水文地质实验指导水文地质学基础实验.ppt

水文地质学基础实验,资源学院 水文水资源实验室,实验一 孔隙与水 实验二 达西渗流实验 实验三 砂土中水的毛细运动,实验一 孔隙与水,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 二、实验内容1．熟悉给水度仪并对仪器进行标定2．测定三种松散岩石试样的孔隙度、给水度和持水度,孔隙度（n）=,,,给水度（,=,,持水度：孔隙度与给水度之差三、仪器设备给水度仪、量筒(25ml)和胶头滴管松散岩石试样：砾石（粒径为5~10mm）；粗砂 （2~5mm)砂 （粒径为0.25mm~0.5mm）砂砾混合样(上述砂样完全充填进砾石样的孔隙中),给水度仪装置,,四、实验步骤1. 连接：将试样筒与滴定管装满水，同时打开a、b两开关，在两管口同时流水的情况下连接塑料管2. 检查：检查仪器底部漏斗是否有气泡3. 装样：装样前，将A滴定管液面调到零刻度，关闭a、b开关，用干布把试样筒内壁擦干（注意不要将干布接触透水石） 注意:装砂砾混合样时，先把砾石装满，再安装装样筛，将砂样从装样筛中漏入，直至完全充填砾石样孔隙。

4.测定孔隙度：打开a、b开关(同时用手表计时)，用b开关控制进水速度试样饱水后立即关闭b开关记下A滴定管进水量及饱水累计时间，填入（表1-1）进水量(体积)与试样筒容积之比即为孔隙度5.测定给水度：将滴定管初始刻度调至50ml处降低滴定管后，同时打开a、b开关，使从试样中退出的水进入滴定管退水过程中，滴定管液面到透水石底面的距离不得大于透水石的选用负压值退水终止后，将退水量和累计退水时间记入表1-1退水量(体积)与试样体积之比就是试样的给水度 6. 重复上述3、4、5步骤，测定另两种试样的孔隙度和给水度（也可以分组测定不同试样，各组交换实验记录）五、实验成果1. 完成实验报告表(表1-1)2. 思考题：(1)从试样中退出的水是什么形式的水?退水结束后，试样中保留的水是什么形式的水?(2)根据实验结果，分析比较松散岩石的孔隙度、给水度、持水度与粒径和分选性的关系表1-1 孔隙与水实验报告表,报告人： 班级： 同组成员： 实验日期： 年 月 日,实验二 达西渗流实验,一、实验目的1.通过稳定流条件下的渗流实验，进一步理解渗流基本定律——达西定律。

2.加深理解渗流速度、水力梯度、渗透系数之间的关系，并熟悉实验室测定渗透系数的方法 二、实验内容1.了解达西实验装置2.根据达西公式：测定不同试样的渗透系数．,,,,三、实验仪器 1.达西仪(装有不同粒径的砂样) 2.试样粒径: 粗砂(粒径0.5__1.0 mm)中砂(粒径0.25__0.5mm)细砂(粒径0.10__0.25mm) 3.秒表、量筒、直尺等达西实验装置示意图 1—试样；2—进水开关；3—出水管；4—测压管；5—仪器架；6—排气管,四、实验步骤1.测量仪器的几何参数：分别测量过水断面面积、测压管a、b的间距或渗透路径(L)：记入表2-12.调试仪器：打开进水开关，待水缓慢充满整个试样，且出水管有水流出后，慢慢拧动开关，调节进水量，使a、b两测压管读数之差最大同时打开排气口排尽试样中的气泡3.测定水头：待a、b测压管读数稳定后．读出各测压管的水头值，记入表2-1中4.测定流量：在进行步骤3的同时，利用秒表和量筒测量t时间内水管流出的水体积，及时计算流量Q连测两次，使流量的相对误差小于5％，取平均值记入表2-1中 5.由大往小调节进水量．改变a、b测压管的读数，重复步骤3和4，取得3-5组数据。

6.按记录表计算实验数据:并抄录其它小组另外两种不同试样的实验数据(有条件的，可分别做不同的试样)五、实验成果1.提交实验报告表(表2-1)． 2.在同一坐标系内绘出三种试样的V一I曲线，并分别用这些曲线求渗透系数K值,与直接据附表中实验数据计算结果进行对比3.思考题(1)为什么要在测压管水位稳定后测定流量?(2)比较不同试样的K值，分析影响渗透系数K值的因素表2-1 达西渗流实验报告表仪器编号： 过水断面面积(ω) cm2 渗流途径（L） cm,水力梯度,渗透流量(cm3/s),渗透流速(cm/s),,,,,,,实验三 砂土中水的毛细运动,一、实验目的了解包气带中毛细水的贼存与运动特征 二、实验内容1.观测、比较不同粒径砂样的毛细上升速度2.观测砂土毛细饱和带水的运移三、实验仪器及用品 1.观测砂土中水的毛细上升速度装置 2.底部包铜丝网的长、短玻璃管(长度分别为：30--50cm、 5—8cm)长管上标有刻度。

3.砂样：①粗砂 粒径0.5—1.0mm②中砂 粒径0.25—0.5mm③细砂 粒径0.1—0.25mm 4.秒表 5.方格纸(25×25cm) 6.量杯(25mL),四、实验步骤 甲、观测砂土中水的毛细上升速度1.装样:选择一种砂样，均匀密实地装入长玻璃管内2.观测毛细上升速度将装有试样的玻璃管放入水槽内的透水石上，使玻璃管的下端紧贴水面，同时起动秒表迅速准确地记录对应不同毛细上升高度的时间记入表3-1初期每上升1cm观测一次时间，2分钟后每上升0.5cm观测一次时间3.重复步骤1和2，做另外两种不同粒径的试样乙、毛细饱和带水的运移实验1.测量短管的容积V1，记入表3-22.装样分别把同一种砂样均匀密实地装入短管中，并使砂样与管口平齐3.长管饱水 将长管垂直缓慢地浸入水中，手持长管使其在重力作用下滴水，直至重力水排完4.短管饱水将短管垂直缓慢地浸入颜色水中，使其充分饱水后提起观察此时短管饱水情况及短管是否滴水,并比较长、短管的颜色5.测定长、短管相接后的给水体积V2待长管停止滴水后，将长管下端紧压在短管上端使二者密接，并用量杯承按滴出的水滴水停止后，将流出的水体积V2记入表3-2，同时观察短管饱水情况及颜色，对比流出的水与塑料杯中水的颜色是否不同。

五、实验成果1.提交甲、乙两实验报告表(表3-1和表3-2)2.在同一坐标系内分别作出三种砂样的毛细上升高度(cm)与时间(s)的关系曲线3.思考题(1)比较甲实验得出的三种砂样的毛细上升高度与时间关系曲线指出初期及后期三种砂样的毛细上升速度自大而小的顺序，并分析其原因2)长短管相接后滴出的水相当于原先存在于管中的哪一部分水?V2／V1×100％这一数值表征什么?(3)在实验乙中，短管饱水后提起为什么不滴水?而与长管相接后为什么又滴水?,表3-1 砂土中水的毛细上升速度实验报告表,,表3-2 毛细饱和带水的运移实验报告表,,,。