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《水闸》课程单元教学设计(教案)一、教案二、教学内容（一）预备知识《水工建筑物基础知识》 （二）教学内容1．闸址及闸底板高程的选择原则和方法选择闸址应考虑材料来源、对外交通、施工导流、场地布置、基坑排水、施工水电供应等条件，同时还应考虑水闸建成后工程管理维修和防汛抢险等条件。
底板高程与水闸承担的任务、泄流或引水流量、上下游水位及河床地质条件等因素有关。
2. 水闸等级划分及洪水标准水闸枢纽工程据水闸最大过闸流量及其防护对象的重要性划分等别，其等别应按SL252—2000《水利水电工程等级划分及洪水标准》；灌排渠系上的水闸，其级别可按现行《灌溉与排水工程设计规范》的规定确定。
水利水电枢纽中的水闸洪水标准按国家现行的SL252—2000的规定确定。
3. 闸孔型式的选择（1）闸室结构形式：根据水闸所承担的任务及设计要求确定。
（2）闸孔形式：根据各种形式的适用条件，选择一种较优的闸孔型式。
闸孔形式一般有宽顶堰型、低实用堰型、胸墙孔口型。
（3）判别堰的出流流态：根据淹没条件来判别是否为淹没出流。
（4）确定闸孔总净宽闸孔总净宽应根据泄流特点、下游河床地质条件和安全泄流的要求，结合闸孔孔径和孔数的选用，经技术经济比较后确定。
计算时分别对不同的水流情况，根据给定的设计流量、上下游水位和初拟的底板高程及堰型来确定。
①对于平底板水闸，当水流为堰流时计算公式 闸孔总净宽0B =gm H Q223σε单孔闸400)1(171.01ss b b b b --=ε 多孔闸 NN bz εεε+-=)1(4001171.01Z ZZ db b d b b +⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+--=ε40000221171.01b Z b Z b b d b b b d b b ++⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛++--=ε ②对于平底板水闸，当水流为孔口出流时计算公式 闸孔总净宽0'02gH h Q B e μσ=Hh e ''1εϕεμ-=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=2'111H h e λεeh r 16718.24.0=λ闸孔总净宽应根据泄流特点、下游河床地质条件和安全泄流的要求，结合闸孔孔径和孔数的选用，经技术经济比较后确定。
水闸课程设计一、引言水闸是一种用于控制水流的建筑物，广泛应用于灌溉、水利工程和航运等领域。
本课程设计将以水闸为主题，通过理论学习和实践操作，帮助学生深入了解水闸的原理、结构和运行方式，并培养学生的实践能力和创新思维。
二、教学目标1.掌握水闸的基本概念和分类；2.理解水闸的原理和结构；3.学会使用相关工具进行水闸的设计和计算；4.培养学生的团队合作能力和创新能力。
三、教学内容1. 水闸基础知识•水闸的定义和作用；•水闸的分类及其特点；•水流力学基础知识。
2. 水闸原理与结构•水闸工作原理；•不同类型水闸的结构特点；•水闸启闭机构及其工作原理。
3. 水闸设计与计算•设计参数及其确定方法；•基本设计步骤和流程；•使用相关软件进行水闸设计和计算。
4. 水闸运行与维护•水闸的运行管理；•常见故障及其排除方法；•水闸的定期检查和维护。
四、教学方法1.理论授课：通过讲解PPT和示意图，向学生介绍水闸的基本概念、原理和结构。
2.实验操作：组织学生进行水闸模型的制作和实验操作，让学生亲自体验水闸的启闭过程，并观察其工作原理。
3.计算实践：引导学生使用相关软件进行水闸设计和计算，培养他们的实践能力和解决问题的能力。
4.小组讨论：组织学生分成小组，共同研究解决水闸设计中遇到的问题，培养他们的团队合作精神和创新思维。
五、教学评价1.平时成绩占比：理论知识考试（30%）、实验报告（20%）、计算作业（20%）；2.期末成绩占比：设计报告（30%）。
