1、水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)一、地表水流速量測(cè)（畢托管）實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)二、給水度、孔隙度、持水度測(cè)定實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)三、飽水帶地下水滲流實(shí)驗(yàn)-達(dá)西實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)四、潛水模擬演示實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)五、承壓水模擬演示實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)一、地表水流速量測(cè)（畢托管）實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)，掌握基本的測(cè)速工具（畢托管）的性能和使用方法。2加深對(duì)明槽水流流速分布的認(rèn)識(shí)，并繪制垂線流速分布圖，計(jì)算垂線平均流速。二、儀器設(shè)備畢托管、比壓計(jì)及水槽簡(jiǎn)圖如圖。三、實(shí)驗(yàn)原理 畢托管是由兩根同心圓組成的管體和A、B兩個(gè)引管所組成。引管A與畢托管頭部頂端小孔相連，引管B與離畢托管頭部頂端為3d的斷面上的環(huán)形孔相通。A、B引管與比壓計(jì)相連。由于環(huán)形

2、孔與畢托管管體的表面垂直，因此它所測(cè)得的是不含水流動(dòng)能的總勢(shì)能z+p/；而引管A連接的頂端小孔由于正對(duì)流向，此處為水流的駐點(diǎn)，它所測(cè)得的是包括水流動(dòng)能在內(nèi)的總機(jī)械能z+p/ +u2/2g。當(dāng)比壓計(jì)測(cè)壓牌垂直放置時(shí)，測(cè)壓牌上所反映的兩測(cè)壓管液面差 即為測(cè)點(diǎn)的流速水頭。 為了提高量測(cè)的精度，將測(cè)壓牌傾斜角，若兩測(cè)壓管液面之間的讀數(shù)差為L(zhǎng)，則有h=Lsin，從而可以求得測(cè)點(diǎn)的流速表達(dá)式： 式中： C流速修正系數(shù)，對(duì)不同結(jié)構(gòu)的畢托管，其值由實(shí)驗(yàn)率定確定。本實(shí)驗(yàn)使用的畢托管，經(jīng)率定C=0.999。實(shí)驗(yàn)一、地表水流速量測(cè)（畢托管）實(shí)驗(yàn) 將所測(cè)得的同一垂線各點(diǎn)流速，按選定的比例尺畫在坐標(biāo)紙上。槽底的流速為零

3、，水面的流速矢端為水面以下各點(diǎn)流速矢端連線向上順延與水面相交的那一點(diǎn)。由水深線及各點(diǎn)流速矢端所圍成的矢量圖，即為垂線流速分布圖，如圖所示。顯然，流速分布圖的面積除以水深h，就是垂線的平均流速 ，其表達(dá)式為：式中 垂線平均流速（cm/s）； w垂線流速分布圖的面積（cm2）； h水深（cm）。實(shí)驗(yàn)一、地表水流速量測(cè)（畢托管）實(shí)驗(yàn)四、實(shí)驗(yàn)步驟 1確定全關(guān)閥門，然后接通水泵和渦輪流量數(shù)字積算儀的電源。 2緩慢打開(kāi)水槽的進(jìn)水閥門，調(diào)節(jié)尾門，將水深控制在15厘米左右。 3用測(cè)針測(cè)得水深h。如圖所示，在斷面垂線上布置5個(gè)測(cè)點(diǎn)。畢托管最高點(diǎn)宜在水面以下2厘米，最低點(diǎn)為畢托管的半徑(0.4厘米)，其余各點(diǎn)均分

