《给排水管道系统》课程授课教案（教学设计）雨水管渠设计流量的确定

教学设计十一雨水管渠设计流量的确定章节第12章雨水管渠系统课程名称给排水管道系统名称12.1雨水管渠设计流量的确定教学给排水专业课程讲授45分钟设计教师时间对象本科生课堂1、熟悉雨水管渠设计流量计算公式；教学2、掌握极限强度理论；目的3、熟练掌握一般汇水面积雨水管段设计流量的计算。12.1雨水管渠设计流量的确定1、雨水管渠设计流量计算公式（3min）推理公式（半经验半理论公式）：167A(1+clgP)t=t+tO=yqFq=(t+b)"式中：Q一雨水设计流量，L/s;W一径流系数，其值小于1;F一汇水面积，hm；q一设计暴雨强度，L/(shm)。p-设计重现期，a；t一地面集水时间，min;t2一管内流行时间，min;教学Ai，c，b，n一地方参数。内容F3e及2、极限强度理论（10min）教学F2（1）面积上的极限：当汇水面安排a积上最远点的雨水流达集流点时，全面积产生汇流，雨水管道的设计流量最大；（2）时间上的极限：当降雨历1时等于汇水面积最远点的雨水流达集流点时，雨水管道需要排除的雨水量最大；（3）一个假设：暴雨强度随降雨历时的延长而减小，汇水面积随降雨历时的增长而增加，极限强度理论假设面积的增加速度较暴雨强度的减小速度更快。3、一般汇水面积雨水管段设计流量计算（20min）雨水管段设计流量计算通常按面积叠加法计算方法，以下通过例题形式进行介绍。例题：如下图示，A、B、C为三个毗邻的区域，假设汇水面积F=Fs=Fc

教学设计十一 雨水管渠设计流量的确定 章节 名称 第 12 章 雨水管渠系统 12.1 雨水管渠设计流量的确定 课程名称 给排水管道系统 教学 对象 给排水专业 本科生 课程讲授 时间 45 分钟 设计教师 课堂 教学 目的 1、熟悉雨水管渠设计流量计算公式； 2、掌握极限强度理论； 3、熟练掌握一般汇水面积雨水管段设计流量的计算。 教学 内容 及 教学 安排 12.1 雨水管渠设计流量的确定 1、雨水管渠设计流量计算公式（3min） 推理公式（半经验半理论公式）： Q qF  ， 1 167 (1 lg ) ( )n A c P q t b    ， 1 2 t  t  t 式中：Q—雨水设计流量，L/s；  —径流系数，其值小于 1； F—汇水面积，hm2； q—设计暴雨强度，L/(s•hm2)。 P—设计重现期，a； 1 t —地面集水时间，min； 2 t —管内流行时间，min； A1，c，b，n—地方参数。 2、极限强度理论（10min） （1） 面积上的极限：当汇水面 积上最远点的雨水流达集流点 时，全面积产生汇流，雨水管 道的设计流量最大； （2） 时间上的极限：当降雨历 时等于汇水面积最远点的雨水 流达集流点时，雨水管道需要排除的雨水量最大； （3） 一个假设：暴雨强度随降雨历时的延长而减小，汇水面积随 降雨历时的增长而增加，极限强度理论假设面积的增加速度较暴雨 强度的减小速度更快。 3、一般汇水面积雨水管段设计流量计算（20min） 雨水管段设计流量计算通常按面积叠加法计算方法，以下通过例题 形式进行介绍。 例题：如下图示，A、B、C 为三个毗邻的区域，假设汇水面积 FA=FB=FC

各流域径流系数均为业，地面集水时间均为t，则各雨水管段的设计流量分别为多少？（假设其满足极限强度理论的相关条件）。BAC工23计算方法面积叠加法Q1-2 管段O-, =FAqp t=tQ2-; = (F +FB)q2Q2-s管段t=t +mt,-2O3-4=y-(FA+F+F)-qsQs-4管段t= ti +m (ti-2 +t2-3)面积叠加法小结：分析面积叠加法将某一管段所对应的全部汇水面积看面积计算的方式成一个整体来计算，即：面积叠加。某一管段的设计降雨历时只有1个，即降雨历时：整个汇水面积上最远点的雨水流达出口断面的时间。降雨强度某一管段仅对应1个设计暴雨强度。4、例题（12min）例1：如图所示，A、B为毗邻的区域，面积F=F=12.5hm；地面集水时间均为8min，径流系数均为0.55，管段1-2的管内流行时间为10min，雨水从计算管段的起端汇入，设计重现期取1年，折减系数取1，采用面积叠加法和流量叠加法计算图中管段2-3的设计流量应分别为多少？注：P=1年的暴雨强度公式：1580q=(t + 5)0.58 。Fi 3 hn?F24hm268hmti=5ninh=8ninti=6nin例2：某城镇雨水管线布置如27图所示，径流系数为0.65，设计重现期取2年，暴雨强度公F5hm式：q=2001(1+0.811Xh=6min1gP)(t+8)°7L/(shm)，雨水在各管道内流行时间分别为40

