2014年硕士研究生入学考试专业课考试大纲

（市政工程给排水专业基础）

（每门课程各占50分，共150分）

第一部分  水分析化学

（一）内容

1.绪论

水分析化学的性质和任务

水分析化学的分类

水质指标和水质标准：物理指标，化学指标，水质标准。

水样保存及预处理

误差及表示方法：误差的来源，误差与准确度，偏差与精密度，提高准确度和精密度的方法。

数据处理：有效数字及其运算规则。

标准溶液：基准物质，标准溶液及浓度表示方法。

2.酸碱滴定法

水溶液中的酸碱平衡：酸碱定义，酸碱反应，溶剂的质子自递反应，酸碱强度，共轭酸碱对Ka与Kb的关系，溶剂的拉平效应和区分效应。

酸碱平衡中有关组分浓度的计算：溶液中酸碱祖分的分布，质子条件式，酸碱溶液pH值的计算。

酸碱指示剂：指示剂的作用原理，指示剂的变色范围，常用酸碱指示剂。

酸碱滴定基本原理：强碱滴定强酸的滴定曲线，强碱（酸）滴定弱酸（碱）的滴定曲线，多元酸碱的滴定。

水中碱度和酸度：碱度，酸度，碱度和游离CO₂的精确计算。

3.络合滴定法

络合平衡：络合物的稳定常数。

氨羧络合剂：无机络合剂，氨羧络合剂，EDTA的离解平衡，EDTA与金属离子的络合物及其稳定性。

外界条件对络合滴定的影响：酸效应，酸效应对络合物稳定性的影响，络合效应对络合物稳定性的影响。

络合滴定基本原理：络合滴定曲线，影响滴定突跃的主要因素，计量点pM的计算，金属指示剂。

提高络合滴定选择性方法：用控制溶液pH值的方法，用掩蔽和解蔽的方法。

络合滴定方式：直接滴定法，返滴定法，置换滴定法，间接滴定法。

EDTA标准溶液的配置和标定。

水的硬度：硬度的分类，硬度的测定，硬度的单位，天然水中硬度和碱度的关系。

4.沉淀滴定法

分步沉淀。

沉淀滴定基本原理：沉淀滴定基本原理，莫尔法。

5.氧化还原滴定法

氧化还原平衡：条件电极电位。

氧化还原反应进行的程度：氧化还原反应的平衡常数，反应进行的程度。

氧化还原反应速度：浓度的影响，温度的影响，催化剂的作用。

氧化还原反应滴定曲线：可逆氧化还原滴定曲线，计量点时的电极电位。

氧化还原反应指示剂：自身指示剂，专属指示剂，氧化还原指示剂。

高锰酸钾法：高锰酸钾的强氧化性，高锰酸钾法的滴定方式，高锰酸钾标准溶液的配置和标定，高锰酸盐指数的测定。

重铬酸钾法：重铬酸钾的特性，化学需氧量的测定。

碘量法：碘量法原理，碘量法产生误差的原因，硫代硫酸钠标准溶液的配置和标定，溶解氧，生化需氧量。

水中有机物污染综合指标：高锰酸盐指数、化学需氧量，生化需氧量，总有机碳，总需氧量。

6.吸收光谱法

吸收光谱：吸收光谱，溶液的颜色，朗伯-比尔定律。

比色法和分光光度法：比色法，分光光度法，分光光度计的结构及原理。

影响显色反应的因素。

吸收光谱定量分析方法：标准对照法，标准曲线法。

应用实例：天然水中铁的测定，水中氮素化合物的测定。

（二）基本要求

1.正确掌握或理解下列基本概念：

水质指标，水质标准，误差，偏差，有效数字，基准物，标准溶液，酸碱定义，酸碱反应，酸碱强度，共轭酸碱对，质子条件式，酸效应，络合效应，碱度，酸度，硬度，吸收光谱。

2.能理解和应用下列各种分析方法和原理：

酸碱滴定基本原理，酸碱指示剂作用原理，水中碱度和酸度的测定方法，络合滴定基本原理，提高络合滴定选择性方法，硬度的测定方法，莫尔法，水中氯化物的测定方法，高锰酸钾法，重铬酸钾法，碘量法，高锰酸盐指数、化学需氧量、生化需氧量和溶解氧的测定方法，朗伯-比尔定律，比色法，分光光度法。