4、布在其中。 4按所布置的垂線及測(cè)點(diǎn)位置逐步進(jìn)行測(cè)量。例如：把畢托管放到槽底，同時(shí)測(cè)讀固定畢托管測(cè)桿標(biāo)尺上的讀數(shù)，稍待穩(wěn)定后，再測(cè)讀比壓計(jì)上的讀數(shù) ， 這就完成了第1個(gè)測(cè)點(diǎn)的工作。然后將畢托管依次提升，直至水面下2厘米那一點(diǎn)為止。 5將測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、整理，并按一定的比例在坐標(biāo)紙上點(diǎn)繪垂線上流速分布圖。實(shí)驗(yàn)一、地表水流速量測(cè)（畢托管）實(shí)驗(yàn)五、注意事項(xiàng) 1測(cè)速之前，首先要對(duì)畢托管、比壓計(jì)進(jìn)行排氣。排氣方法：將畢托管置于防氣盒中，從比壓計(jì)三通管注入有一定壓力的水流，使水和空氣由畢托管噴出，沖水約3分鐘左右并使畢托管淹沒(méi)于防氣盒中。然后打開(kāi)三通管，在大氣壓強(qiáng)作用下比壓計(jì)測(cè)管中的水面下降，待降到便于

5、測(cè)讀的位置時(shí)，用止水夾夾緊三通管。待靜止穩(wěn)定后比壓計(jì)兩測(cè)管中的水面應(yīng)該齊平，否則要稍作整平或重新沖水排氣，直至兩管水面齊平后去掉防水盒方可進(jìn)行測(cè)速工作。 2實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，為防止進(jìn)氣，畢托管不得露出水面。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，將畢托管放入防氣盒靜水中，檢查是否進(jìn)氣，若比壓計(jì)兩管水面不平，說(shuō)明所測(cè)數(shù)據(jù)有誤差，應(yīng)重新沖水排氣，重新進(jìn)行測(cè)量。 3畢托管管體必須正對(duì)流向。 4測(cè)讀時(shí)，視線應(yīng)垂直于比壓計(jì)的傾斜面，讀取彎液面的最低點(diǎn)讀數(shù)，當(dāng)測(cè)管中的水面上下脈動(dòng)時(shí)，讀取平均值。實(shí)驗(yàn)一、地表水流速量測(cè)（畢托管）實(shí)驗(yàn)六、實(shí)驗(yàn)成果 1已知數(shù)據(jù)水槽寬度B=10(cm)。畢托管直徑d=0.8(cm)。比壓計(jì)傾斜角30。重力加速度g

6、=980(cm/s2)。 2實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與計(jì)算槽底測(cè)針讀數(shù) 厘米；測(cè)針尖接觸水面時(shí)的讀數(shù) 厘米；測(cè)針量得水深h= 厘米。 3將所測(cè)得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入實(shí)驗(yàn)記錄表（1-1）中。 4根據(jù)已知數(shù)據(jù)和實(shí)測(cè)與計(jì)算的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上點(diǎn)繪垂線上流速分布圖。實(shí)驗(yàn)一、地表水流速量測(cè)（畢托管）實(shí)驗(yàn)表1-1 垂線流速分布測(cè)定表實(shí)驗(yàn)一、地表水流速量測(cè)（畢托管）實(shí)驗(yàn)L=測(cè)點(diǎn)編號(hào)畢托管測(cè)桿讀數(shù) （cm）測(cè)點(diǎn)到槽底高度（cm）斜比壓計(jì)讀數(shù)（cm） （cm）測(cè)點(diǎn)流速u（cm/s）垂線平均流速（cm/s）A（cm）B（cm）12345水面實(shí)驗(yàn)一、地表水流速量測(cè)（畢托管）實(shí)驗(yàn)七、思考問(wèn)題 1畢托管、比壓計(jì)排氣不凈，為什么會(huì)影響量測(cè)精度？ 2

7、為什么必須將畢托管正對(duì)來(lái)流方向？如何判斷畢托管是否正對(duì)了流向？ 3比壓計(jì)安放位置的高低，是否影響量測(cè)數(shù)據(jù)？為什么？實(shí)驗(yàn)二 給水度、孔隙度、持水度測(cè)定實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1加深理解松散巖石的孔隙度、給水度和持水度的概念。 2熟練掌握實(shí)驗(yàn)室測(cè)定孔隙度、給水度和持水度的方法。 3熟悉給水度儀并對(duì)儀器進(jìn)行標(biāo)定。 4測(cè)定三種松散巖石試樣的孔隙度、給水度和持水度。二、儀器設(shè)備 1給水度儀。 2十二指腸減壓器，或大號(hào)吸耳球，用以抽吸氣體。 3量筒(25ml)和膠頭滴管。 4松散巖石試樣：礫石（粒徑為510mm，大小均勻，磨圓好）；砂（粒徑為0.45mm0.6mm）；砂礫混合樣（指把上述砂樣完全充填進(jìn)礫石樣的孔

