河流動力學(xué)實驗報告模版

1、河流動力學(xué)實驗（一）武漢大學(xué)水利水電學(xué)院二o二年十月實驗一泥沙顆粒分析試驗一、實驗?zāi)康募绊椖?、掌握實驗室中運用篩分法及移液管體分析河床質(zhì)、懸移質(zhì)沙樣的方法。2、掌握繪制泥沙顆粒級配曲線的方法，求出泥沙樣品的d,d,（P=；，d7550pjVd25等特征值。二、篩分析法：適用于粒徑大于0.1毫米（或：0.074、0.060毫米）的泥沙顆粒分析。（一）試驗設(shè)備1、粗篩：園孔，孔徑為200、100、60、40、20、10、5、2毫米。2、細篩：方孔，孔徑為5.0、2.0、1.0、0.5、0.25、0.1、（或0.074、0.06）毫米。3、洗篩：孔徑為0.1毫米。4、其他：振篩機、烘箱、天平、毛刷

2、、盛沙杯等。（二）操作步驟1、檢查沙樣：用玻璃棒在沙樣中攪拌，如玻璃棒沒有粘附沙粒。則可以為已風(fēng)干，否則應(yīng)作風(fēng)干處理，如沙樣過多，則用四分法取出代表性沙樣分析。2、將分取沙樣，（大約100-300克左右）放在天平上稱出總重量，準(zhǔn)確至0.01克。3、根據(jù)沙樣的最大粒徑，準(zhǔn)備好粗、細篩數(shù)只，并按孔徑由大到小依次排列備用。4、將沙樣傾入粗篩之最上一層，加蓋后，放在振篩機上振篩15分鐘。5、從最上一層開始，順序?qū)⒏骷壓Y取下，在紙上用手扣打搖晃，直至無沙漏下為止，漏下之沙放在下一級篩內(nèi)，卡在孔徑中之沙。應(yīng)計入本層篩之內(nèi)。6、將留在各級篩上之沙，掃入編號杯內(nèi)，分別稱重。7、測記最大粒徑：在最上一層篩內(nèi)，找

3、出最大一顆粒沙子，量其粒徑為沙樣最大粒徑。三）實驗記錄武漢大學(xué)水利水電學(xué)院質(zhì)篩分析記錄計算表表三、移液管法（一）試驗設(shè)備1、移液管分析儀一套，本儀器只適用于粒徑小于0.1mm及濃度為0.32%的泥沙顆粒分析。2、盛沙杯：容量為100ml的玻璃杯7個。3、沉降筒：容量為600ml的玻璃量筒一個。4、溫度計：量度50C，最小刻度0.1C支。5、電動天平：感量萬分之一克。6、懸移質(zhì)水樣：（通過0.1mm洗篩沖洗）。7、攪拌器：輪徑5cm,孔徑為3mm。8、其他：烘箱、干燥器、氨水、秒表等。（二）操作步驟1、在沉降筒內(nèi)加入反凝劑（如濃度為25%的氨水2cm3）,或其他反凝劑后,再注入分析用水使液面恰到

4、600ml刻度處。2、準(zhǔn)備好分析所用移液管,秒表、分析記錄表等,用溫度計測讀懸液溫度由沉降操作時間表上查出沉降時間填入表內(nèi),為此確定各粒徑的取樣時間。3、用攪拌器將量筒內(nèi)整個懸液上下攪拌約1分鐘。往復(fù)各30次,使懸液均勻分布（注意攪拌時勿使懸液濺出筒外）。4、取出攪拌器,即將吸管垂直自量筒中央插入至20cm深處,立即吸取水樣至吸管中容積恰好為20ml時為止,取出移液管將水樣注入盛沙杯中,將杯號記入總濃度欄內(nèi)。5、再將攪拌器同上（3）步驟進行。當(dāng)取出攪拌器離開水面時,即開動秒表記時，在粒徑為0.1mm,0.05mm0.005mm沉降時間到達時，即按預(yù)先選定的沉距深度吸出水樣,分別注入玻璃杯內(nèi),記

5、下杯號,每次水樣吸收均自新的水面算起。6、取樣結(jié)束,檢查一次杯號是否記錯,即將玻璃杯放入烘箱烘干稱重。（三）實驗記錄表2移液管法顆粒分析記錄計算表水溫C沉降粒徑吸收杯杯沙重杯重沙重小于某粒時間d深度徑沙重百（分、秒）(mm)(cm)號（克）（克）（克）分?jǐn)?shù)（）總濃度200.10200.05200.025200.010150.007150.00510ss四、試驗成果計算（一）顆粒級配計算A篩分析法計算第一種情況，含沙粒徑小于0.1毫米的顆粒占總沙重不足10%時，按下列有關(guān)公式計算：（1）粗篩分析后，2毫米篩下沙樣沒有分沙情況者：AP二xlOOWS（2）粗篩分析后，2毫米篩下沙樣有分沙情況者小于2

