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水文地质学基础课程实验 实验一、地表水流速量测（毕托管）实验 实验二、给水度、孔隙度、持水度测定实验 实验三、饱水带地下水渗流实验-达西实验 实验四、潜水模拟演示实验 实验五、承压水模拟演示实验 实验一、地表水流速量测（毕托管）实验 一、实验目的 1．通过本次实验，掌握基本的测速工具（毕托管）的性能和使用方法。 2．加深对明槽水流流速分布的认识，并绘制垂线流速分布图，计算垂线平均流速。 二、仪器设备 毕托管、比压计及水槽简图如图。 实验一、地表水流速量测（毕托管）实验 三、实验原理 毕托管是由两根同心圆组成的管体和A、B两个引管所组成。引管A与毕托管头部顶端小孔相连，引管B与离毕托管头部顶端为3d的断面上的环形孔相通。A、B引管与比压计相连。由于环形孔与毕托管管体的表面垂直，因此它所测得的是不含水流动能的总势能z+p/γ；而引管A连接的顶端小孔由于正对流向，此处为水流的驻点，它所测得的是包括水流动能在内的总机械能z+p/γ +u2/2g。当比压计测压牌垂直放置时，测压牌上所反映的两测压管液面差 即为测点的流速水头。 为了提高量测的精度，将测压牌倾斜角，若两测压管液面之间的读数差为ΔL，则有Δh=ΔLsinα，从而可以求得测点的流速表达式： 式中： C––––流速修正系数，对不同结构的毕托管，其值由实验率定确定。本实验使用的毕托管，经率定C=0.999。 实验一、地表水流速量测（毕托管）实验 将所测得的同一垂线各点流速，按选定的比例尺画在坐标纸上。槽底的流速为零，水面的流速矢端为水面以下各点流速矢端连线向上顺延与水面相交的那一点。由水深线及各点流速矢端所围成的矢量图，即为垂线流速分布图，如图所示。显然，流速分布图的面积除以水深h，就是垂线的平均流速 ，其表达式为： 式中 ––––垂线平均流速（cm/s）； w––––垂线流速分布图的面积（cm2）； h––––水深（cm）。 实验一、地表水流速量测（毕托管）实验 四、实验步骤 1．确定全关阀门，然后接通水泵和涡轮流量数字积算仪的电源。 2．缓慢打开水槽的进水阀门，调节尾门，将水深控制在15厘米左右。 3．用测针测得水深h。如图所示，在断面垂线上布置5个测点。毕托管最高点宜在水面以下2厘米，最低点为毕托管的半径(0.4厘米)，其余各点均分布在其中。 4．按所布置的垂线及测点位置逐步进行测量。例如：把毕托管放到槽底，同时测读固定毕托管测杆标尺上的读数，稍待稳定后，再测读比压计上的读数 ， 这就完成了第1个测点的工作。然后将毕托管依次提升，直至水面下2厘米那一点为止。 5．将测得的数据进行分析、整理，并按一定的比例在坐标纸上点绘垂线上流速分布图。 实验一、地表水流速量测（毕托管）实验 五、注意事项 1．测速之前，首先要对毕托管、比压计进行排气。排气方法：将毕托管置于防气盒中，从比压计三通管注入有一定压力的水流，使水和空气由毕托管喷出，冲水约3分钟左右并使毕托管淹没于防气盒中。然后打开三通管，在大气压强作用下比压计测管中的水面下降，待降到便于测读的位置时，用止水夹夹紧三通管。待静止稳定后比压计两测管中的水面应该齐平，否则要稍作整平或重新冲水排气，直至两管水面齐平后去掉防水盒方可进行测速工作。 2．实验过程中，为防止进气，毕托管不得露出水面。实验结束后，将毕托管放入防气盒静水中，检查是否进气，若比压计两管水面不平，说明所测数据有误差，应重新冲水排气，重新进行测量。 3．毕托管管体必须正对流向。 4．测读时，视线应垂直于比压计的倾斜面，读取弯液面的最低点读数，当测管中的水面上下脉动时，读取平均值。 实验一、地表水流速量测（毕托管）实验 六、实验成果 1．已知数据 水槽宽度B=10(cm)。毕托管直径d=0.8(cm)。比压计倾斜角α＝30°。重力加速度g=980(cm/s2)。 2．实测数据与计算 槽底测针读数 厘米；测针尖接触水面时的读数 厘米； 测针量得水深h= 厘米。 3．将所测得实验数据填入实验记录表（1-1）中。 4．根据已知数据和实测与计算的数据在坐标纸上点绘垂线上流速分布图。 实验一、地表水流速量测（毕托管）实验 表1-1 垂线流速分布测定表 实验一、地表水流速量测（毕托管）实验 实验二 给水度、孔隙度、持水度测定实验 一、实验目的 1．加深理解松散岩石的孔隙度、给水度和持水度的概念。 2．熟练掌握实验室测定孔隙度、给水度和持水度的方法。 3．熟悉给水度仪并对仪器