Ⅲ水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)指導(dǎo)目錄前言實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)規(guī)則 (1)實(shí)驗(yàn)部分(I)實(shí)驗(yàn)一孔隙與水 (3)實(shí)驗(yàn)二達(dá)西滲流實(shí)驗(yàn) (11)實(shí)驗(yàn)三砂土中水的毛細(xì)運(yùn)動(dòng) (21)實(shí)驗(yàn)四潛水模擬演示 (29)實(shí)驗(yàn)五承壓水模擬演示 (35)實(shí)驗(yàn)六地下水流動(dòng)系統(tǒng)數(shù)值模擬演示(計(jì)算機(jī)) (43)實(shí)驗(yàn)七多源匯地下水流動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與演示 (49)實(shí)習(xí)部分(Ⅱ)實(shí)習(xí)一編制潛水等水位線圖 (51)實(shí)習(xí)二編制承壓水等測(cè)壓水位線圖 (52)實(shí)習(xí)三達(dá)西定律的物理實(shí)質(zhì)及其應(yīng)用 (53)實(shí)習(xí)四地下水化學(xué)成分形成作用實(shí)例分析 (56)實(shí)習(xí)五巖溶及巖溶水的發(fā)育規(guī)律 (58)實(shí)習(xí)六讀水文地質(zhì)圖 (60)附圖一沙河地區(qū)潛水等位線圖 (63)附圖二龍泉鎮(zhèn)地區(qū)中寒武統(tǒng)承壓含水層等測(cè)壓水位線圖 (64)附圖三東王村地區(qū)水文地質(zhì)圖 (65))))))))))))))))))+ )))))))))))))))))+ )))))))))))))))))))))))))))))))))+)))))))))))))))))+實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)規(guī)則)))))))))))))))))))))))))))))))))+1.實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)前必須認(rèn)真預(yù)習(xí),明確實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)的目的、要2.選做設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)時(shí),要提前寫出實(shí)驗(yàn)方案,經(jīng)指導(dǎo)教師批閱,與實(shí)驗(yàn)室老師預(yù)約時(shí)間進(jìn)行。3.實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)過(guò)程中聽從教師指導(dǎo),按要求認(rèn)真操作,細(xì)心觀察,及時(shí)記錄;同時(shí),積極思考,主動(dòng)討論,培養(yǎng)綜合分析問(wèn)題的能力。4.實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)結(jié)束后,按要求整理好儀器和樣品;實(shí)事求是地整理原始資料,按時(shí)完成并提交實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)報(bào)告。3實(shí)驗(yàn)部分_______________________________________實(shí)驗(yàn)一孔隙與水1.加深理解松散巖土的孔隙度、給水度和持水度的概念。2.掌握實(shí)驗(yàn)室測(cè)定砂土樣孔隙度、給水度和持水度的方法。3.了解層狀土給水度的測(cè)定方法。1.熟悉試樣給水度儀的結(jié)構(gòu),了解儀器的工作原理。2.測(cè)定3種松散巖土試樣的孔隙度、給水度和持水度。3.自選實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:了解透水石的原理與作用,標(biāo)定儀器透水石的負(fù)壓。4.設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn):均質(zhì)與層狀土理論給水度的求取方法。1.試樣給水度儀(見圖I11)。2.水箱、大號(hào)吸耳球,用以抽吸試樣給水度儀底部漏斗的氣體。3.量杯、量筒(100mI)和膠頭滴管。4.天然松散巖土試樣:礫石(粒徑為5-10mm,大小均勻,磨圓度好);砂(粒徑為0.45-0.6mm);砂礫混合樣(把上述砂樣完全充填于礫石樣的孔隙中得到的一種新試樣)。1.透水石與底部漏斗簡(jiǎn)介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)壓值是指在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中靠近試樣的一側(cè),在氣、液、固三相介質(zhì)界面上,形成彎液面后產(chǎn)生的附加實(shí)驗(yàn)部分4表面壓強(qiáng)。給水度儀的底部漏斗是連接供水裝置與試樣筒的中間部件,實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要保持完全飽水狀態(tài),實(shí)驗(yàn)前需要進(jìn)行排氣充水。2.標(biāo)定透水石的負(fù)壓值(-P)第一步,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)。具體操作:將試樣筒與底部漏斗一起從開關(guān)a處卸下(見圖I11),浸沒(méi)于水箱中并倒置;將漏斗管口與吸耳球管口連接,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。然后,同時(shí)打開a、b兩開關(guān),在兩管口同時(shí)流水的情況下連接漏斗下部的塑料管。關(guān)閉a、b開關(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。第二步,測(cè)定透水石的負(fù)壓值(-P)。打開a、b開關(guān),緩慢降低A滴定管(滴定管液面低于透水石底面),同時(shí)注意觀察其液面的變化。當(dāng)A滴定管液面突然上升時(shí),立刻關(guān)閉b開關(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(-P)。反復(fù)測(cè)定幾次,選其中最小數(shù)值(絕對(duì)值)作為實(shí)驗(yàn)儀器所采用的負(fù)壓值(-P)。3.標(biāo)定試樣筒的容積(V)將試樣筒裝滿水,用量筒或滴定管測(cè)出所裝水的體積即為試樣筒的容積(V)。