自考08273水力学与桥涵水文考试大纲（2025年版）

湖南省高等教育自学考试课 程考 试大 纲水力学与桥涵水文 （课程代码：08273） 湖南省教育考试院组编 2025 年 6 月高等教育自学考试课程考试大纲课程名称：水力学与桥涵水文课程代码：08273

第一部分

课程性质与目标

一、课程性质与特点

水力学与桥涵水文是高等教育自学考试道路与桥梁工程技术专业的选考课程，是道路与桥梁工程技术专业的专业基础课程。是为了培养和检验考生对于水力学与桥涵水文的基本知识和基本技能而设置的一门专业课程。在道路与桥梁工程的规划设计及管理工作中，涉及各种水文水力要素及桥面高程、 桥孔长度、墩台冲刷等的分析计算，相关专业的考生了解和掌握基本的水力学与桥涵水文知识十分必要。本课程注重基础理论与基本概念，理论联系实际，指导工程实际应用， 注重在不同资料条件下各种水文要素设计值的推求原理与方法。通过本课程的学习，考生应对水力学与桥涵水文知识有一个基本了解，同时为进一步学习后续专业课程奠定坚实基础。

二、课程目标与基本

要求（一）课程目标：通过本课程的学习，使考生能够掌握桥涵水文的基本概念和基本原理，能够应用桥涵水文的基本原理和方法对道路桥梁工程中各类水文要素进行基本的分析计算，培养考生独立分析和解决水文问题的能力。

（二）基本要求：

1.了解水静力学与水动力学的基础知识，掌握连续性方程、能量方程、动量方程的原理与方法；

2.了解水流阻力与水头损失的计算方法；

3.掌握明渠均匀流基本问题的水力计算；

4.熟悉水文学的研究方法，了解径流形成过程及其影响因素，掌握水位、流量等常见水文要素的测量方法；

5.掌握水文统计的基本原理与方法，熟悉统计参数、频率曲线、相关系数的物理意义，掌握有资料与无资料条件下桥位断面设计流量与设计水位的推算方法；

6.掌握桥面高程、桥孔长度的计算方法；

7.了解桥梁墩台冲刷的原理和方法。

三、与本专业其他课程的关系

本课程是道路与桥梁工程技术专业的专业基础课，其先修课程为工程测量、高等数学（工专）等，后续课程为桥梁工程概论、道路勘测设计、路基路面工程等。本课程的主要内容为水文数据的统计分析，因此掌握测量学、概率论与数理统计的基础知识是学习本课程的前提条件。路基高程、桥面工程、桥孔长度、墩台冲刷等都直接受设计流量、 设计水位的影响，因此在学习道路勘测设计、桥梁工程等专业课时必须具备水力学与桥涵水文的基础知识。

第二部分考核内容与考核目标

第一章 绪论

通过本章的学习，了解水力学与桥涵的性质与任务，了解水力学的研究方法，熟悉液体的主要物理性质，为进入以后各章具体内容的学习提供必要引导。重点是了解桥涵水文的性质与任务，理解液体的主要物理性质。

（一）水力学的研究方法（一般）识记：水力学与桥涵水文的研究任务理解：理论分析方法、试验方法、数值计算法（二）液体的主要物理性质（次重点）识记：质量和密度、重力和重度理解：1.易流动性和黏滞性、压缩性

2.气化特性和表面张力（三）作用在液体上的力（次重点）识记：质量力、表面力理解：作用在液体上的力的分类

第二章 水静力学基础

沿江路堤、围堰、闸坝、桥墩等设计都需要计算水压力。通过本章的学习，了解液体在静止状态下的平衡规律及其应用，了解静水压强及其特性与分布规律，掌握重力作用下水静力学基本方程，了解点压强的测量方法，掌握作用在平面壁、曲面壁上静水总压力的计算方法。