8、隙中得到的一種新試樣）。實(shí)驗(yàn)二 給水度、孔隙度、持水度測(cè)定實(shí)驗(yàn)1裝樣篩；2篩板；3試樣筒；4透水石；5固定連接板；6試樣筒底部漏斗；7彈簧夾；8硬塑料管；9滴定管；10三通管1H為三通管液面到透水石底面的距離；2三通管液面三、實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)備工作 1標(biāo)定透水石的負(fù)壓值 透水石是用一定直徑的砂質(zhì)顆粒均勻膠結(jié)成的多孔板。透水石的負(fù)壓值是指在氣、液、固三相介質(zhì)界面上形成的彎液面產(chǎn)生的附加表面壓強(qiáng)。標(biāo)定方法如下： 首先，飽和透水石并使試樣筒底部漏斗充滿水（最好用去氣水，即通過(guò)加熱或蒸餾的方法去掉水中部分氣體后的水）。具體做法是：將試樣筒與底部漏斗一起從開(kāi)關(guān)a處卸下，浸沒(méi)于水中并倒置，將漏斗管口與十二指腸減壓

9、器抽氣管連接，抽氣使透水石飽水，底部漏斗全充滿水。用彈簧夾在水中封閉底部漏斗管，倒轉(zhuǎn)試樣筒，將裝有水(可以不滿)的試樣筒放回支架。同時(shí)打開(kāi)a、b兩開(kāi)關(guān)，在兩管口同時(shí)流水的情況下連接塑料管。關(guān)閉a、b開(kāi)關(guān)，倒去試樣筒中剩余的水，將A滴定管液面調(diào)至零刻度，并與透水石底面水平。 實(shí)驗(yàn)二 給水度、孔隙度、持水度測(cè)定實(shí)驗(yàn) 第二步，測(cè)定透水石的負(fù)壓值。打開(kāi)a、b開(kāi)關(guān)，緩慢降低A滴定管，同時(shí)注意觀測(cè)其液面的變化。當(dāng)?shù)味ü芤好嫱蝗簧仙龝r(shí)，立刻關(guān)閉b開(kāi)關(guān)。此時(shí)滴定管液面到透水石底面的高度就是透水石的負(fù)壓值。 反復(fù)測(cè)定幾次，選其中最小數(shù)值(指絕對(duì)值)作為實(shí)驗(yàn)儀器所采用的負(fù)壓值。 2標(biāo)定試樣筒的容積 將試樣筒裝滿水

10、，用量筒或滴定管測(cè)出所裝水的體積即為試樣筒的容積。 （以上兩步可以由實(shí)驗(yàn)室同志在實(shí)驗(yàn)課前做好。）實(shí)驗(yàn)二 給水度、孔隙度、持水度測(cè)定實(shí)驗(yàn)四、實(shí)驗(yàn)原理 給水度就是飽水巖石在重力作用下，能從巖石中自由流出來(lái)的水的體積與整個(gè)巖石體積之比。在數(shù)值上相當(dāng)于巖石飽和容水度（簡(jiǎn)稱容水度）與最大分子水容度（持水度）之差。其計(jì)算公式為 。 孔隙度是指某一體積巖石（包括孔隙在內(nèi)）中孔隙體積所占的比例。其計(jì)算公式為 。 持水度是指飽水巖石在重力作用下釋水后，巖石中保持的水的體積與巖石體積之比。其計(jì)算公式為 。 式中： 水充滿砂樣孔隙的體積（進(jìn)水量體積）（cm3）； 重力作用下，飽水砂中自由流出的水體積（退水量體積）（