以上準(zhǔn)備工作由實(shí)驗(yàn)教師或?qū)W生在實(shí)驗(yàn)課前做好。1.連接將試樣筒與滴定管裝滿水,同時(shí)打開a、b兩開關(guān),保持兩管口朝上,在兩管口同時(shí)流水的情況下連接漏斗底部的塑料管;關(guān)閉a、b開關(guān),倒去試樣筒中剩余的水。2.檢查試樣筒與滴定管連接好之后,檢查試樣筒底部漏斗是否有氣泡,如有氣泡,應(yīng)參照實(shí)驗(yàn)原理與準(zhǔn)備工作中第2點(diǎn)第一步進(jìn)行排氣,然后重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟第1步(連接)。3.裝樣裝樣前,在a、b開關(guān)關(guān)閉狀態(tài)下,將A滴定管液面調(diào)到零刻度,用干布把試樣筒內(nèi)壁擦干(注意:干布不要接觸透水石)。裝礫石樣和砂樣時(shí),不用裝樣篩,直接將試樣逐次倒人試樣筒,輕拍試樣筒以保證試樣密實(shí),試樣裝至與試樣筒口平齊。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,將砂樣逐次從裝樣篩中漏實(shí)驗(yàn)一孔隙與水5圖I11試樣給水度儀裝置圖圖I12退水時(shí)試樣給水度儀安裝/退水示意圖人。直至完全充填礫石樣孔隙"4.測(cè)定孔隙度適當(dāng)抬高A滴定管。使其液面略高于試樣筒口"打開a、b開關(guān)(同時(shí)用手表計(jì)時(shí))。用b開關(guān)控制進(jìn)水速度"試樣飽水后立即關(guān)閉b開關(guān)"記下A滴定管進(jìn)水量及飽水累計(jì)時(shí)間。填人表格“實(shí)驗(yàn)一孔隙與水實(shí)驗(yàn)記錄表""進(jìn)水量(體積)與試樣筒容積之比就是此試樣孔隙度"5.測(cè)定給水度將A滴定管加滿水并裝上三通管。通過(guò)三通管連接A、B滴定管"用膠頭滴管調(diào)整三通管液面(見圖I12)"將B滴定管初始刻度調(diào)至100mI處"如圖I12所示。逐步(每次5cm)同時(shí)降低A、B滴定管的高度。分別在實(shí)驗(yàn)記錄表中記錄相應(yīng)的出水量。直至達(dá)到儀器最大負(fù)壓值結(jié)束(見圖I12退水結(jié)束位置)"即:首先同時(shí)降低A、B滴定管后(見圖I12退水開始位置)。打開b開關(guān)。試樣中退出的水沿三通管進(jìn)人B滴定管。待退水穩(wěn)定(B滴定管水位不上升)時(shí)。記錄退水量;繼續(xù)分次降低(每次5cm)A、B滴定管。待退水穩(wěn)定(B滴定管水位不上升)時(shí)。將累計(jì)退水量和累計(jì)退水時(shí)間記錄到實(shí)驗(yàn)記錄表"退水終止后。將儀器體積和負(fù)壓等參數(shù)實(shí)驗(yàn)部分6記錄到實(shí)驗(yàn)記錄表中。累計(jì)退水量(體積)與試樣體積之比就是試樣的給水度。注意: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。6.重復(fù)上述步驟3~5,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)。1.提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告表,即孔隙與水實(shí)驗(yàn)記錄表。2.回答下列問(wèn)題。1)從試樣中退出的水是什么形式的水9退水結(jié)束后,試樣中保留的水是什么形式的水92)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,分析比較松散巖土的孔隙度、給水度、持水度與粒徑和分選的關(guān)系。3)不同試樣退水過(guò)程中的退水量為什么有差異9!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!裁剪線!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!實(shí)驗(yàn)一孔隙與水實(shí)驗(yàn)一孔隙與水實(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進(jìn)水量mI累計(jì)飽水時(shí)間min退水負(fù)壓值(-P)累計(jì)退水量mI累計(jì)退水時(shí)間min孔隙度%給水度%持水度%備注cm0-5-10-15實(shí)驗(yàn)日期:;報(bào)告人:;班號(hào):;組號(hào):;同組成員:7實(shí)驗(yàn)一孔隙與水9附設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)均質(zhì)與層狀土理論給水度的求取方法1.根據(jù)給水度的定義與影響因素,自行設(shè)計(jì)一到兩個(gè)方案,求取均質(zhì)與層狀土理論給水度。2.進(jìn)一步理解影響給水度測(cè)試的主要因素,掌握求取土層給水度的實(shí)驗(yàn)方法。3.了解并熟悉土層負(fù)壓的測(cè)定方法。二、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(供參考)1.選擇一種砂樣,求取均質(zhì)或?qū)訝钔翆永碚摻o水度。2.測(cè)定包氣帶任一點(diǎn)的負(fù)壓,分析其變化特點(diǎn)。3.研究均質(zhì)土層包氣帶負(fù)壓與含水量的關(guān)系。1.實(shí)驗(yàn)一所用的試樣給水度儀、試驗(yàn)樣品和相關(guān)用品。2.土柱給水度儀(見圖I13)。3.不同粒徑的砂樣。本儀器主體結(jié)構(gòu)包括有機(jī)玻璃試樣柱、可升降的供水/排水裝置以及測(cè)壓板。試樣柱上設(shè)有多孔陶土頭負(fù)壓測(cè)點(diǎn)和正壓測(cè)點(diǎn),測(cè)壓點(diǎn)與測(cè)壓板通過(guò)軟管相連,可以連續(xù)測(cè)定土層從飽水的正壓到非飽水的負(fù)壓水頭,從而了解土層負(fù)壓變化及其對(duì)給水度的影響。通過(guò)升降裝置調(diào)節(jié)供水/排水裝置(溢水箱)水位,控制試樣柱中的水位;通過(guò)溢水箱水位變化的快慢控制試樣柱水位下降速度,從而求取不同埋深或不同水位下降速度下的土層給水度。五、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的基本要求1.自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,包括設(shè)計(jì)土層結(jié)構(gòu)、初始水位埋深、退水速度等。實(shí)驗(yàn)前寫出詳細(xì)實(shí)驗(yàn)方案。2.根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)記錄表格,要