2021長安大學830水處理生物學及水力學研究生考試大綱 正文

830 水處理生物學及水力學
 
第一部分：水處理生物學
一、 性質和任務
市政工程（給排水科學與工程）的主要工作任務是為供給符合衛生標準的、安全的生活用水、工業用水等，還需要解決生活污水、工業廢水和雨水的排放、處理和再利用等問題。水處理微生物學是市政工程（給排水科學與工程）專業工程技術和科研人員必須掌握的的基礎知識之一。《水處理生物學》的主要任務是使學生掌握微生物學的基本知識、了解微生物的形態、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、水生動物等在水體凈化和水處理中的作用機理和規律，學習水中微生物的檢驗方法等。
二、基本要求
1、對能力培養的要求
（1）了解水中微生物的類型和一般特征；熟悉細菌、真菌、藻類、原生動物、后生動物等微生物的形態和結構；
（2）掌握細菌的生理和生長特性，了解細菌的遺傳變異；
（3）熟悉水中病原菌的基本知識及其控制方法，掌握大腸桿菌的檢測方法，了解水中病毒的特點及其檢驗方法；
（4）掌握廢水中污染物的微生物降解和轉化機制，基本掌握典型有機物的微生物降解途徑；
（5）熟悉大型水生植物、水生動物等的基本知識以及它們在水體凈化過程中的作用和在水處理生態工程技術中的應用等。
2、重點和難點
（1） 細菌的生理特性，包括細菌的營養、酶及其作用、細菌的呼吸等；
（2） 細菌的生長和遺傳變異；
（3）藻類、原生動物、后生動物以及微生物之間的關系；
（4）水的衛生細菌學，包括水中的細菌及其分布、水中病原細菌、大腸桿菌、水的衛生細菌學檢驗及其控制方法；
（5）廢水生物處理中的微生物及水體污染的指示生物。
3、教學基本內容
（1）微生物的形態和結構：
a: 原核生物的形態、結構和功能；b: 真核微生物的形態、結構和功能；c: 病毒的形態結構及繁殖方式。
（2）微生物的生理特性：
a: 微生物的營養物質及培養基；b: 微生物的營養類型；c: 營養物質進入細胞的方式；d: 微生物的能量代謝；e: 分解代謝和合成代謝的聯系；f: 微生物的代謝調節；g: 微生物純培養的分離方法及測定生長繁殖的方法；i: 微生物生長繁殖的規律；j: 影響微生物生長繁殖的因素。
（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、復壯和保藏。
（4）微生物的生態：
a: 微生物在自然界中的分布；b: 微生物個體的生態條件、種群及群落；c: 微生物與自然界物質循環的關系及在生態系統中的作用。
（5）水的衛生細菌學：
a:水中的細菌及其分布;b:水中病原細菌、大腸桿菌、水的衛生細菌學檢驗及其控制方法。
（6）廢水生物處理的微生物及水體污染的指示生物：
a:污染物的降解與轉化;b:典型有機物的生物降解途徑;c:無機元素的生物的轉化;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測方法。
（7）微生物學基礎及應用：
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原理；d: 有機固體廢棄物的生物處理原理；e: 微生物資源及其在后續能源和后續資源開發中的應用。
（8）大型水生植物水質凈化及應用：
a:水生植物種類；b:水生植物的凈化作用；c:水處理及水體修復生態工程技術。
參考書目：《水處理生物學》，中國建筑工業出版社，顧夏生，第6版
 