11、 cm3 ）； 飽水砂樣的總體積（試樣體積）（ cm3 ） 給水度、孔隙度和持水度的測(cè)定有兩種方法：體積法和差值法。體積法適用于碎石、礫和砂等粗粒巖土。差值法適用于砂、粉砂和粘性土等細(xì)粒巖土。 本實(shí)驗(yàn)要求掌握體積法測(cè)定砂的給水度、孔隙度和持水度。實(shí)驗(yàn)二 給水度、孔隙度、持水度測(cè)定實(shí)驗(yàn)五、實(shí)驗(yàn)步驟 1連接：將試樣筒與滴定管裝滿水，同時(shí)打開(kāi)a、b兩開(kāi)關(guān)，在兩管口同時(shí)流水的情況下連接塑料管。關(guān)閉a、b開(kāi)關(guān)，倒去試樣筒中剩余的水。 2檢查：試樣筒與滴定管連接之后，檢查儀器底部漏斗是否有氣泡，如有氣泡先要參照實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)備工作中第1點(diǎn)進(jìn)行排氣，然后重復(fù)第1步。 3裝樣：裝樣前，將A滴定管液面調(diào)到零刻度，關(guān)閉

12、a、b開(kāi)關(guān)，用干布把試樣筒內(nèi)壁擦干（注意不要將干布接觸透水石）。裝礫石樣和砂樣時(shí)，不用安裝裝樣篩，直接將試樣逐次倒入試樣筒并輕振試樣筒以保證試樣密實(shí)，直至與試樣筒口平齊。裝砂礫混合樣時(shí)，先按上述方法把礫石裝滿，再安裝裝樣篩，將砂樣從裝樣篩中漏入，直至完全充填礫石樣孔隙。實(shí)驗(yàn)二 給水度、孔隙度、持水度測(cè)定實(shí)驗(yàn) 4測(cè)定孔隙度：適當(dāng)抬高滴定管，使其液面略高于試樣筒口。打開(kāi)a、b開(kāi)關(guān)(同時(shí)用手表計(jì)時(shí))，用b開(kāi)關(guān)控制進(jìn)水速度。試樣飽水后立即關(guān)閉b開(kāi)關(guān)。記下A滴定管進(jìn)水量及飽水累計(jì)時(shí)間，填入（表2-1）。進(jìn)水量(體積)與試樣筒容積之比就是這種試樣的孔隙度。 5測(cè)定給水度：將A滴定管加滿水并裝上三通管。用膠

13、頭滴管調(diào)整三通管液面。將B滴定管初始刻度調(diào)至100m1處。同時(shí)降低A、B滴定管后，打開(kāi)b開(kāi)關(guān)，使從試樣中退出的水沿三通管進(jìn)入B滴定管。退水過(guò)程中，三通管液面到透水石底面的距離不得大于透水石的選用負(fù)壓值。退水終止后，將退水量和累計(jì)退水時(shí)間記入（表2-1）。退水量（體積）與試樣體積之比就是試樣的給水度。 6重復(fù)上述3、4、5步驟，測(cè)定另兩種試樣的孔隙度和給水度（也可以分組測(cè)定不同試樣，各組交換實(shí)驗(yàn)記錄）。實(shí)驗(yàn)二 給水度、孔隙度、持水度測(cè)定實(shí)驗(yàn)六、注意事項(xiàng) 1防止儀器底部漏斗有氣泡。 2自下往上飽和試樣過(guò)程要緩慢，以避免砂樣中殘留氣泡。 3測(cè)量水體積，要注意讀數(shù)精確。七、實(shí)驗(yàn)成果完成實(shí)驗(yàn)成果（表2-

14、1）實(shí)驗(yàn)二 給水度、孔隙度、持水度測(cè)定實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)二 給水度、孔隙度、持水度測(cè)定實(shí)驗(yàn)表2-1 給水度、孔隙度和持水度實(shí)驗(yàn)記錄表儀器編號(hào)：試樣體積： cm3透水石選用負(fù)壓值： cm試樣名稱粒徑（mm）退水量（mL）累計(jì)飽水時(shí)間（min）退水量（mL）累計(jì)退水時(shí)間（min）孔隙度（%）給水度（%）持水度（%）備注平均報(bào)告人 班號(hào) 組號(hào)同組成員 實(shí)驗(yàn)日期 年 月 日 八、思考問(wèn)題 1.從試樣中退出的水是什么形式的水？退水結(jié)束后，試樣中保留的水是什么形式的水？ 2.根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分析比較松散巖石的孔隙度、給水度、持水度與粒徑和分選的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)二 給水度、孔隙度、持水度測(cè)定實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)三：飽水帶地下水滲流實(shí)驗(yàn)-