六、教材及参考资料1.教材：–《水利水电工程水闸设计与计算》–《水利工程设计手册》2.参考资料：–《水利工程设计规范》–《水利工程施工与管理》七、教学进度安排教学内容学时安排备注水闸基础知识2学时水闸原理与结构4学时水闸设计与计算6学时水闸运行与维护2学时实验操作及计算实践4学时需分为多个阶段小组讨论和总结报告2学时八、实验设备和材料准备1.实验设备：–水泵、管道、流量计等；–模型制作材料。
课程设计水闸一、教学目标本课程的教学目标是让学生掌握水闸的基本概念、结构和功能，了解水闸在水利工程中的重要作用，以及学会水闸的设计和施工方法。
1.了解水闸的定义、分类和特点。
2.掌握水闸的主要结构部件及其功能。
3.了解水闸的工作原理和运行机制。
4.掌握水闸的设计和施工方法。
5.能够分析水闸的结构和功能，解决实际问题。
6.能够运用所学知识进行水闸的设计和计算。
7.能够对水闸施工过程进行监控和管理。
情感态度价值观目标：1.培养学生对水利工程的兴趣和热情，提高学生的专业素养。
2.培养学生团队协作、创新精神和实践能力。
3.使学生认识到水闸在水利工程中的重要性，提高学生的社会责任感和使命感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括水闸的基本概念、结构和功能，水闸的设计和施工方法，以及水闸在水利工程中的应用。
1.水闸的基本概念：水闸的定义、分类和特点。
2.水闸的结构：闸室、闸门、启闭机、两岸连接段等部件的结构和功能。
3.水闸的功能：调节水位、防洪排涝、航运等。
4.水闸的工作原理和运行机制：水闸的开启和关闭、水位变化对水闸运行的影响等。
5.水闸的设计：设计原则、设计步骤、设计方法等。
6.水闸的施工：施工工艺、施工、施工管理等内容。
7.水闸在水利工程中的应用实例：介绍一些典型的水闸工程，分析其在水利工程中的作用和意义。
三、教学方法本课程的教学方法采用讲授法、案例分析法、实验法等多种教学手段，以激发学生的学习兴趣和主动性。
1.讲授法：教师通过讲解水闸的基本概念、结构和功能，以及设计和施工方法，使学生掌握水闸的相关知识。
2.案例分析法：通过分析一些典型的水闸工程案例，使学生了解水闸在水利工程中的应用和重要性。
3.实验法：学生进行水闸模型实验，使学生直观地了解水闸的结构和运行原理。
4.讨论法：学生进行小组讨论，探讨水闸设计和施工中遇到的问题，提高学生的实践能力。
四、教学资源本课程的教学资源包括教材、参考书、多媒体资料、实验设备等。
水工建筑物水闸课程设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生了解和掌握水工建筑物水闸的基本概念、结构形式、工作原理和设计要求。
具体包括：1.知识目标：（1）能够正确理解水闸的定义、分类和功能；（2）熟悉水闸的主要结构组成及其作用；（3）掌握水闸的工作原理和设计要求。
2.技能目标：（1）能够运用所学知识分析和解决实际工程问题；（2）具备一定的绘图和计算能力，能够阅读和理解水闸设计图纸。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对水工建筑物的兴趣和热爱，提高学生的工程意识；（2）培养学生团队协作、自主学习和创新思维的能力。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下几个部分：1.水闸的基本概念：介绍水闸的定义、分类和功能，使学生了解水闸在水工建筑物中的重要性。
2.水闸的结构组成：讲解水闸的主要结构组成，包括上游连接段、下游连接段、闸室、工作闸门、启闭设备等，并分析各部分的作用。
3.水闸的工作原理：阐述水闸的工作原理，包括上游水位上升、下游水位下降、闸门开启和关闭等过程，使学生掌握水闸的运行规律。
4.水闸的设计要求：介绍水闸设计的主要依据和原则，包括结构稳定性、泄洪能力、过船条件等，为学生后续学习水闸设计打下基础。
5.案例分析：分析一些典型的水闸工程案例，使学生更好地理解和运用所学知识。
三、教学方法为了提高教学效果，本节课将采用多种教学方法相结合的方式：1.讲授法：教师讲解水闸的基本概念、结构组成、工作原理和设计要求，引导学生掌握知识点。
2.案例分析法：通过分析典型水闸工程案例，使学生更好地理解和运用所学知识。
3.讨论法：学生进行小组讨论，培养学生团队协作和创新思维的能力。
4.实验法：安排学生参观水闸工程，亲身体验水闸的运行原理，提高学生的实践能力。