（一）静水压强（重点）识记：1.压强

2.等压面

3.绝对压强、相对压强

4.真空值

理解：1.静水压强的特性

2.水静力学基本方程

3.水静力学基本方程的几何意义

4.水静力学基本方程的水力学意义

5.水静力学基本方程的能量意义应用：1.帕斯卡原理

2.压强分布图的绘制（二）静水总压力计算（次重点）识记：总压力、浮力理解：静水总压力的三要素应用：作用在平面壁和曲面壁上的静水总压力（三）点压强测量（一般）识记：测量压强的仪器：测压管、水银测压计、低压测压计、水银压差计、金属压力表理解：测量压强的仪器使用原理

第三章 水动力学基础

管道、河道、渠道中的水流以及桥墩周围的水流都与运动的水体有关，都需要研究液体在流场中压强和流速的分布规律。通过本章的学习，了解描述液体运动的两种方法， 掌握恒定总流的连续性方程、能量方程、动量方程的原理与应用方法。

本章难点是：恒定流三大方程原理及其应用。

（一）液体运动的描述方法（一般）识记：流场、液体流速的分类、水动力学的基本任务理解：拉格朗日法、欧拉法（二）欧拉法的基本概念（次重点）识记：1.流线、流管、流股、过水断面

2.元流、总流、流量、断面平均流速

3.恒定流、非恒定流、均匀流、非均匀流、有压流、无压流理解：1.流线的特性

2.渐变流和急变流的压强分布特性应用：断面平均流速计算（三） 恒定流总流三大方程（重点）识记：1.连续性方程

2.能量方程

3.动量方程

4.理想液体

5.实际液体

6.能量方程的应用条件

7.动量方程应用要点理解：1.连续性方程、能量方程、动量方程

2.毕托管测流

应用：1.恒定总流的连续性方程的原理与应用方法

2.恒定总流的能量方程的原理与应用方法

3.恒定总流的动量方程的原理与应用方法

第四章 水流阻力与水头损失在能量方程的实际

应用中，需要确定水头损失。通过本章的学习，掌握沿程水头损失的产生原因与计算方法，了解局部水头损失的确定方法。

（一）水头损失类型、液体运动的形态（重点）识记：1.水流阻力

2.水头损失

3.沿程阻力

4.局部阻力

5.层流

6.紊流

理解：1.雷诺实验

2.雷诺数

应用：水流流态的判别（二）沿程水头损失、及圆管沿程阻力系数（次重点）识记：量纲、谢才公式、沿程水头损失理解：均匀流基本方程、尼古拉兹试验应用：圆管层流和紊流沿程阻力系数计算（三）局部水头损失计算（一般）识记：局部水头损失、局部阻力系数理解：局部水头损失对水流运动的影响

第五章 有压管流与孔口、管嘴出流在实际工程的

应用中水力计算问题各种各样。通过本章的学习，能联合运用连续性方程、能量方程、水流阻力和水头损失规律进行有压管流和孔口出流的水力计算。

（一）有压管流（次重点）识记：有压管流、孔口出流、管嘴出流、有压管路、湿周、简单管路、复杂管路、长管、短管理解：短管自由出流、短管淹没出流

第六章 明渠水流

河渠中的水流运动称为明渠水流，其过水断面上的两大问题为水深和流速，明渠水流沿程剖面的自由表面线称为水面线，它是明渠非均匀流水力计算的基本问题，对于道路、桥梁等工程的设计很有实际意义。通过本章的学习，掌握明渠均匀流基本问题的求解方法，了解明渠非均匀流的水力现象及其求解方法。

本章难点是：明渠均匀流水力计算。

（一）明渠几何特征、明渠均匀流特性（次重点）识记：1.明渠水流、明渠断面水力要素

2.棱柱形渠道、非棱柱形渠道

3.渠道容许流速

理解：1.按底坡几何特征，明渠的分类

2.明渠均匀流的水力特性

3.明渠均匀流产生的条件应用：明渠底坡的判定（二）明渠均匀流水力计算（重点）识记：1.水力最佳断面

2.单式断面、复式断面理解：1.明渠均匀流基本公式

2.复式断面明渠的水力特性应用：明渠均匀流水力计算基本问题的求解（三）明渠非均匀流（一般）识记：壅水曲线、降水曲线 、水跌现象、水跃现象理解：弗汝德数、临界水深、明渠三种水流状态的水力特性