15、達(dá)西實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1通過(guò)穩(wěn)定流條件下的滲流實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步理解滲流基本定律達(dá)西定律。 2了解達(dá)西實(shí)驗(yàn)裝置，加深理解滲流速度、水力梯度、滲透系數(shù)之間的關(guān)系，并熟悉實(shí)驗(yàn)室測(cè)定滲透系數(shù)的方法。二、實(shí)驗(yàn)儀器 1達(dá)西儀，分別裝有不同粒徑的均質(zhì)試樣：礫石（粒徑510mm）；粗砂（粒徑0.60.9mm）；砂礫混合（與的混合樣）。 2秒表。 3量筒（100ml,500ml各一個(gè)）。 4直尺。 5計(jì)算器。達(dá)西實(shí)驗(yàn)裝置示意圖1試樣；2進(jìn)水開(kāi)關(guān)；3出水管；4測(cè)壓管；5儀器架；6排氣管實(shí)驗(yàn)三：飽水帶地下水滲流實(shí)驗(yàn)-達(dá)西實(shí)驗(yàn)三、實(shí)驗(yàn)原理 室內(nèi)滲透系數(shù)測(cè)定是根據(jù)達(dá)西關(guān)于多孔介質(zhì)中地下水的線性滲透定律而設(shè)計(jì)的。由達(dá)西定律,

16、 在常水頭條件下, 水流在單位時(shí)間內(nèi)透過(guò)巖石空隙的流量(Q)與巖石的斷面面積()、水力坡度(I)成正比： 測(cè)定不同試樣的滲透系數(shù)。 式中：Q滲透流量（cm3）； 過(guò)水?dāng)嗝婷娣e（cm2）； 上下游過(guò)水?dāng)嗝娴乃^差（cm）；L滲透途徑（cm）；I水力梯度。 由上式可推知， ，亦即，滲透系數(shù)在數(shù)值上等于水力坡度為1時(shí)，透過(guò)某單位過(guò)水?dāng)嗝娴臐B流量（亦即滲流速度）。實(shí)驗(yàn)三：飽水帶地下水滲流實(shí)驗(yàn)-達(dá)西實(shí)驗(yàn)四、實(shí)驗(yàn)步驟 1測(cè)量?jī)x器的幾何參數(shù)（實(shí)驗(yàn)員準(zhǔn)備）。 分別測(cè)量過(guò)水?dāng)嗝婷娣e（ ）、測(cè)壓管a、b、c的間距或滲透途徑（L）；記入（表3-1）。 2調(diào)試儀器（實(shí)驗(yàn)員準(zhǔn)備）。 打開(kāi)進(jìn)水開(kāi)關(guān)2，待水緩慢充滿整個(gè)試樣

17、，且出水管有水流出后，慢慢擰動(dòng)開(kāi)關(guān)2，調(diào)節(jié)進(jìn)水量，使a、c兩測(cè)壓管讀數(shù)之差最大。同時(shí)注意打開(kāi)排氣口排盡試樣中的氣泡，使測(cè)壓管a、b的水頭差與測(cè)壓管b、c的水頭差相等。 3測(cè)定水頭 待a、b、c三個(gè)測(cè)壓管的水位穩(wěn)定后，讀出各測(cè)壓管的水頭值，記入（表3-1）中。實(shí)驗(yàn)三：飽水帶地下水滲流實(shí)驗(yàn)-達(dá)西實(shí)驗(yàn) 4測(cè)定流量 在進(jìn)行步驟3的同時(shí)，利用秒表和量筒測(cè)量t時(shí)間內(nèi)水管流出的水體積，及時(shí)計(jì)算流量Q。連測(cè)兩次，使流量的相對(duì)誤差小于5相對(duì)誤差, 取平均值記入（表3-1）。 5由大往小調(diào)節(jié)進(jìn)水量，改變a、b、c三個(gè)測(cè)壓管的讀數(shù)，重復(fù)步驟3和4。 6重復(fù)第5步驟13次。即完成35次實(shí)驗(yàn)，取得35組數(shù)據(jù)。 7按記錄