6、毫米各粒徑級的計算公式為：AP二x100 xCW，S2大于2毫米各粒徑級的計算公式為x100A+Wx100ccS乙WS以上三式中：P小于某粒徑沙重百分?jǐn)?shù)（%）；A小于某粒徑沙重（克）；A大于2毫米，小于某粒徑沙重（克）S2毫米篩下的沙重（克）；S22毫米篩下的沙重（克）；畀參加細篩分析的總沙重（克）由于分沙，WS2的一部分。百分?jǐn)?shù)校正系數(shù)。W百分?jǐn)?shù)校正系數(shù)。WrS厶WS（二）第二種情況：含沙粒徑小于0.1毫米的顆粒，占總沙重超過10%時按下式計算：A+WA+Ws2Wx100式中A大于洗篩孔徑小于某粒徑沙重（克）s2洗篩下的沙重（克）Ws總沙重（克）。B移液管法計算：移液管分析成果計算公式為：A

7、P二x100WsWA二AVVA上兩式中P小于某粒徑沙重百分?jǐn)?shù)（）;A小于某粒徑沙重（克）s沙樣總重（克）包括篩分析部分的沙重；A某粒徑相應(yīng)時間吸取的泥沙重（克）VA吸取的水樣容積（厘米3）；V所有量筒容積通常為600厘米3。（二）泥沙顆粒級配曲線的繪制根據(jù)以上計算表的成果，以小于某粒徑沙重百分?jǐn)?shù)為縱坐標(biāo)，以粒徑大小為橫坐標(biāo)，在半對數(shù)紙上點繪該沙樣的級配曲線。rd）（三）根據(jù)級配曲線可求出4e、dpj及（45丿。實驗二起動流速及沙波運動實驗實驗二起動流速及沙波運動實驗實驗二起動流速及沙波運動實驗實驗二起動流速及沙波運動實驗一、實驗?zāi)康募绊椖?、掌握實驗室中觀測泥沙起動流速的方法，測量泥沙個別起動

8、時的流速。2、觀察泥沙個別起動、大量起動至沙波形成和運動的整個物理過程。二、實驗設(shè)備1、活動玻璃水槽一座，長10米，寬0.5米，其附屬設(shè)備有60厘米矩形堰，固定測針1-4個，活動測針桁及測針、尾門、平水柵等。2、實驗沙rs二2.65噸/米3,d50=（）毫米。3、數(shù)字流速儀及旋槳等。三、實驗步驟1、在水槽中部平整地鋪設(shè)實驗沙約厚5-7厘米作為實驗觀測段，在其上、下段鋪設(shè)一定長度的卵石，使其與實驗段的沙層齊平。3、逐漸而緩慢地打開進水閘門，同時逐漸而緩慢地打開尾門。調(diào)節(jié)到實驗段的水流達到均勻流為止。為固定測針觀測上、下水位，判斷均勻流。4、觀察泥沙起動。通過進水閘和尾門的緩慢開啟，使泥沙既達到個

9、別起動狀態(tài)，又保持實驗段為均勻流。5、讀出流量堰測針讀數(shù)。由測針零點換算成堰頂水頭，在矩形堰的水頭流量關(guān)系曲線，查出相應(yīng)流量。用活動測針觀測測量段的水深h。用流量儀按三點法測垂線平均流速。6、緩慢調(diào)節(jié)進水閘，加大流量同時調(diào)節(jié)尾門。觀察泥沙由個別起動至大量起動以及沙波的形成和運動的整個物理過程。四、實驗記錄泥沙個別起動時的觀測記錄五、實驗成果U=1、計算斷面平均流速pjBh厘米/秒2、用沙莫夫公式計算起動流速Uc二4.6d1/3hl/63、驗證沙莫夫起動流速公式的系數(shù)K。實驗三懸移質(zhì)含沙量沿垂線分布實驗實驗三懸移質(zhì)含沙量沿垂線分布實驗表3起動流速試驗記錄計算表流量、水深觀察記錄流速儀觀察0.2h

10、0.6h0.8h60厘米矩形堰測針讀數(shù)Z（cm）時間（秒）堰頂水頭t=Z+測針零點（cm）轉(zhuǎn)速（n）相應(yīng)流量Q（公升/秒）n（轉(zhuǎn)/秒）水深h（厘米）流速u（厘米/秒）思考題1、影響泥沙起動的主要因素有哪些？2、實驗求得的系數(shù)與沙莫夫公式中的系數(shù)有何差異？為什么？3、通過實驗，你認(rèn)為起動流速公式中的系數(shù)受哪些因素影響？一、實驗?zāi)康募绊椖?、進一步加深對懸移質(zhì)含沙量分布的一般規(guī)律(上稀下濃)的認(rèn)識。2、掌握實驗室中觀測懸移質(zhì)含沙量沿垂線分布的方法。二、實驗設(shè)備1、活動玻璃水槽一座長30米，寬0.5米，其附屬設(shè)備有：電磁流量計、固定測針、活動測針、尾門、平水柵等。2、虹吸管取樣器、比重瓶、天平、溫度

