水利水电工程专业实践教学大纲

水利水电工程专业实践教学大纲
《工程测量A》实验教学大纲
课程编号：1322001
课程名称：工程测量A
实验学分：0.5学分
实验学时：8学时
适用专业：水利水电工程、农田水利工程、水文与水资源工程
实验一、水准仪认识与使用
实验性质：验证
实验内容：1、认识水准仪
2、练习水准仪的使用
实验目的和要求：1、了解DS3型水准仪各部件的名称和作用。

2、练习水准仪的安置、整平、瞄准与读数。

注意点：1、脚架高度适中，架头大致水平。

2、仪器安装到三脚架上后必须立即将中心连接螺旋旋紧。

实验二、普通水准测量
实验性质：综合
实验内容：1、练习普通水准测量的观测、记录、计算与检核
2、施测一条4个测站左右的闭合或附合水准路线
实验目的和要求：1、掌握普通水准测量的观测、记录、计算和检核的方法。

2、掌握水准测量的闭合差调整及求出待定点高程。

注意点：1、每次读数前要消除视差，并使符合水准气泡严格居中。

2、在已知点和待定点上不能放置尺垫，但转点必须用尺垫，在仪器迁站时，前视点的尺垫不能移动。

实验三、水准仪检验与校正
实验性质：验证
实验内容：1、完成DS3型水准仪的三项检验
2、了解校正的方法，在教师的指导下进行校正
实验目的和要求：1、了解水准仪的主要轴线及它们之间应满足的几何条件。

2、掌握水准仪检验的步骤和要领，了解其校正方法。

注意点：1、要按照实验步骤进行检验，不能颠倒，确认检验无误后才能进行校正。

2、校正时，应先松后紧，松紧适当，校正完毕后，校正螺丝应处于稍紧状态。

实验四、经纬仪认识与使用
实验性质：验证
实验内容：1、认识经纬仪
2、练习经纬仪的使用
实验目的和要求：1、了解DJ6型经纬仪各部件的名称和作用。

2、练习经纬仪的对中、整平、瞄准与读数的方法，掌握基本操作要领。

注意点：1、领到仪器开箱时，必须仔细观察仪器在箱中位置，以便仪器用完后原样装入箱中。

2、仪器安装到三脚架上后必须立即将中心连接螺旋旋紧。

实验五、角度测量
实验性质：验证
实验内容：1、练习测回法和全圆法测量水平角的观测、记录及计算
2、分别按测回法和全圆法观测两个测回，并达到精度要求
实验目的和要求：1、掌握测回法观测水平角的观测顺序、记录及计算方法。

2、掌握全圆法观测水平角的观测顺序、记录及计算方法。

注意点：1、瞄准目标时，尽可能瞄准其底部，以减少目标倾斜引起的误差。

2、同一测回观测时，切勿误动度盘变换手轮，以免发生错误。

实验六、竖直角观测及经纬仪检验与校正
实验性质：验证
实验内容：1、练习竖直角观测、记录及计算的方法
2、练习经纬仪检验、校正的步骤和方法
实验目的和要求：1、掌握竖直角观测、记录及计算的方法。

2、掌握经纬仪检验的步骤和要领，了解其校正方法。

注意点：1、竖直角观测时，每次读数前应使指标水准管气泡居中。

2、按实验步骤进行检验、校正，顺序不能颠倒。

实验七、四等水准测量
实验性质：综合
实验内容：1、练习四等水准测量的观测、记录、计算与检核的方法
2、施测一条4个测站左右的闭合或附合水准路线
实验目的和要求：1、掌握四等水准测量的观测、记录、计算与检核的方法。

2、熟悉四等水准测量的主要技术指标，掌握测站及水准路线的检核方法。

注意点：1、记录者应边记录边计算，时刻提醒观测者是否超限。

2、扶尺者在一个测站没有观测和计算符合限差要求之前，不得随便移动。

实验八、地形图测绘
实验性质：综合
实验内容：1、练习经纬仪配合半圆仪测绘地形图的步骤和方法
2、完成指定区域地形图的测绘
实验目的和要求：1、掌握选择地形点的要领。