18、表計(jì)算實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并抄錄其它小組另外兩種不同試樣的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)(有條件的，可分別做不同的試樣)。實(shí)驗(yàn)三：飽水帶地下水滲流實(shí)驗(yàn)-達(dá)西實(shí)驗(yàn)五、注意事項(xiàng) 1實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要及時(shí)排除氣泡。 2為使?jié)B透流速水力梯度（vI）曲線的測(cè)點(diǎn)分布均勻，流量（或水頭差）的變化要控制合適。六、實(shí)驗(yàn)成果 1提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告表（表3-1）。 2在同一坐標(biāo)系內(nèi)繪出三種試樣的曲線，并分別用這些曲線求滲透系數(shù)K值，與直接據(jù)（表3-1）中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。實(shí)驗(yàn)三：飽水帶地下水滲流實(shí)驗(yàn)-達(dá)西實(shí)驗(yàn)表3-1 達(dá)西滲流實(shí)驗(yàn)報(bào)告表儀器編號(hào)： 過(guò)水?dāng)嗝婷娣e（） （cm） 滲透途徑（L） （cm） 水溫 （）實(shí)驗(yàn)三：飽水帶地下水滲流實(shí)驗(yàn)-達(dá)西實(shí)驗(yàn)滲

19、透流速土樣名稱實(shí)驗(yàn)次數(shù)水力梯度（I） 滲透流速( )滲透系數(shù)（K）備注測(cè)壓管水頭水頭差（cm）H=Ha-Hc水力梯度I=H/L滲透時(shí)間t(s)滲透體積V（cm3）滲透流量（cm3/s）Q=V/t(cm/s)Ha（cm）Hc（cm）cm/sm/d12345平均實(shí)驗(yàn)日期 報(bào)告人 班號(hào) 組號(hào) 同組成員 七、思考題（任選2題回答） 1為什么要在測(cè)壓管水位穩(wěn)定后測(cè)定流量？ 2討論三種試樣的曲線是否符合達(dá)西定律？試分析其原因。 3將達(dá)西儀平放或斜放進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，其結(jié)果是否相同？為什么？ 4比較不同試樣的K值，分析影響滲透系數(shù)K值的因素。實(shí)驗(yàn)三：飽水帶地下水滲流實(shí)驗(yàn)-達(dá)西實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1熟悉與潛水有關(guān)的基

20、本概念，增強(qiáng)對(duì)潛水補(bǔ)給、徑流和排泄的感性認(rèn)識(shí)。 2加深對(duì)流網(wǎng)概念的理解，培養(yǎng)綜合分析問(wèn)題的能力。 3認(rèn)真觀察地表徑流，確定潛水面形狀，同時(shí)分析地下水分水嶺的移動(dòng)過(guò)程和不同條件下的潛水流網(wǎng)。二、實(shí)驗(yàn)儀器 1地下水演示儀。該儀器的主要組成部分及功能介紹如下： （1）槽體：內(nèi)盛均質(zhì)砂，模擬含水層。（2）降雨器：模擬降雨，可人為控制雨量大小及降雨的分布。（3）模擬井：兩個(gè)完整井和兩個(gè)非完整井分別裝在儀器的正面(A面)和背面(B面)，均可人為對(duì)任一井進(jìn)行抽(注)水模擬，也可聯(lián)合抽(注)水。實(shí)驗(yàn)四：潛水模擬演示實(shí)驗(yàn) （4）模擬集水廊道：可人為控制集水廊道的排水。（5）測(cè)壓點(diǎn)：與測(cè)壓管架上的測(cè)壓管連通，可以