第二部分：水力學
一、 性質和任務
《水力學》是給排水工程專業一門重要的專業基礎課，其任務是以水為研究對象，用實驗和理論分析的方法，來研究液體平衡和機械運動規律以及如何運用這些規律來解決工程實際問題，并為專業課的學習及工程實踐和科學研究打下良好的基礎。
二、 基本要求
1、 對能力培養的要求
掌握液體運動的一般規律和有關的基本概念、基本理論，學會必要的分析計算方法和一定的實驗操作技術。
（1） 了解水力學及其任務；掌握作用于液體上的力及液體的主要物理性質。
（2） 了解靜止液體中壓強的特性；掌握液體平衡微分方程、重力作用下靜止液體中壓強的分布規律、液柱式測壓計、液體的相對平衡規律；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算。
（3） 理解液體運動的描述方法及歐拉法的基本概念；熟悉連續性方程、伯努利方程及動量方程的推導過程；熟練應用三大方程解決實際工程問題。
（4） 理解相似原理的基本理論；熟練應用模型試驗基本規律進行水力學實驗；熟練掌握量綱分析法分析實際水流運動規律。
（5） 了解水頭損失的分類及雷諾實驗與流態；掌握沿程水頭損失與切應力的關系、圓管中的層流運動、 液體的紊流運動、局部水頭損失
（6） 掌握短管的水力計算、長管的水力計算、串聯并聯管路、管網水力計算基礎、有壓管流中的水擊等問題。
（7） 掌握明渠均勻流的基本規律、棱柱形渠道的設計及無壓圓管均勻流的基本計算；熟悉明渠急變流水力現象（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算。
（8） 掌握孔口及管嘴出流的計算及適用條件；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算。
（9） 理解滲流的基本概念及滲流達西定律、掌握地下水的漸變滲流基本規律及浸潤線的定性分析與定量計算；掌握各種地下水集水構筑物的分析及產水量的計算。
2  重點和難點
（1） 液體平衡微分方程、重力作用下靜止液體中壓強的分布規律、液柱式測壓計、液體的相對平衡規律；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算。
（2） 連續性方程、伯努利方程及動量方程的推導過程；三大方程解決實際工程問題。
（3） 模型試驗相似準則；量綱分析法。
（4） 沿程水頭損失與切應力的關系、圓管中的層流運動、 液體的紊流運動、局部水頭損失。
（5） 棱柱形渠道的設計及無壓圓管均勻流的基本計算；明渠急變流水力現象（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算。
（6） 孔口及管嘴出流的計算；各種堰流在不同條件下的流量計算。
（7） 滲流達西定律、地下水的漸變滲流基本規律及浸潤線的定性分析與定量計算；各種地下水集水構筑物的分析及產水量的計算。
3  教學基本內容
（1）流體主要物理性質和流體模型概念
　 理解流體主要物理性質，特別是粘性和牛頓內摩擦定律。理解作用在流體上的力。理解連續介質、理想流體和實際流體和不可壓縮流體的概念。
（2）流體靜力學
　　理解流體靜壓強的概念及其性質。掌握流體平衡微分方程及其在相對平衡中的應用。掌握點壓強和總壓力的計算。
（3）流體動力學理論基礎
　 了解描述流體運動的兩種方法，建立流場概念。了解流體運動的微元分析法。理解連續性微分方程和歐拉方程。了解流體微團運動的基本形式。理解有勢流動和有旋流動。理解速度勢函數、流函數和流網。了解勢流疊加原理。了解納維-斯托克斯方程及其各項的物理意義。掌握流體運動的總流分析法，能綜合運用連續性方程、能量方程和動量方程計算總流問題。
（4）量綱分析和相似理論基礎
　　理解量綱分析法、力學相似概念和主要相似準則的意義及應用。
（5）流動阻力和能量損失
　 掌握流體運動的兩種形態及其判別。理解圓管中層流的運動規律。理解紊流的特征、紊流時均化概念。了解附加切應力及混合長度的概念。理解邊界層概念、邊界層分離現象及繞流阻力。理解沿程和局部能量損失的成因和阻力系數的變化規律，掌握沿程和局部能量損失的計算方法。
（6）有壓管流
掌握有壓管流的水力計算和水頭線繪制方法。掌握枝狀管網的水力計算方法。了解環狀管網的計算原理。理解水擊現象和直接水擊的計算方法。
（7）明渠恒定流
　掌握明渠均勻流產生的條件、特征及其水力計算。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、緩流態的判別。理解水躍現象及其基本方程。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用。
（9）滲流
　　掌握滲流定律及單井、集水廊道的水力計算，理解井群的計算原理。了解漸變滲流的水面線的定性分析。
參考書目：《水力學》，中國建筑工業出版社，張維佳，第2版
         

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