堰流水力分析单元设计

1、职业教育水利水电建筑工程专业水力分析与计算堰流水力分析教学设计水力分析与计算项目组2015年3月1 教案头单元名称堰流水力分析学时2项目名称堰流水力分析与计算学习型工作任务堰流水力分析教学地点多媒体教室学生角色设计辅助人员教学目标知识目标技能目标行为目标（1）堰流的概念；（2）堰流的水力计算公式及影响因素分析；（1）理解堰流基本概念、能区分堰的类型及判别；（2）能判断堰流的类型；（3）能正确选择计算公式。（1）课前自觉主动总结水面线有关知识；预习有关堰流知识；提出问题；（2）具有独立分析问题、解决问题的能力。能力训练任务及案例实训项目水利枢纽资料分析，河岸式溢洪道堰流资料分析。教学重点教学难点

2、教学重点（1）正确进行堰流水力分析；（2）正确选用堰流的计算公式。教学难点（1）正确进行水流分析；（2）正确选用堰公式。教学方法、手段项目导向、任务驱动、案例分析、仿真教学、多媒体演示、边讲边练等教学方法。教学手段有多媒体、水利仿真实训基地、录像等。教学组织根据项目任务，教师结合工程案例讲授堰流基本概念、类型及判别等基础知识，使学生明确工作任务。学生分组进行基础知识练习，查阅、收集有关堰闸资料，参考水力计算手册，提出问题，教师指导。对此过程进行学生自评、互评，教师评价。根据段村水库资料，布置新的工作任务。教学条件录像片、多媒体教室。作 业（1）教材项目六思考题（1）、（2）；（2）预习宽顶堰流

3、水力计算。备 注案例用河岸溢洪道堰资料，任务用段村水利枢纽资料2 教学实施【要求学生课前准备】根据学习水面线的有关知识进行整理、总结。通过收集资料，了解堰流的有关概念、提出问题。【步骤1】总结水面线的有关内容、概念、成果及存在问题。教学地点教师任务学生任务教学条件提交成果时间（分钟）多媒体教室根据水面线的有关问题，进行提问。总结水面线的主要内容、存在问题多媒体教室有关水面线知识的总结20教学内容及要求（计划提问23个小组，56）（1）分析与计算水面线的意义、在工程中的具体应用？（2）水面线分析与计算的依据、公式；（3）水面线的类型，水面线计算的类型。（4）堰流的定义（5）堰流类型？实际工程里所

4、见到的？要求学生根据课前收集资料准备回答问题，（以小组集体回答，或个人回答）。提交单元成果，小组提交一份，或个人提交一份。【步骤2】播放录像。教学地点教师任务学生任务教学条件提交成果时间（分钟）多媒体教室播放堰流现象的录像观看录像多媒体20教学内容及要求通过录像演示堰的水流现象、堰流的概念、分类、判别方法等。使学生对堰流现象有一个初步的认识。【步骤3】根据录像导出堰闸的基本概念及堰闸所要解决的问题教学地点教师任务学生任务教学条件提交成果时间（分钟）多媒体教室讲授堰基本知识学习堰基本知识20教学内容及要求（1）堰流的概念及判别（2）影响堰流因素分析：堰上水头、堰顶厚度、堰高、进口形式等（3）堰流

5、的计算公式影响因素分析：通过分析，讲解堰流的类型，不同堰型的影响因素计算方法。（6）介绍工程实例，提出堰流需要水力计算的内容、任务；某水库修建一带胸墙的河岸式溢洪道，溢洪道控制段上为宽顶堰，宽顶堰上用弧形闸门控制泄流量。溢洪道共三孔，每孔净宽b=10米，闸墩墩头为半圆形，墩厚d=2米，翼墙为八字形，底宽b=34米，边坡系数m=1.5，闸上游设有引渠段，断面为梯形，闸底版高程为1=30米，前沿为圆弧行，胸墙底部为圆弧形，圆弧半径为r=0.53米。墙底高程为2=38.0米，闸门圆弧半径为R=7.5米。门轴高程为3=38.0米，闸后接第一段斜坡，底坡i1=0.01，长度为l1=100米，底宽为b=3

6、4米，第一斜坡段后接第二斜坡段，i2=0.05，长度为l2=40米，底宽b由34米变为30米，为渐变段，上述二斜坡段的横断面均为矩形断面，溢洪道用混凝土浇筑，糙率n=0.014，水库设计洪水位为Z设=42.07米，校核洪水位为Z校=42.40米，溢洪道下游水深与流量的关系曲线。在上述案例中要解决的问题为：当闸门全开的条件下1.修建溢洪道的目的是什么？溢洪道的泄流量与库水位有没有关系，若有，有什么样关系？能否建立库水位与溢洪道的流量关系曲线；2.溢洪道边墙高度根据什么确定？不同库水位时溢洪道的边墙高度是否相同？和溢洪道的水面线有无关系？能否绘制库水位为设计洪水位时的溢洪道水面曲线；溢洪道泄洪后，

7、下游是否需要进行消能？若需要，采取什么样的消能措施？在本案例中，溢洪道上设置有弧形闸门，当水位超过设计水位时开闸泄水。泄流量满足不满足要求，怎么验算？泄洪洞需要泄洪时，也要开闸泄水，泄流量是否满足要求？提出问题。提出堰流水力计算主要内容；使学生明确堰流的水力计算内容就是要确定：堰的泄流量（或过水能力）Q、净过水宽度B、堰上作用水头H。要求学生理解堰流的基本概念，会判别堰的水流现象，会区分不同堰的类型，明确堰流的计算内容。【步骤4】建立堰流水力计算公式教学地点教师任务学生任务教学条件提交成果时间（分钟）多媒体教室用能量方程建立堰流计算公式能用能量方程建立堰流计算公式练习成果20教学内容及要求（1

8、）由能量方程建立堰泄流的计算公式；（2）确定堰流的计算内容与任务；（3）基本知识练习（可以在课下完成）。要求学生能用能量方程导出堰流计算公式，课堂上提问；会初步用堰流公式进行相关计算。【步骤5】介绍河岸式溢洪道堰闸基本资料，进行分析提出问题，学生分组进行资料分析练习。教学地点教师任务学生任务教学条件提交成果时间（分钟）多媒体教室介绍工程基本资料，提出问题，需储备的知识。分组进行资料分析，提出初步思路。案例分析资料10教学内容及要求（1）介绍河岸式溢洪道堰闸资料；（2）进行案例分析；（3）提出问题；（4）学生分组讨论、研究制定完成任务的实施方案，在此过程中，教师进行答疑指导。要求学生按小组提交资料分析成果，并且学生进行自评、互评。【步骤6】布置任务，点评总结。（采用河岸式溢洪道堰闸资料，对工程资料进行分析，提出需要解决的问题。）教学地点教师任务学生任务教学条件提交成果时间（分钟）多媒体教室点评学生小组成果，布置任务完善成果，根据案例，分析资料，提出所要解决的问题。任务实施方案、思路、需储备的知识。10教学内容及要求任务一：（1）堰流有哪些特点？如何判别？采