21、測(cè)定任一測(cè)壓點(diǎn)的測(cè)壓水頭；與示蹤劑注入瓶連通可以演示流線。（6）測(cè)壓管架。（7）示蹤劑注入瓶。（8）穩(wěn)水箱：用于穩(wěn)定河水位。（9）水表。2示蹤劑 選用紅墨水演示流線。3直尺(50cm)和計(jì)算器等。實(shí)驗(yàn)四：潛水模擬演示實(shí)驗(yàn) 三、實(shí)驗(yàn)原理 飽水帶中第一個(gè)具有表面的含水層中的水稱作潛水。潛水沒(méi)有隔水頂板，或只有局部的隔水頂板。潛水的水面為自由水面，稱作潛水面。由于潛水含水層上面不存在隔水層，直接與包氣帶相接，所以潛水在其全部分布范圍內(nèi)都可以通過(guò)包氣帶接受大氣降水、地表水或凝結(jié)水的補(bǔ)給。潛水面不承壓，通常在重力作用下由水位高的地方向水位低的地方徑流。潛水的排泄方式有兩種：一種是徑流到適當(dāng)?shù)匦翁?，以泉?/p>

22、滲流等形式泄出地表或流入地表水，這便是徑流排泄；另一種是通過(guò)包氣帶或植物蒸發(fā)進(jìn)入大氣，這是蒸發(fā)排泄。 本次實(shí)驗(yàn)就是根據(jù)自然潛水的補(bǔ)給和排泄方式進(jìn)行模擬，通過(guò)人工降水以及不同排泄方式來(lái)演示潛水運(yùn)移，同時(shí)通過(guò)改變河流水位，進(jìn)而改變地下水分水嶺的移動(dòng)，從而讓學(xué)生更直觀的觀察潛水流網(wǎng)。實(shí)驗(yàn)四：潛水模擬演示實(shí)驗(yàn) 四、實(shí)驗(yàn)步驟 1熟悉地下水演示儀的結(jié)構(gòu)及功能。 2地表徑流的演示。 打開(kāi)降雨開(kāi)關(guān)，人為調(diào)節(jié)降雨強(qiáng)度。保持兩河較低水位排水。認(rèn)真觀察地表徑流產(chǎn)生情況。 3觀測(cè)有入滲條件的潛水面形狀 4觀測(cè)地下分水嶺的偏移中等強(qiáng)度均勻降雨，保持兩河等值低水位排水，觀察地下分水嶺位置。 5人為活動(dòng)影響下地下水與河水的

23、補(bǔ)給和排泄關(guān)系的變化（此項(xiàng)為選擇內(nèi)容）實(shí)驗(yàn)四：潛水模擬演示實(shí)驗(yàn) 中等強(qiáng)度降雨，保持兩河同等較高水位排水。選擇35個(gè)測(cè)壓點(diǎn)注入示蹤劑。使地下水位處于穩(wěn)定的初始狀態(tài)。具體演示： （1）集水廊道抽水：打開(kāi)集水廊道開(kāi)關(guān)進(jìn)行排水。觀察流線變化特征，分析集水廊道排水對(duì)地下水與河水的補(bǔ)給和排泄關(guān)系的影響。 （2）完整井抽（注）水：恢復(fù)初始狀態(tài)。打開(kāi)兩個(gè)完整井開(kāi)關(guān)，一個(gè)抽水，一個(gè)注水。觀察地下分水嶺的變化及流線形態(tài)。 （3）非完整井抽水：恢復(fù)初始狀態(tài)。打開(kāi)兩個(gè)非完整井的開(kāi)關(guān)，通過(guò)開(kāi)關(guān)控制兩個(gè)非完整井等降深抽水。 五、注意事項(xiàng) 要認(rèn)真觀察潛水流網(wǎng)變化的形狀，以便更清楚地了解天然條件下潛水運(yùn)移規(guī)律。實(shí)驗(yàn)四：潛水模