3.能熟练掌握下列各种计算：

各标准溶液浓度的计算，有效数字的运算，酸碱平衡中有关组分浓度的计算，各种水质指标测定结果的计算。

（三）内容的重点、难点

1.绪论

重点：物理指标，误差及表示方法，有效数字及其运算规则，标准溶液及浓度表示方法。

难点：有效数字及其运算规则。

2.酸碱滴定法

重点：溶液中酸碱组分的分布，酸碱溶液pH值的计算，强碱（酸）滴定弱酸（碱）的滴定曲线，碱度，酸度。

难点：质子条件式，碱度。

3.络合滴定法

重点：酸效应，酸效应对络合物稳定性的影响，水的硬度。

难点：酸效应对络合物稳定性的影响，天然水中硬度和碱度的关系。

4.沉淀滴定法

重点：莫尔法。

5.氧化还原滴定法

重点：高锰酸盐指数的测定，化学需氧量的测定，碘量法原理，碘量法产生误差的原因，溶解氧，生化需氧量。

难点：生化需氧量。

6.吸收光谱法

重点：朗伯-比尔定律，影响显色反应的因素，标准曲线法。

难点：朗伯-比尔定律。

推荐教材及参考书

推荐教材：

《水分析化学》第三版          主编：黄君礼

出版社：中国建筑工业出版社

出版或修订时间： 2007

参考书：

《分析化学》                  主编：武汉大学等校

出版社：高等教育出版社

出版或修订时间：  2000

《Analytical chemistry 》        Author:  Higson, Séamus.

                           Publisher: New York: Oxford University Press,

出版或修订时间：2003.

