水资源基础实验吉林大学2003新世纪教改项目资助..docx

【吉林大学2003新世纪教改项目资助】水资源基础实验指导书赵玉红 王福刚2005年11月目 录序 言i第一篇 水文地质学基础实验1实验一 岩石孔隙度测定2实验二 达西实验6实验二 达西实验6实验三 渗压实验13实验四 毛细水上升高度的测定19实验五 持水度的测定24实验六 含水率剖面测定28实验七 给水度的测定35第二篇 水力学实验40实验八 静水压强42实验九 伯努力方程实验46实验十 雷诺实验51实验十一 沿程阻力系数测定57第三篇 地下水动力学实验61实验十二 渗流槽63实验十三 水电比拟实验67序 言《水资源基础实验指导书》是按吉林大学教学改革项目《水资源基础实验室开放式教学模式的改革与实践》课题的要求编写的，本书由水文地质学基础实验、水力学实验和地下水动力学实验三部分组成，共有十三项实验内容。水资源基础实验是《水文地质学基础》、《水力学》和《地下水动力学》三门专业基础课程不可缺少的重要教学环节。灵活掌握这些基础实验的目的、原理、方法、过程及数据处理方法，可以促进学生对课堂理论教学的深入理解，启发学生进行独立思考、培养学生的动手能力和创新意识。结合吉林大学教学改革的目标和培养创新型人才的思想定位，我们运用现代化的媒体技术，采用多种表现手段和方法，编写了本指导书，力求详细、直观地将各个实验的整个内容体系和操作过程完整地呈现给学生，使学生能够利用该指导书在实验室老师的帮助下独立进行实验，从而提高实验室的利用效率和实验教学效果，改善现在的实验课人多拥挤、多人共用一台仪器、实验效果不理想，而平时大量时间空闲的不合理运行模式。良好的运行模式必须要依靠有力的规范制度。为了保证开放式实验教学模式的顺利运行，特别制定了开放式实验教学要求：（1）做实验前必须认真阅读实验指导书，观看相关课件，明确实验目的、实验原理、实验方法步骤、数据记录等。了解实验设备的基本结构、工作原理和使用方法。（2）提前与实验室老师联系，了解仪器的空闲时间，严格按照预约的时间到实验室进行实验。（3）实验需分小组进行，并指定组长，按实验要求进行实验。（4）遵守实验室的规章制度，爱护实验室的仪器设备。（5）实验过程中，如果仪器设备发生故障，应立即向指导教师报告，以便及时排除故障，保证实验正常进行。（6）实验完毕后，将仪器设备恢复原状，清理实验过程中产生的废弃物，保持实验台的整洁卫生状况。然后将实验原始记录交指导教师审阅。并填写实验登记表。（7）实验报告应书写工整、图表清晰，成果正确，按时交给指导教师批阅。编写本教材的目的是促进学生实验的主动性和积极性，为学生提供优越的实验环境和宽松的实验条件，培养学生动手能力、分析能力与创新能力，提高实验室仪器设备的利用率，改善实验室的运行模式。本教材在编写过程中，对实验目的、实验原理、仪器结构、实验步骤、资料整理及思考题等内容均作了清楚地介绍，并配合有清晰的彩色实验仪器结构示意照片和实验操作过程的视频材料，有利于学生自学，使学生能够根据自己的实际空闲时间状况，以灵活的方式（包括网络）完成实验理论学习，了解实验的整体过程，并能到实验室进行实验。本教材编写过程中得到了水资源系曹剑峰教授、肖长来教授、卞建民副教授、鲍新华副教授的大力支持，在此表示感谢。参加编写的还有王敏工程师、姜纪沂博士。由于编者的水平有限，书中疏漏之处请使用者给予批评指正。编 者2005年11月于长春第一篇 水文地质学基础实验水文地质学是研究地下水的科学。水文地质学基础作为水文地质学的基础课程，主要介绍与地下水形成、分布、赋存、运移有关的基本概念和基本原理。对这些基本概念和基本原理的深入理解，和对基本原理和基本理论的灵活运用，是学好水文地质学这门课程的基础，也是运用水文地质学的理论解决实际水文地质问题的关键。水文地质学基础实验通过室内实验的方式，使学生能够亲自操作，获得多项重要的水文地质参数，如孔隙度、给水度、持水度、渗透系数，以及含水量剖面、毛细上升高度，验证地下水渗流的基本定律——达西定律等。通过这些基本的实验，可以加深学生对所学的基本概念的理解，和对基本理论的掌握。因此，水文地质学基础实验，已经成为水文地质学基础教学中不可缺少的一个重要的环节。学生在熟练掌握已有的常规实验的基础上，可以发挥自己的主观能动性，结合专业问题，自己进行实验设计，进行专门的实验，进而达到在实验中培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力，促进学生的动手能力、设计能力，培养学生的创新意识的目的。实验一 岩石孔隙度测定作为人类生存不可缺少的水资源由两大部分组成，一是地表水，另外一部分是广泛分布于地下的地下水资源。那么，作为水资源的重要组成部分的地下水又是怎样赋存于地下空间的呢？其实，岩石中存在着不同大小和规模的空隙，这些空隙为地下水储存和运动提供了场所和通道。岩石的空隙（松散岩石的孔隙、坚硬岩