实验Ⅱ 渗流槽剖面二维流实验

如题所述

一、实验目的

1.观察有入渗补给条件下潜水二维稳定流的渗流现象及特征。

2.求降雨入渗强度W值,并和实测值进行比较。

3.求含水层的渗透系数K值。

二、实验装置

图Ⅱ-1为二维渗流砂槽示意图,其长为380cm,宽50cm,槽内装有均匀的砂,顶部设有模拟降雨装置,由转子流量计(M)测定总降雨量。

砂槽的两端装有活动的溢水装置,分别用来稳定河A和河B的水位,升、降可以控制两侧水位的高低,并通过进水阀门K控制供水水源。

图Ⅱ-1 二维渗流实验装置示意图

槽底和后壁面沿流向按一定间距设有多组测压管(水平方向共24组,编号依次是A,B,C,…,W,X;每组铅直断面6个测点,编号依次为1,2,3,4,5,6)。用软管连接测压管孔和测压管板,可以测定渗流场中144个点的测压水头。

三、实验步骤

(1)领取量筒和秒表。

(2)检查并排除测压管内可能存在的气泡。

(3)观察有入渗补给、两河水位相等(HA=HB)条件下,河间地块分水岭的位置及潜水面的形状。

(4)测定向河流的排泄量(用体积法),以求得W值。

(5)由转子流量计(M)读降雨量QM

(6)升降溢水装置A或B,使HA>HB(高差不要太大),观察测压管水位变化及分水岭移动情况,待稳定后记录各测压管读数。

(7)重复步骤(4)和步骤(5)。

四、实验成果

1.实验数据记录

含水层宽度B= cm,长度L= cm,面积A= cm2,底板高程Z0= cm。其他数据记入表Ⅱ-1,表Ⅱ-2,表Ⅱ-3。

2.数据计算(选择合适的公式和数据进行计算,结果填入表Ⅱ-4)。

表Ⅱ-1 实验Ⅱ综合数据记录表

表Ⅱ-2 实验Ⅱ测压水头记录表(HA>HB

续表

表Ⅱ-3 实验Ⅱ测压水头记录表(HA=HB

注:表头为测压管编号,括号内数据表示测点到坐标零点的距离;x以A河右壁为零点,Z以含水层底板为零点。

表Ⅱ-4 实验Ⅱ数据计算成果表

3.在方格纸上绘制实测潜水面、计算潜水面以及剖面流网。

4.问题讨论

(1)同一铅直面上,各测压管水头是否相等?试用流网分析为什么?

(2)分析计算的W值的误差来源?

(3)进行步骤(6)时,假如使两侧河流水位高差很大时,渗流可能出现什么现象?

(4)实验装置中A,B,…,W,X共24根测压管沿流向布置;1~6的6根沿铅直方向布置,表Ⅱ-2,表Ⅱ-3所记录的测压管读数中,哪一排读数的连线最接近潜水面?

(5)试分析计算的分水岭位置a和观测的分水岭位置a数值不一致的原因。

(6)在以上计算中,选哪些断面、哪些测压管的数据,计算结果最符合实际?

五、试验性实验设计参考

(1)分段降雨条件下的剖面二维渗流实验。调节降雨进水阀,形成分段降雨稳定入渗条件,观察两河水位相等条件下,河间地块分水岭位置、潜水面形状、水头分布及流网特征等。

(2)河岸出渗面及地表径流的观测。调节降雨进水阀逐渐加大或减小降雨强度,观察不同降雨条件下地表产流情况及河岸出渗面现象。

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