各流域径流系数均为 ，地面集水时间均为 t1，则各雨水管段的设计 流量分别为多少？（假设其满足极限强度理论的相关条件）。 计算方法 面积叠加法 Q1-2管段 Q F q t t 1 2 1 1     A ， Q2-3管段 2 3 2 1 1 2 ( ) Q F F q A B t t mt        Q3-4管段 3 4 3 1 1 2 2 3 ( ) ( ) Q F F F q A B C t t m t t              面积叠加法小结： 分析 面积叠加法 面积计算的方式 将某一管段所对应的全部汇水面积看 成一个整体来计算，即：面积叠加。 降雨历时 某一管段的设计降雨历时只有 1 个，即 ：整个汇水面积上最远点的雨水流达出 口断面的时间。 降雨强度 某一管段仅对应 1 个设计暴雨强度。 4、例题（12min） 例 1：如图所示，A、B 为毗邻的区域，面积 FA=FB=12.5hm2；地面集水时 间均为 8min，径流系数均为 0.55，管段 1-2 的管内流行时间为 10min， 雨水从计算管段的起端汇入，设计重现期取 1 年，折减系数取 1，采用 面积叠加法和流量叠加法计算图中管段 2-3 的设计流量应分别为多少？ 注：P=1 年的暴雨强度公式： 0.58 1580 ( 5) q t   。 例 2：某城镇雨水管线布置如 图所示，径流系数为 0.65，设 计重现期取 2 年，暴雨强度公 式 ： q=2001(1+0.811 × lgP)(t+8)0.71L/(s•hm2)，雨水 在各管道内流行时间分别为

Ti-=3min，T2-3=2min，Ts-3=5.5min，Te-3=5min，则管段3-4的设计流量为多少？(A) 3388 L/s(C)3201 L/s(D)2400 L/s(B)3292 L/s教学重点：极限强度理论，一般汇水面积雨水管段设计流量计算；教学难点：极限强度理论的两个应用：面积叠加法和流量叠加法。教学对策：重点（1）采用图片、工程实例图对所介绍的基本理论进行直观的讲授，使与学生能将理论与实际工程建立联系；难点（2）极限强度理论及其应用的讲授主要通过课堂中引入工程实例对所对策介绍的理论进行运用，使学生掌握极限强度理论在设计工程中的具体应用。而后，通过预留练习题的方式，让学生在课下掌握和继续巩固该类计算问题。教学采用板书为主，多媒体为辅，二者相结合的教学方法，在基本概念和公方法式的讲述过程中主要采用板书；图片演示、例题等内容的讲授主要采用与多媒体课件展示。手段习题：某排水区域的雨水干管布置如下图，已知：F,=5hm，t=8min，F=10hm，t=15min；从A到B的雨水管道流行时间为ta-B=10min，：P=1年。径流系数=0.6。求B点的设计流量为以下何值？P=1年时暴雨强作业及度公式为：Fu课外1500A(L/s· hm)。资源a(t,+m t,+5)0.6推荐-1洗(A)2897L/s(B）1829L/s(C)1688L/s(D)2237L/s

T1-2=3min，T2-3=2min，T5-3=5.5min，T6-3=5min，则管段 3-4 的设计流量为 多少？ (A) 3388 L/s (B) 3292 L/s (C) 3201 L/s (D) 2400 L/s 重点 与 难点 对策 教学重点：极限强度理论，一般汇水面积雨水管段设计流量计算； 教学难点：极限强度理论的两个应用：面积叠加法和流量叠加法。 教学对策： （1） 采用图片、工程实例图对所介绍的基本理论进行直观的讲授，使 学生能将理论与实际工程建立联系； （2） 极限强度理论及其应用的讲授主要通过课堂中引入工程实例对所 介绍的理论进行运用，使学生掌握极限强度理论在设计工程中的 具体应用。而后，通过预留练习题的方式，让学生在课下掌握和 继续巩固该类计算问题。 教学 方法 与 手段 采用板书为主，多媒体为辅，二者相结合的教学方法，在基本概念和公 式的讲述过程中主要采用板书；图片演示、例题等内容的讲授主要采用 多媒体课件展示。 作业 及 课外 资源 推荐 习题：某排水区域的雨水干管布置如下图，已知：Fa=5hm2，ta=8min， Fb=10hm2， tb=15min；从 A 到 B 的雨水管道流行时间为 tA -B=10min，；P=1 年。径流系数ψ=0.6。求 B 点的设计流量为以下何值？ P=1 年时暴雨强 度公式为： q = 1500 (t1+m t2+5)0.6 (L/s·hm2)。 （A）2897L/s （B）1829L/s （C）1688L/s （D）2237L/s