2、掌握经纬仪配合半圆仪测绘地形图的方法和步骤。

注意点：1、测量之前，观测员与跑尺员应先在测站上研究需要立尺的位置和跑尺方案，在跑尺过程中，观测员与跑尺员应密切配合。

2、绘图员应时刻注意碎部点的具体情况，按实际情况绘图。

实验九、新仪器认识
实验性质：演示
实验内容：1、认识全站仪
2、练习使用全站仪测定距离、角度和坐标等
实验目的和要求：1、了解全站仪的构造和主要功能。

2、初步掌握用全站仪进行角度测量、距离测量、坐标测量的作业方法。

注意点：1、本实验在教师演示后进行。

2、严禁将望远镜对向太阳或其他强光。

实验教材：
1、《工程测量A实验指导书》，扬州大学水利科学与工程学院，2006年
主要参考书目：
1、河海大学编，《水利工程测量》（第三版），中国水利水电出版社，1994年
2、刘普海等主编，《水利水电工程测量》，中国水利水电出版社，2005年
3、合肥工业大学等院校合编，《测量学》（第四版），中国建筑工业出版社，1995年
4、武汉测绘科技大学编，《测量学》，测绘出版社，1996年
执笔人：孔明明
《电工学与电气设备》实验教学大纲
课程编号：1222911
课程名称：电工学与电气设备
实验学分：
实验学时：3 学时
适用专业：水利水电工程、农业水利工程
实验名称与学时安排
实验一、线性网络定理的验证
实验性质：验证
实验内容：研究电位与参考点的关系，验证基尔霍夫电压和电流定律。

实验目的和要求：通过实验，使学生加深对电流、电压参考方向的理解，并验证负载上获得最大功率的条件。

利用自行设计的含源一端口网络，用各种不同的测试方法，测试该含源一端口网络的等效参数，验证戴维宁定理。

注意点：电工实验仪器的使用方法及使用范围。

各种电量的测量方法及步骤。

实验二、正弦交流电路中RLC元件的特性
实验性质：设计性实验
实验内容：自行设计电路，观察和研究RLC正弦交流电路中电流、电压间的相位关系及其随工作频率变化的情况。

实验目的和要求：通过实验，使学生加深理解R、L、C元件的阻抗与频率的关系，以及元件端电压与电流之间的关系；学习用实验的方法测量线圈的电感量。

注意点：电工实验仪器的使用方法及使用范围。

各种电量的测量方法及步骤。

实验三、运算放大电路的研究
实验性质：设计性实验
实验内容：自行设计电路，掌握用运放构成比例运算、差动运算、积分运算和微分运算电路的方法，研究如何提高运算电路精度的方法。

实验目的和要求：通过实验，测量反相比例放大器和同相比例放大器的输出电压与输入电压之间的关系；测量加法器的输出电压与输入电压之间的关系。

注意点：电工实验仪器的使用方法及使用范围。

各种电量的测量方法及步骤。

实验教材：
1、电工电子实验中心编，《电工电子实验教程》，讲义，2006年12月
主要参考书目：
1、娄娟，电工学实验指导书，中国电力出版社，2006年8
2、张孝三主编，《电工学实验指导书（第三版）》，中国劳动社会保障出版社，2002年4
执笔人：葛强
《材料力学》实验教学大纲
课程编号：1312004
课程名称：材料力学
实验学分：
实验学时：6学时
适用专业：水利水电工程、农业水利工程
实验一、低碳钢、铸铁的拉伸、压缩实验
实验性质：验证
实验内容：观察低碳钢的拉伸过程，测定其强度、塑性指标；观察铸铁的拉伸过程，测定其强度指标；观察低碳钢和铸铁的压缩过程，测定铸铁的强度极限；比较低碳钢、铸铁的力学性能。