第二部分  水力学

（一）内容

1．绪论

水力学的任务。

液体的连续介质模型。

液体的主要物理性质，内摩擦定律，理想流体模型，不可压缩流体模型。

作用在液体上的两种力：质量力和表面力。

2． 水静力学

静水压强及其特性。

重力作用下的静水压强基本公式，压强分布图，压强的计量单位及其换算，绝对压强和相对压强，真空值，测压管高度，测压管水头及真空度。

压强的测量，测压管，水银测压计，水银差压计，金属测压计。

作用在平面壁上的静水总压力。

作用在曲面壁上的静水总压力，压力体。

液体的平衡微分方程及其积分。

3．水动力学基础

描述液体运动的两种方法：拉格朗日法和欧拉法

恒定流与非恒定流，流场、流线、质点加速度。均匀流与非均匀流，流管、元流、总流，过水断面，流量，断面平均流速。

总流的连续性方程。

重力作用下理想流体元流的伯诺里方程及其物理意义与几何意义，毕托管。

实际流体元流的伯诺里方程，总水头线，测压管水头线及其坡度。

渐变流与急变流，实际流体总流的伯诺里方程及其应用条件和举例。

恒定总流的动量方程及其应用举例。

恒定总流的动量矩方程。

连续性微分方程。

液体微团的运动。

有旋流与无旋流，流速势与流函数、流网，势流叠加原理。

4．流动型态，水流阻力和水头损失

水流阻力与水头损失的两种形式: 沿程阻力和沿程水头损失,局部阻力和局部水头损失。

实际流体流动的两种形态：层流和紊流，流动形态的判别。

均匀流的沿程水头损失和基本方程，过水断面的水力要素，湿周和水力半径。

圆管中的层流运动，过水断面上的流速分布，圆管层流的水头损失，沿程阻力系数λ与雷诺数的关系。

紊流的脉动现象，运动参数时均化，紊流切应力，普兰特混合长度理论。

圆管中的紊流，圆管紊流流核与粘性底层，紊流速度分布，水力光滑管，水力粗糙管，沿程水头损失的达西公式。

尼古拉兹实验，人工粗糙管的沿程阻力系数的半经验公式，工业管道的实验曲线和λ的计算公式。

边界层理论简介，层流边界层和紊流边界层，边界层的分离。

局部水头损失发生的原因，圆管中水流突然扩大的局部水头损失，各种管路配件及明渠的局部阻力系数。

绕流阻力。

5．孔口、管嘴出流和有压管路

液体经薄壁孔口的恒定出流基本公式，收缩现象和影响收缩的因素。

管嘴恒定出流，圆柱形外管嘴的真空。

孔口的变水头出流。

短管的水力计算。

长管的水力计算，简单管路，串联管路，并联管路。

水击现象，水击压强的计算，水击危害的预防。

6．明渠流动

棱柱形渠道与非棱柱形渠道，顺坡，平坡和逆坡渠道，明渠均匀流的条件和特征。

明渠均匀流的水力计算。

无压圆管均匀流的水力计算。

明渠流动状态。

跌水与水跃。

水面曲线分析与计算。

7．堰流

堰流定义及分类。

薄壁堰、实用堰与宽顶堰。

8．渗流

渗流现象，渗流模型，达西渗流定律，渗流系数，裘布依公式。

集水廊道的水力计算，管井及大口井的水力计算，井群。

9．相似原理与量纲分析

水流运动的相似理论基础：几何相似，运动相似，动力相似，雷诺准则，佛汝德准则，欧拉准则。

模型实验：模型律的选择和模型的设计及其应用举例。

物理方程的量纲齐次性。

量纲分析法：雷利法和π定律。

（二）基本要求

1．具有本专业需要的理论基础，包括：

(2)    正确理解水力学的基本概念，如层流与紊流、雷诺数和佛汝德数等。

(3)    掌握总流的连续方程，能量方程和动量方程及其应用。

(4)    要求掌握分析水流运动的总流分析法，对量纲分析和实验相结合的方法也有一定的理解。

2. 一般较简单，本专业常见的水力问题，具有分析和计算的能力，主要包括：静水压力的计算；管道及明渠的断面尺寸和过流能力的确定；孔口过流能力以及井和集水廊道的渗流计算等。