第七章 堰流、闸孔出流及泄水建筑物下游的衔接与消能

第八章 渗流

液体在多孔介质中的流动称为渗流，道路、桥梁工程等各方面渗流计算都有重要意义，例如井、围堰施工等都需要研究渗流问题。通过本章的学习，主要了解重力水的渗流规律。

（一）渗流的达西定律（一般）识记：透水性、给水度、孔隙率、恒定渗流理解：达西定律及其应用范围（二）无压恒定渐变渗流（一般）识记：浸润面、浸润线、渗流水深理解：浸润线的基本特性、浸润线的类型

第九章 河流概论

河流与流域的自然条件、径流形成的一般原理是工程水文重要的基础部分，在水利水电与港航工程的规划设计时都要收集河流与流域的基本资料，要了解洪水或枯水变化的基本规律，以使得工程设计更加科学合理，工程投入运营后发挥最佳的社会效益和经济效益。通过本章的学习，了解水文学、河流与流域的概念，熟悉桥涵水文的研究方法及水文资料的观测收集方法，了解泥沙运动的基本知识。

（一）水文现象的特点、桥涵水文的研究方法（重点）识记：1.水圈

2.水文循环

3.水文现象

4.径流、地表径流、地下径流理解：1.水文现象的特点

2.桥涵水文的三种研究方法（二）河流、流域、河川径流（重点）识记：1.干流、支流、深泓线、河流分段

2.河流基本特征

3.流域、闭合流域、非闭合流域

4.流域长度、流域面积

5.流域的自然地理特征

6.河川径流、径流量

7.降水三要素

8.入渗、入渗率

理解：1.径流的形成过程

2.河川径流的主要影响因素应用：径流量相关参数的计算（流量、径流总量、径流模数、径流深度、径流系数）

（三）泥沙运动（次重点）识记：1.悬移质、推移质、床沙

2.含沙量、输沙率、挟沙力

3.河床粗化、起动流速、沙波运动

4.河相关系、造床流量理解：泥沙的几何特征、河床演变的影响因素（四）河川水文资料的收集与整理方法（一般）识记：水位、水位观测仪器理解：水位观测方法、断面测量、流速测量

第十章水文统计的基本原理与方法道路与桥梁工程技术专业水文计算的任务是为道路、桥梁等工程提供设计流量或设计水位，为桥涵水文计算提供设计依据。通过本章学习，让学生了解随机变量的概念及其概率分布，掌握及理解随机变量的分布参数，以及在水文数据中的物理意义。了解掌握几种常见的概率分布曲线及其应用、重现期的概念；掌握统计参数估计方法及抽样误差。掌握绘制累计频率曲线的目估适线法，了解相关分析的运用。

本章的难点：P-

Ⅲ型分布曲线的运用，重现期概念，特大洪水重现期的确定

（一）水文统计的基本概念（次重点）识记：1.概率、频率、总体、样本

2.连续性随机变量、离散型随机变量理解：1.样本和总体的关系 、频率和几率的关系

2.抽样误差

应用：频率的计算

（二）频率曲线（重点）识记：1.随机变量的统计参数

2.P-

Ⅲ型分布曲线

3.统计参数对理论频率曲线的影响理解：1.重现期、累积频率

2.水文计算资料的审查内容

3.水文资料的选样方法

4.频率密度函数

5.频率分布函数

6.经验频率曲线的计算步骤

7.水文现象中离差系数反应的物理意义

8.求矩适线法的步骤应用：1.重现期和累积频率的关系转化

2.根据变量数据计算参数

3.根据参数查表进行频率计算

4.特大洪水重现期的确定（三）相关分析（次重点）识记：相关关系的概念、完全相关、零相关、统计相关理解：简单相关、复相关应用：相关系数的计算以及相关方程的建立和应用