实验目的和要求：通过实验了解万能试验机基本原理、构造、主要性能和操作规程；掌握万能试验机、游标卡尺等常用仪器设备的操作方法；掌握低碳钢和铸铁的拉、压力学性质，以及强度指标和塑性指标的计算，并比较塑性材料和脆性材料的力学性质。

注意点：本实验为材料破坏性试验，实验过程不可逆，实验前应充分取得试件的原始数据，低碳钢材料的屈服点应及时找出并记录数据，否则将无法获取该重要参数；学生应充分了解试验机的操作步骤，遵守实验室规章制度，防止发生意外人身伤害事故。

实验二、纯弯曲梁电测实验
实验性质：综合
实验内容：测定梁在纯弯曲时横截面上正应力大小和分布规律；验证纯弯曲梁的正应力计算公式。

实验目的和要求：通过实验学会用电测法测量矩形截面梁在纯弯曲时的正应力的分布；正确地测定梁在纯弯曲时横截面上正应力大小和分布规律，验证纯弯曲梁的正应力计算公式；学会用电阻应变仪进行多点的应变测量。

注意点：学生对电测原理应有所了解，并熟悉电测法的步骤，否则容易得到错误的测试结果，对实验过程的一知半解将使实验失去意义。

实验三、弯扭组合变形电测实验
实验性质：综合
实验内容：测定平面应力状态下一点主应力大小和方向，并与理论值比较，掌握应变花的应用。

实验目的和要求：通过实验掌握用电测法测定平面应力状态下主应力的大小及方向，并与理论值进行比较；进一步掌握电测法。

注意点：注意试件上所贴应变花的类型和方位，其角度与实验指导书上所画是否一致，相应的主应力计算公式是否相同。

实验教材：
1、鲁锦伯、刘萍华编·《材料力学实验指导书》·扬州大学建筑科学与工程学院·2003年7月
主要参考书目：
1、徐道远、黄孟生、朱为玄、王向东编·《材料力学》·河海大学出版社·2003年7月
2、刘鸿文、吕荣坤主编·《材料力学实验（第三版）》·高等教育出版社·2006年1月
执笔人：顾爱军
《水力学》实验教学大纲
课程编号：1312003 课程名称：水力学 实验学分：0.5学分 实验学时：8 学时
适用专业：水利水电工程、农业水利工程、水文与水资源工程
实验一、静水压强实验
实验性质：验证
实验内容：测定静水中任意点压强，验证静水压强基本方程式，测定待测溶液的重度。