四、教学资源为了支持本节课的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的水工建筑物水闸教材，作为学生学习的主要参考资料。
2.参考书：提供相关领域的参考书籍，丰富学生的知识体系。
水闸是一种利用闸门挡水和泄水的低水头水工建筑物，多用于河道,渠系及水库、湖泊岸边。
我国修建水闸的历史可追溯到公元前6世纪的春秋年代，据《水经注》记载，在位于今安徽寿县城南的芍陂灌区中即设有进水和供水用的5个水门。
至1991年，全国已建成水闸2.9万座，给国民经济带来了很大的效益。
现在的水闸建设，正在向形式多样化、结构轻型化、施工装配化、操作自动化和遥控化发展。
一、工作特点：建在软土地基上的水闸具有以下一些工作特点:(1) 软工地基的压缩性大, 承载能力低, 抗冲能力差, 细砂容易液化, 在闸室自重及外荷作用下，地基可能产生较大的沉降或沉降差, 造成闸室倾斜, 止水破坏，闸底板断裂甚至发生塑性破坏引起水闸失事。
(2) 水闸在泄流时, 尽管流速不高, 但水流仍具有一定的剩余能量, 而土基的抗冲能力较低, 可能引起水闸下游的冲刷, 此外水闸下游常出现的波状水跃和折冲水流, 将会进一步加剧对河床和两岸的淘刷。
同时, 由于闸下游水位变幅大, 闸下出流可能形成远驱水跃，临界水跃甚至淹没度较大的水跃, 因此消能防冲设施要在各种运用情况时都能满足设计要。
(3) 土基在渗水流作用下, 容易产生渗透变形特别是粉、细砂地基, 在闸后易出现翻砂冒水现象,严重时闸基和两岸会被掏空, 引起水闸沉降, 倾斜, 断裂甚至倒塌。
基于上述特点,设计时需要解决好以下几个问题:(1) 选择适宜的闸址。
(2) 选择与地基条件相适应的闸室结构形式，保证闸室及地基的稳定。
(3) 做好防渗设计, 特别是上游两岸连接建筑物及其与铺盖的连接部分, 要在空间上形成防渗整体。
(4) 做好消能、防冲设计，避免出现危害性的冲刷。
二、水闸类型：(1) 节制闸：拦河或在渠道上建造, 用于拦洪,调节水位以满足上游引水或航运的需要,控制下泄流量,保证下游河道安全或根据下游用水需要调节放水流量。
(2) 进水闸: 建在河道, 水库或湖泊的岸边, 用来近控制引水流量, 以满足灌溉,发电或供水的需要。
2F311013 掌握水闸的组成及作用水闸是一种既能挡水又能泄水的低水头水工建筑物，通过闸门启闭来控制水位和流量，以满足防洪、灌溉、排涝等的需要。
一、水闸的类型1 ．按水闸所承担的任务可分为进水闸、节制闸、泄水闸、排水闸、挡潮闸等。
2 ．按闸室结构形式可分为开敞式水闸和涵洞式水闸。
( l ）开敞式水闸，闸室上面是露天的，上面没有填土，如图 2F311013 - 1 所示。
当引（泄）水流量较大、渠堤不高时，常采用开敞式水闸。
( 2 ）涵洞式水闸：主要建在渠堤较高、引水流量较小的渠堤之下，闸室后有洞身段，洞身上面填土。
根据水力条件的不同，涵洞式可分为有压和无压两种。
二、水闸的组成部分及其作用水闸由闸室和上、下游连接段三部分组成，如图 2F311013 - 1 所示。
（一）闸室闸室是水闸的主体，起挡水和调节水流的作用。
它包括底板、闸墩、闸门、胸墙、工作桥和交通桥等。
1 ．底板。
底板按结构形式，可分为平底板、低堰底板和反拱底板；工程中用得最多的是平底板。
根据底板与闸墩的连接方式不同，平底板可分为整体式和分离式两种。
( 1 ）整体式底板。
底板与闸墩连成整体。
作用是将上部结构重量及荷载传给地基，并有防冲及防渗作用。
底板厚度必须满足强度和刚度要求，可取为 1 / 5 一 1 / 7 倍闸孔净宽，但不宜小于 0 . 5 - 0 . 7m 。
整体式平底板抗震性能较好。
中等密实以下的地基或地震区适宜采用整体式底板。
对多孔水闸，为适应地基不均匀沉降和减小底板内的温度应力，需要沿水流方向设变形缝（温度沉降缝）将闸室分成若干段，每个闸段一般不超过 20m 。
( 2 ）分离式底板。
闸孔中间的底板与闸墩下的底板之间用沉降缝分开，称为分离式底板。
分离式闸墩底板基底压力较大，一般宜建在中等密实以上的地基上。
2 ．闸墩。
闸墩的作用主要是分隔闸孔，支承闸门、胸墙、工作桥及交通桥等上部结构。
闸墩多用 C15 - C30 的混凝土浇筑，小型水闸可用浆砌块石砌筑，但门槽部位需用混凝土浇筑。