第十一章桥涵设计流量及水位推算桥梁、涵洞等土木工程的建设，必须考虑在未来运营期间将面临的洪水威胁，常需采取一些工程措施，比如疏浚险滩、整治河槽、修建导流坝等，设计洪峰流量是桥涵孔径、墩台冲刷计算的基本依据，设计洪水位则是桥面高程、桥头路堤堤顶高程等的设计依据，这些工程的设计施工都需要推求设计流量及水位。通过本章的学习，考生应掌握公路与桥涵工程中设计流量及水位的推求方法。

（一）设计流量计算（次重点）识记：1.设计洪水及洪水三要素

2.洪水调查方法

理解：洪水调查工作的主要内容（二）桥位断面设计流量和设计水位推算（一般）识记：桥位断面设计流量、桥位断面设计水位理解：桥位断面设计流量和水位与水文站处的设计水位和流量的关系

第十二章大中桥位勘测设计跨越江河的桥梁设计工作主要有桥位选择与桥孔布置、桥孔长度与桥面高程、 墩台冲刷、桥头引道和调治建筑物的布置等。通过本章的学习，考生应熟悉桥位选择的各种要求与桥位勘测的基本内容，了解桥涵布置的一般规定，掌握桥孔长度、桥面高程的计算方法。

本章难点是：大中桥孔计算和桥面高程计算。

（一）大中桥孔计算、桥面高程计算（重点）识记：1.桥孔长度、桥孔净长

2.桥面高程

3.桥前最大壅水高度

4.桥下最大壅水高度

5.水拱现象

6.河弯横比降超高

理解：1.桥位河段水流图式

2.大中桥桥孔布设原则

3.桥面高程的影响因素应用：1.非通航河流桥面最低高程的计算

2.通航河流桥面最低高程的计算（二）调治构造物（一般）识记：调治构造物分类、导流堤、丁坝理解：调治构造物的作用

第十三章桥梁墩台冲刷计算桥梁墩台冲刷计算是确定墩台基础埋深的重要依据，冲刷计算是否正确合理将直接影响到桥梁的使用安全。通过本章的学习，考生应熟悉桥梁墩台冲刷的影响因素及一般冲刷与局部冲刷深度的计算方法，掌握最低冲刷线及墩台基底高程的确定方法。

（一） 桥梁墩台冲刷（次重点）识记：1. 自然演变冲刷、桥下断面一般冲刷、墩台局部冲刷

2. 床沙起冲流速、床沙启动流速、冲止流速

3. 墩台的局部冲刷深度理解：桥下河槽最低冲刷线

第十四章 小桥涵勘测设计

第十五章 相似原理与量纲分析方法

第三部分

有关说明与实施要求

一、考核的能力层次表述

本大纲在考核目标中，按照“识记”“理解”“应用”三个能力层次规定其应达到的能力层次要求。各能力层次为递进等级关系，后者必须建立在前者的基础上，其含义是：识记：能知道有关的名词、概念、知识的含义，并能正确认识和表述，是低层次的要求。

理解：在识记的基础上，能全面把握基本概念、基本原理、基本方法，能掌握有关概念、原理、方法的区别与联系，是较高层次的要求。

应用：在理解的基础上，能运用基本概念、基本原理、基本方法联系学过的多个知识点分析和解决有关的理论问题和实际问题，是最高层次的要求。

二、教材

1．指定教材：《水力学与桥涵水文》，叶镇国，人民交通出版社，2019 年第 3 版

2．参考教材：《水力学》，孙东坡、丁新求，黄河水利出版社，2016 年第 2 版《桥涵水文》，高冬关，人民交通出版社，2022 年第 6 版

三、

自学方法指导

1．在开始阅读指定教材某一章之前，先翻阅大纲中有关这一章的考核知识点及对知识点的能力层次要求和考核目标，以便在阅读教材时做到心中有数，有的放矢。

2．阅读教材时，要逐段细读，逐句推敲，集中精力，吃透每一个知识点，对基本概念必须深刻理解，对基本理论必须彻底弄清，对基本方法必须牢固掌握。

3．在自学过程中，既要思考问题，也要做好阅读笔记，把教材中的基本概念、原理、方法等加以整理，这可从中加深对问题的认知、理解和记忆，以利于突出重点，并涵盖整个内容，可以不断提高自学能力。