实验目的和要求：
1、通过实验进一步理解静水压强基本方程式的物理意义和几何意义，验证静止液体中，不同点对于同一基准面的测压管水头为一常数。

2、实测静止液体中A 、B 两点压强的大小，掌握静水压强的测量方法。

3、学习利用U 形管测量液体容重的方法。

4、建立液体表面压强p 0＞p a ,p 0＜p a 的概念，加强对绝对压强、相对压强和真空压强的理解。

注意点：
(1)读取测压管读数时，一定要等液面稳定后再读，并注意使视线与液面最低处处于同一水平面上。

(2)升降器只能在最上孔和最下孔之间轻缓移动，切忌动作过猛或超出上下孔位移动，以免损坏仪器。

(3)如发现测压管中水位不断改变，说明容器或测压管漏气，此时应采取止漏措施。

(4)开关气阀时，切忌在水平方向转动气阀。

(5)读数时，注意测压管标号和记录表中要对应。

实验二、静水压力实验
实验性质：验证
实验内容：通过杠杆平衡原理测定铅垂面上的静水总压力，与理论计算出的对应力进行比较，从而验证静水压力计算理论。

实验目的和要求：
1、测定矩形垂直平面上的静水总压力。

2、验证垂直平面上静水总压力的计算理论。

注意点：
1、加水或放水时，要注意观察杠杆所处的状态。

2、砝码每套专用，测读砝码要看清其所注克数。

实验三、静压传递演示
实验性质：演示
实验内容：通过静压传递扬水现象，演示静水压力传递的过程。

实验目的和要求：
1、了解仪器的结构和工作原理。

2、掌握实验中的扬水现象、虹吸现象的机理。

3、掌握静水压力的传递过程和传递方式，建立静水压力的传递的概念。

注意点：注意水流运动路径，观察上（可）密封水箱4的扬水现象、逆止阀6的启闭、虹吸管9的虹吸现象等，掌握其机理，了解其成因。

实验四、流线演示
实验性质：演示
实验内容：观察液体流动的流线，理解流线的基本特征，演示液体流经不同固体边界时的流动现象。

实验目的和要求：
1、通过演示进一步理解液体流动的流线及流线的基本特征。

2、观察液体流经不同固体边界时的流动现象。

注意点：演示结束关闭电源，拔下电源插头。

实验五、水流流动形态及绕流现象演示
实验性质：演示
实验内容：观察各种边界条件下产生的旋涡及流线分部现象，分析比较局部损失的大小和对建筑物安全的影响，演示绕流现象、分离点及卡门涡街现象。

实验目的和要求：
1、观察各种几何边界条件下产生的旋涡现象，搞清旋涡产生的原因与条件。

2、通过对各种边界下旋涡强弱的观察，分析比较局部损失的大小。

3、观察绕流现象、分离点及卡门涡街现象。

注意点：演示结束关闭电源，拔下电源插头。

实验六、流量测量实验
实验性质：验证
实验内容：通过文丘里流量计与体积时间法测流量方法的对比，率定文丘里流量计的系数，并比较两种方法的优劣。

实验目的和要求：
1、了解文透利流量计测流量的原理及其构造，掌握使用文透利流量计测流量的方法。

2、实测并绘制文透利流量计的压差和流量的关系曲线。

3、率定文透利流量计的流量系数μ值。

4、掌握体积法测量流量的方法，并比较其与文透利流量计测流量的精度。

注意点：
1、在溢流板有溢流时方能进行实验；
2、实验结束后，关闭电源开关(不要停在电源接通状态)；
3、每次体积法测流量，量筒里的水要倒进接水器，不要倒在其它地方，以免循环用水不够。

实验七、流速测量实验
实验性质：验证
实验内容：应用光电流速仪测定明槽垂线流速分布，了解其规律。

实验目的和要求：
掌握用光电流速仪测定点流速的方法；观察垂线流速分布情况。

注意点：使用光电传感器时要避免振动；实验结束后关闭电源，拔下电源插头。

实验八、能量方程验证实验
实验性质：验证
实验内容：通过仪器上动、势能之间的相互转化现象，进一步验证能量（伯努里）方程，了解各种能量、水头线之间的相对关系。

实验目的和要求：
1、验证流体恒定总流的能量方程；
2、通过对动水力学诸多水力现象的实验分析研讨，进一步掌握有压管流中动水力学的能量转换特性；
3、掌握流速、流量、压强等动水力学水力要素的实验量测技术，根据测试数据绘制一条测压管水头线和总水头线。

注意点：注意观察思考：1)测压管水头线和总水头线的变化趋势；2)位置水头、压强水头之间的相互关系；3)测点(2)、(3)测管水头是否相同?为什么？4)测点(12)、(13)测管水头是否不同？为什么？5)当流量增加或减少时测管水头如何变化?
实验九、动量方程验证实验
实验性质：验证
实验内容：通过活塞式动量方程仪，对动量与流速、流量、出射角度、动量矩等因素间相关性的分析研究，进一步掌握流体动力学的动量守恒特性。

实验目的和要求：
1、验证不可压缩流体恒定流的动量方程；进一步理解动量方程的物理意义。

2、通过对动量与流速、流量、出射角度、动量矩等因素间相关性的分析研究，进一步掌握流体动力学的动量守恒特性；
3、了解活塞式动量方程实验仪原理、构造，进一步启发与培养同学创造性思维的能力。

