环境与资源学院微机室
22	实验地编号	前卫北区理化楼350
23	一次性材料品名	实验用电、A4打印纸、硒鼓、墨盒
24	一次性材料	1元
25	面向专业	水文与水资源工程
26	实验项目卡制定人	李鸿雁
27	实验项目卡审核人	梁秀娟

水文预报(642012)实验项目卡12

1	课程名称	水文预报
2	课程编号	642012
3	实验项目名称	分布式模型SWAT演示
4	实验项目编号	64201212
5	网络实验	0
6	每组人数	1
7	计划学时数	2
8	实验性质	必做
9	实验目的	① 掌握分布式模型工作原理； ② 掌握分布式模型参数率定方法；
10	实验内容	①DEM数据读入与流域划分； ②土地利用数据和土壤类型数据读入； ③降雨径流计算模拟。
11	实验原理	SWAT模型
12	实验类型	1.演示性√；2.验证性□；3.综合性□；4.设计性□；5.研究性□。
13	实验者层次	本科生
14	实验仪器设备	计算机
15	实验套数	2班
16	开出时间	201709
17	教学单位名称	环境与资源学院
18	教学单位编号	64
19	实验单位名称	水利工程与地下水实验教学中心
20	实验中心编号
21	实验地名称	环境与资源学院微机室
22	实验地编号	前卫北区理化楼350
23	一次性材料品名	实验用电
24	一次性材料	0元
25	面向专业	水文与水资源工程
26	实验项目卡制定人	李鸿雁
27	实验项目卡审核人	梁秀娟