（三）内容的重点、难点

1.      绪论

重点：内摩擦定律，理想液体模型，不可压缩液体模型。

难点：质点的概念。

2. 水静力学

重点：静水中各点压强的确定及平面和曲面上的静水总压力的计算。

难点：液体平衡微分方程建立的条件及其物理意义。

3. 水动力学理论基础

重点：恒定总流的连续方程、能量方程、动量方程的应用。

难点：液体微团的运动，流速势与流函数、流网，势流叠加原理。。

4. 流动型态，水流阻力和水头损失

重点：层流和紊流的特征及判别、阻力系数的变化规律和水头损失的计算方法。

难点：紊流流速分布的推求，沿程阻力系数的计算。

5. 孔口，管嘴出流和有压管路

重点：孔口，管嘴恒定出流和短管、长管水力计算。

难点：测压管水头线和总水头线的绘制。

6. 明渠流动

重点：明渠均匀流水力计算的三个基本问题：验算输水能力、决定底坡和断面尺寸。

难点：水面曲线分析与计算。

7. 堰流

重点：薄壁堰与宽顶堰的水力计算是重点。

难点：薄壁堰与宽顶堰的淹没标准。

8. 渗流

重点：井和集水廊道的水力计算。

难点：井群的水力计算。

9. 相似原理与量纲分析

重点：应用雷诺准则、佛汝德准则和欧拉准则解有关的模型试验问题。

难点：π定律的应用。

推荐教材及参考书

推荐教材：

《水力学》                             主编：金建华，王烽   

                                           出版社：湖南大学出版社   

出版或修订时间：2004年

参考书：

《Fundamentals of Fluid Mechanics》        主编：Bruce R. Munson等

                                       改编：邵卫云

                                           出版社：电子工业出版社

出版或修订时间：2006年

《水力学》                             主编：李大美, 杨小亭

                                           出版社：武汉大学出版社 

出版或修订时间：2004年

《水力学》                             主编：李炜，徐孝平

                                        出版社：武汉水利电力大学出版社 

出版或修订时间：2000年

《水力学解题指导及习题集》            主编：大连工学院水力学教研室

                                           出版社：高等教育出版社 

出版或修订时间：1984年

第三部分  水微生物学

（一）内容

1.原核微生物

细菌的形态和结构：细菌的外形和大小，细菌的细胞结构，革兰氏染色原理，细菌的菌落特征，细菌的命名。

放线菌的形态及作用

丝状细菌：铁细菌，硫磺细菌，球衣细菌。

蓝细菌、支原体、立克次氏体和衣原体。

2.古菌

3.真核微生物

酵母菌：酵母菌的形态，酵母菌的生理特征。

霉菌：霉菌的形态及作用。

藻类：藻类的形态及特征，藻类在给水排水工程中的作用。

原生动物：原生动物的形态及生理特征，原生动物在废水生物处理中的作用。

后生动物

4.病毒和噬菌体：病毒的形态、结构及繁殖方式。

5.微生物的生理特性

微生物的营养：微生物细胞的化学组成及生理功能，微生物的营养类型，培养基，营养物质的吸收和运输。

酶及其作用：酶及其命名和分类，酶的作用特性，酶促反应动力学。

微生物的代谢：呼吸作用的本质，微生物的呼吸类型。

环境因素对微生物的影响：物理因素、化学因素、生物因素的影响。

6.微生物的生长和遗传变异

微生物的生长繁殖：微生物生长测定方法，微生物的生长特性。

微生物的遗传和变异：微生物的遗传，微生物的变异，遗传工程。

7.微生物的生态

8.大型水生植物

9.微生物对污染物的分解与转化

10.废水生物处理中微生物的作用

活性污泥法，生物膜法，氧化塘法，厌氧消化法，生物脱氮除磷。

    11.水生植物的水质净化作用

12.水的卫生生物学

水中病源微生物

水质生物学指标

水的卫生学检验方法：大肠菌群的测定，细菌总数的测定。

13.水中有害生物的控制：病源微生物的控制，藻类的控制。

（二）基本要求

1.要求熟悉细菌的形态和细胞结构及革兰氏染色原理，熟悉丝状细菌的生理特性、原生动物的形态及生理特征、原生动物在废水生物处理中的作用，熟悉微生物的营养类型及培养基的种类，熟悉酶的作用特性及酶促反应动力学的规律。熟悉微生物的呼吸类型，熟悉微生物的生长特性，微生物的遗传，熟悉碳素循环、氮素循环。

2.熟悉下列名词：荚膜、芽孢、菌胶团、菌落、活性污泥、碳源、氮源、光能自养、光能异养、化能自养、化能异养、好氧呼吸、无氧呼吸、ATP、DNA、基因、互生关系、共生关系、拮抗关系、寄生关系，硝化作用，反硝化作用，消毒，灭菌。

3.了解放线菌、霉菌、酵母菌、藻类及病毒的形态和生理特征，了解微生物细胞的化学组成及生理功能，了解环境因素对微生物的影响，了解微生物生长测定方法，了解各种废水的生物处理方法。

（三）内容的重点、难点

1.原核微生物

重点：细菌的细胞结构，革兰氏染色原理，丝状细菌。

难点：革兰氏染色原理。

2.其它微生物

重点：原生动物的形态及生理特征，原生动物在废水生物处理中的作用。

3.微生物的生理特性

重点：微生物的营养类型，培养基，酶促反应动力学，微生物的呼吸类型。

难点：微生物的呼吸类型。

4.微生物的生长和遗传变异

重点：微生物的生长特性，微生物的遗传。

难点：微生物的变异。

5.水的卫生学

重点：大肠菌群的测定，病源微生物的去除。

难点：大肠菌群的测定

6.水体污染和废水生物处理中微生物的作用

重点：碳素循环，氮素循环，活性污泥法。

难点：氮素循环。

推荐教材及参考书

推荐教材：

《水处理生物学》第四版               主编：顾夏声等

出版社：中国建筑工业出版社   

出版或修订时间：2005

参考书：

《环境工程微生物学》第二版           主编：周群英、高廷耀

出版社：高等教育出版社 

出版或修订时间： 2000

《Instant notes in microbiology》         Author:  Nicklin, Jane.

Publisher:   北京 :科学出版社,

出版或修订时间：2003.