注意点：
1、要使活塞转动轻快；
2、实验时，利用体积法或称重法测流量，接水时间尽可能长些；
3、每次测流量，筒里的水要倒进接水器，不要倒在其它地方，以免循环用水不够。

实验十、管道沿程阻力系数测定实验
实验性质：验证
实验内容：掌握测定管道沿程阻力系数的方法，并将之与摩迪图查出值进行比较。

实验目的和要求：
1、掌握管道沿程阻力系数的量测技术和应用气—水压差计及电压差计测量压差的方法；
2、加深理解圆管层流和紊流的沿程损失随平均流速变化的规律；
3、测绘λ～Re曲线并与莫迪图对比，分析其合理性，进一步提高对实验成果的分析能力。

注意点：
1、实验结束先关闭调节阀，检查比压计是否回零，然后关闭阀门，并切断电源；
2、实验时，利用体积法或称重法测流量，接水时间尽可能长些；
3、每次测流量，筒里的水要倒进接水器，不要倒在其它地方，以免循环用水不够。

实验十一、管道局部阻力系数测定实验
实验性质：验证
实验内容：测定管道突然扩大、缩小局部阻力系数，并与理论值进行比较分析，同时了解管道突变断面前后测压管水头线的变化规律。

实验目的和要求：
1、掌握管路中用类推法测沿程阻力损失进而测定局部阻力系数的测定方法，把所测的局部阻力系数ξ扩、ξ缩与经验公式计算数值进行比较分析。

2、进一步了解管径突然变化，在突变断面前后测压管水头线的变化规律，加深对局部阻力损失机理的理解。

注意点：
(1)每次测量时，流量不宜调节得过小，以免造成较大误差。

(2)每次改变流量后，要等测压管水位稳定后，再测读。

(3)注意突扩后的断面应选在何位置。

实验十二、水击演示
实验性质：演示
实验内容：观察有压管上水击的发生及水击发生阀的现象，加深对水击的理解，了解水击压强的测量、水击现象的利用和水击危害的消除方法。