4．完成书后作业和适当的辅导练习是理解、消化和巩固所学知识，培养分析问题、解决问题及提高能力的重要环节，在做练习之前，应认真阅读教材，按考核目标所要求的不同层次，掌握教材内容，在练习过程中对所学知识进行合理的回顾与发挥，注重理论联系实际和具体问题具体分析，解题时应注意培养逻辑性，针对问题围绕相关知识点进行层次（步骤）分明的论述或推导，明确各层次（步骤）间的逻辑关系。

四、对社会助学的要求

1．应熟知考试大纲对课程提出的总要求和各章的知识点。

2．应掌握各知识点要求达到的能力层次，并深刻理解对各知识点的考核目标。

3．辅导时，应以考试大纲为依据，指定的教材为基础，不要随意增删内容，以免与大纲脱节。

4．辅导时，应对学习方法进行指导，宜提倡“认真阅读教材，刻苦钻研教材，主动争取帮助，依靠自己学通”的方法。

5．辅导时，要注意突出重点，对考生提出的问题，不要有问即答，要积极启发引导。

6．注意对考生能力的培养，特别是自学能力的培养，要引导考生逐步学会独立学习，在自学过程中善于提出问题，分析问题，做出判断，解决问题。

7．要使考生了解试题的难易与能力层次高低两者不完全是一回事，在各个能力层次中会存在着不同难度的试题。

8．助学学时：本课程共 4 学分，建议总课时 72 学时，其中助学课时分配如下：

章次章节名称学时

第一章

绪论

第二章

水静力学基础

第三章

水动力学基础

第四章

水流阻力与水头损失

第五章

有压管流与孔口、管嘴出流

第六章

明渠水流

第七章

堰流、闸孔出流

第八章

渗流

第九章

河流概论

第十章

水文统计的基本原理与方法

第十一章

桥涵设计流量及水位推算

第十二章

大中桥位勘测设计

第十三章

桥梁墩台冲刷计算

第十四章

小桥勘测设计

第十五章

相似原理与量纲分析方法合计

五、关于命题考试的若干规定

1．本大纲各章所提到的内容和考核目标都是考试内容。试题覆盖到章，适当突出重点。

2．试卷中对不同能力层次的试题比例大致是：“识记”为 30%、“理解”为 40%、“应用”为 30 %。

3．试题难易程度应合理：容易、中等、难比例为 3：4：3。

4．每份试卷中，各类考核点所占比例约为：重点占 60%，次重点占 30%，一般占10%。

5．试题类型一般分为：单项选择题、多项选择题、名词解释题、简答题、应用题。

6．考试采用闭卷笔试，考试时间 150 分钟，采用百分制评分，60 分合格。

六、题型示例（样题）

一、单项选择题

（本大题共 16 小题，每小题 1 分，共 16 分）在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其选出并将“答题卡” 上的相应字母涂黑。错涂、多涂或未涂均无分。

1．用来表示输沙特征的常用指标是A、输沙率、流量 B、含沙量、输沙率 C、含沙量、流量 D、输沙率、输沙量

二、多项选择题

（本大题共 5 小题，每小题 2 分，共 10 分）在每小题列出的五个备选项中至少有两个是符合题目要求的，请将其选出并将“答题卡”上的相应字母涂黑。错涂、多涂、少涂或未涂均无分。

17．水文循环的主要环节包括A．降水 B．蒸发 C．下渗 D．径流 E．灌溉

三、名词解释题

（本大题共 6 小题，每小题 3 分，共 18 分）

22．干流

四、简答题

（本大题共 6 小题，每小题 5 分，共 30 分）

28．桥涵水文的研究方法有哪些？

五、

应用题（本大题共 2 小题，每小题 13 分，共 26 分）

34．已知某流域F=100km2，多年平均年降水量X =1200mm，多年平均年径流深Y ＝600mm。

试求多年平均流量Q 、多年平均年蒸发量E 、多年平均年径流系数 、多年平均年径流模数M。