11、計。3、懸移質(zhì)沙樣rs二2.65噸/米3,d50=()。三、實驗步驟1、打開金屬閘門使渾水充分?jǐn)嚢?、水槽進口處含沙量分布均勻。2、通過進水閘門和尾門的緩慢開啟、關(guān)閉、調(diào)節(jié)，使實驗段保持均勻流狀態(tài)，通過固定測針測量水深判斷均勻流。3、當(dāng)滿足均勻流后，在電磁流量計上讀數(shù)，查曲線得出相應(yīng)流量，由活動測針測得水深h,通過虹吸管取樣器取出0,0.2h,0.4h,0.6h,0.8h,h六點的渾水，分別注入比重瓶。4、在尾門處取樣注入比重瓶。5、測量槽內(nèi)水溫。K=6、通過置換稱重的方法,算出相應(yīng)沙量K=W二K(W-W)s渾清四、實驗記錄電磁流量計讀數(shù)。相應(yīng)流量(公升/秒)。表4水位計記錄表五、實驗成果1、計

12、算出實驗水槽的含沙量沿垂線分布。2、用Rouse公式計算含沙量沿垂線分布取a=4毫米（虹吸管半徑）S為河底含沙量，并與實驗結(jié)果相比較。表表5含沙量沿垂線分布記錄及計算表表表5含沙量沿垂線分布記錄及計算表比重（瓶號）水深（厘米）相對水深測針讀數(shù)（厘米）W1渾水+瓶（克）W2渾水+瓶（克）（克）水溫9KWs比重瓶含沙量（公斤/米3）3、計算垂線平均含沙量，并與尾門取樣的含沙量相比較。六、思考題1、通過實驗，你對泥沙在水流中懸浮的物理實質(zhì)有何認(rèn)識？含沙量沿垂線分布為什么會上稀下濃？2、實驗成果與Rouse公式計算結(jié)果有何差異？為什么？河流動力學(xué)實驗（二）武漢大學(xué)水利水電學(xué)院二o二年十月實驗一彎道環(huán)流

13、實驗一、目的：通過觀察彎道上的水流情況，增加對彎道環(huán)流的感性認(rèn)識。二、試驗設(shè)備寬1.2m深0.6m，槽中心線曲率半徑3.6m，中心角180的矩形彎道水槽，系線的銅片280片，瀝青球1020個，紙屑或木屑，鉛絲系線的橫木架一個。系線的細鋼筋兩根，活動測針架及測針各一件。三、試驗內(nèi)容試驗時水深控制為160mm左右，其觀察項目是：1.底部流向1）在彎道上下游的直線段各選一橫斷面和彎道內(nèi)的70、90、110橫斷面的底部各放一排系線的銅片，以觀察各斷面底部流向的變化，并進行比較。2）沿彎道縱向中心底部放一排系線的銅片以觀察底部流向的沿程變化。3）放水后臨時由凸岸底部沿水流方向依次銜接放一排系線的銅片，使

14、其處于同一流線上，以觀察底部流向的變化。4）由上游投放瀝青球，以觀察底部運行軌跡。2.表面流向1）在彎道的橫斷面上，用鉛絲系線恰好與水面接觸。以觀察各斷面表面流向的變化。2）把紙屑由彎道進口前撒放水中，觀察表面流向的沿程變化。流向沿水深的變化在細鋼筋上系5線，垂直插入水中觀察不同水深處的流向變化。用活動測針測度凹岸和凸岸的水位，算出橫比降。四、要求：1.寫出實驗報告。2.對所觀察到的彎道水沙運動現(xiàn)象進行描述。作彎道環(huán)流運功示意圖。實驗二丁壩實驗一、目的：觀察正挑丁壩、上挑丁壩和下挑丁壩附近水流流態(tài)及河床沖淤狀況，掌握淹沒與非淹沒丁壩的水流特性，增加對丁壩的感性認(rèn)識。二、試驗設(shè)備活動玻璃水槽一座，長10米，寬0.5米，深0.5米，系線的銅片10片，紙屑或木屑，鉛絲系線的橫木架一個，系線的細鋼筋兩根。三、試驗步驟1、在水槽中部平整地鋪設(shè)實驗沙約厚7-10厘米作為實驗觀測段，在其上、下段鋪設(shè)一定長度的卵石，使其與實驗段的沙層齊平。2、在水槽試驗觀測段中部放置預(yù)制的丁壩，在丁壩上下游及丁壩正前方橫斷面的底部各放一排系線的銅片。3、逐漸而緩慢地打開進水閘門，同時逐漸而緩慢地打開尾門，調(diào)節(jié)到實驗段的水流觀測淹沒和非淹沒丁壩附近底部水流流態(tài)及河床沖淤狀況。4、在丁壩上下游及丁壩正前方橫斷面上，用鉛絲系線恰好與水面接觸。以觀察各斷面表面流向的變化。同時把紙屑由水槽