实验目的和要求：
1、观察有压管道上水击的发生及水击发生时的现象，加深对水击的理解。

2、了解水击压强的测量、水击现象的利用和水击危害的消除方法。

注意点：
1、注意电源开关的开启、关闭的方向。

2、注意水源的清洁、保护逆止阀。

实验十三、虹吸原理演示
实验性质：演示
实验内容：通过虹吸现象演示，加强对虹吸原理的理解。

实验目的和要求：
1、观察虹吸的形成和破坏，以及虹吸管沿程压力的分布情况。

2、测量虹吸管真空度，确定最大真空域。

3、定性分析虹吸管流动的能量转换特性。

4、观察虹吸原理在虹吸式出水流道中的应用情况，分析其优缺点。

5、观察泵站的虹吸式出水流道边界条件下产生的流动及旋涡现象。

6、通过对旋涡的观察，分析旋涡产生的原因与条件，及虹吸式出水流道局部损失的机理。

7、讨论减小虹吸式出水流道局部损失的方法。

注意点：
1、注意电源开关的开启、关闭的方向。

2、注意虹吸管上测压管是否漏气。

实验十四、雷诺实验
实验性质：演示
实验内容：观察层流和紊流现象，了解其变化规律。

测定不同流态下的雷诺数，绘制沿程水头损失和断面平均流速的关系曲线，验证不同流态下沿程水头损失的规律。

实验目的和要求：
1、观察液体流动时的层流和紊流现象。

区分两种不同流态的特征，搞清两种流态产生的条件。

分析圆管流态转化的规律，加深对雷诺数的理解。

2、测定颜色水在管中的不同状态下的雷诺数。

3、通过对颜色水在管中的不同状态的分析，加深对管流不同流态的了解。

学习古典流体力学中应用无量纲参数进行实验研究的方法，并了解其实用意义。

4、（根据仪器选做）测定沿程水头损失，绘制沿程水头损失和断面平均流速的关系曲线，验证不同流态下沿程水头损失的规律是不同的。

进一步掌握层流、紊流两种流态的运动学特性与动力学特性。

）
注意点：
1、注意节约演示液。

2、注意开关调节方向和速度。

实验十五、明槽糙率测定实验
实验性质：验证
实验内容：掌握明槽糙率测定的方法，加深对影响糙率因素的理解，绘制水深和糙率的关系曲线。

实验目的和要求：
1．掌握明渠糙率n值的测定方法。

2．通过实验加深对影响糙率n值因素的理解。

3．绘制均匀流水深和糙率的关系曲线（即h0~n曲线）。

注意点：
1、调节底坡后，有机玻璃水槽的底坡和水流应保持稳定，否则会影响均匀流的产生。

2、由于曼宁公式采用米·秒为单位，计算时单位要统一化为米·秒单位。

3、调节流量时，要缓慢开启闸阀，不可全关阀门。

4、调节底坡时，要缓慢进行，以免槽身升降得太快，难以调准。

实验十六、水面曲线演示
实验性质：演示
实验内容：通过双变坡有机玻璃水槽，演示五种底坡上十二种水面曲线及其连接，加强对水面曲线的感性认识和理解。

实验目的和要求：
1、通过水面曲线演示，加深和巩固对棱柱体明渠恒定渐变流的十二条水面曲线的感性认识，理解它们的特点及发生条件。

2、观察变底坡情况下水面曲线衔接情况。

注意点：
1、调节底坡后，有机玻璃水槽的底坡和水流应保持稳定，否则会影响均匀流的产生。

2、调节底坡时，要缓慢进行，以免槽身升降得太快，难以调准。

实验十七、水跃实验及消能演示
实验性质：综合
实验内容：观察水跃结构，测定矩形平底明渠中完整水跃的共轭水深，验证水跃基本方程。

演示底流式消能、面流消能、挑流消能现象，加强对消能方式的理解。

实验目的和要求：
1．观察水跃现象，了解水跃的水流结构。

2．测定矩形平底明渠中，完整水跃的共轭水深，验证水跃基本方程。

3、测定水跃长度，验证完整水跃长度经验公式。

4、观察下游水深的变化对水跃位置的影响。

5、演示各种形式的水跃和泄水建筑物消能方式，分析各种形式水跃消能的差异。

注意点：
1、在水跃段由于水流紊动强度大，水跃位置前后摆动，跃前水深和跃后水深也随着紊动而变化，在测量时要观察一段时间，选取一适当水跃位置，同时用粉笔或水笔在水槽玻璃上记下跃前、跃后断面的时均值水面点位置，然后再从点位上量取h'和h''和Lj。

2、由于水流极不稳定，特别是跃后断面水面波动较大，施测h'、h''时要测取中央位置，不要靠近槽壁，Lj也应是中央位置的水跃长度。

实验十八、堰流实验
实验性质：验证
实验内容：实测实用堰（或宽顶堰）的自由出流流量系数m和淹没系数，绘制水深H-m 关系曲线。

实验目的和要求：
1．实测自由出流条件下实用堰（或宽顶堰）流量系数m值的大小，点绘流量系数m值和堰上全水头H0之间的关系曲线，加深对m值影响因素的理解。

2．测定堰流淹没系数，观察堰流从自由出流到淹没出流变化的水流现象。

注意点：
1、实测堰流流量系数时应从小到大依次改变测量，每次的改变量不要太大，尽量使每次的改变量大致相同。

2、每改变一次流量，都尽可能观察几分钟，待水流稳定后再测量。

3、实测堰流流量系数时的最小流量，不宜太小，要保持量水堰水舌脱离堰板，且保证被测的宽顶堰的 /H0>0.67。

4、实验时流量也不宜过大，流量过大，水流容易外溅，且因强烈紊动而引起水面波动，使测针读数不准。