24、擬演示實(shí)驗(yàn) 六、實(shí)驗(yàn)成果 1在上根據(jù)步驟3繪制A剖面流網(wǎng)圖；根據(jù)步驟5（3）的演示，在B剖面上示意畫出兩非完整井等降深抽水時(shí)的流網(wǎng)圖。 2對(duì)于河間地塊含水層，當(dāng)河水位不等時(shí)，地下水分水嶺偏向哪一側(cè)?試分析其原因?七、思考問(wèn)題 1分析降雨強(qiáng)度與地表徑流的關(guān)系。 2分析地形與地表徑流的關(guān)系。 3抬高一側(cè)河水位，即抬高一側(cè)的穩(wěn)水箱。觀察地下分水嶺向什么方向移動(dòng)。試分析為什么分水嶺會(huì)發(fā)生移動(dòng)？能否穩(wěn)定？停止降雨，地下分水嶺又將如何變化？認(rèn)真觀察停止降雨后地下分水嶺變化過(guò)程。 4若兩非完整井等降深抽水時(shí)，各井的抽水量是否相等?實(shí)驗(yàn)四：潛水模擬演示實(shí)驗(yàn) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1熟悉與承壓水有關(guān)的基本概念，增強(qiáng)對(duì)承

25、壓水的補(bǔ)給、排泄和徑流的感性認(rèn)識(shí)。 2練習(xí)運(yùn)用達(dá)西定律的基本觀點(diǎn)分析討論水文地質(zhì)問(wèn)題。 3分析討論承壓含水層補(bǔ)給與排泄的關(guān)系，觀測(cè)天然條件下泉流量的衰減曲線。二、實(shí)驗(yàn)儀器 1承壓水演示儀。該儀器的主要組成部分的功能如下： （1）含水層：用均質(zhì)石英砂模擬。 （2）隔水層：用粘土模擬。構(gòu)成大致等厚的承壓含水層的頂板和底板。 （3）斷層上升泉：承壓含水層主要通過(guò)泉排泄，泉水通過(guò)開(kāi)關(guān)9排出，可用秒表和量筒配合測(cè)量其流量。 （4）模擬井（虛線部分為濾水部分）：中間b井和開(kāi)關(guān)8連通，通過(guò)開(kāi)關(guān)8可以控制b井的抽(注)水。實(shí)驗(yàn)五、承壓水模擬演示實(shí)驗(yàn) （5）模擬河：承壓含水層接受河流補(bǔ)給，通過(guò)調(diào)整穩(wěn)水箱（開(kāi)關(guān)7

26、接穩(wěn)水箱）的高度控制補(bǔ)給承壓含水層的河水水位。 （6）隔水板：上部穿孔，河水可以通過(guò)穿孔部分補(bǔ)給承壓含水層。 2秒表。 3量筒：500ml、50ml、25ml各一個(gè)。 4直尺(50cm)。 5計(jì)算器等。實(shí)驗(yàn)五、承壓水模擬演示實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)五、承壓水模擬演示實(shí)驗(yàn)承壓水演示儀（1：5）三、實(shí)驗(yàn)原理 充滿于兩個(gè)隔水層之間的含水層中的水，叫做承壓水。承壓水含水層上部的隔水層稱作隔水頂板，或叫限制層。下部的隔水層叫做隔水底板。頂?shù)装逯g的距離為含水層厚度。承壓水受到隔水層的限制，與大氣圈、地表水圈的聯(lián)系較弱。當(dāng)頂?shù)装甯羲阅芰己脮r(shí)，他主要通過(guò)含水層出露地表的補(bǔ)給區(qū)（這里的水實(shí)際上已轉(zhuǎn)為潛水）獲得補(bǔ)給，并通過(guò)范圍有限的排泄區(qū)排泄。本實(shí)驗(yàn)所模擬的以抬高河水的水位來(lái)補(bǔ)給承壓水，同時(shí)以泉、集水廊道和井的形式進(jìn)行排泄，通過(guò)演示承壓水運(yùn)移規(guī)律，讓學(xué)生更直觀的了解承壓水，同時(shí)通過(guò)測(cè)量泉流量，可以更清楚地了解天然條件下泉流量的衰減曲線。實(shí)驗(yàn)五、承壓水模擬演示實(shí)驗(yàn)四、實(shí)驗(yàn)步驟 1熟悉承