《水文地质学》实验大纲和指导书

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1.1专门水文地质学实习指导.

1.1专门水文地质学实习指导.

吉林大学精品课>>专门水文地质学>>教材>>水文与水资源工程教学实习指导第一章气象及水均衡要素观测要求气象观测:要求了解各种气象要素的主要观测仪器、相应的观测方法和常用的记录格式,掌握各种气象要素特别是与水资源密切相关的降水、蒸发、气温等要素的统计分析内容和方法。

水均衡要素观测:通过测定包气带含水率、湿度、水动力参数,确定入渗系数和蒸发系数等。

了解各种测试仪器的测试原理,掌握观测及测试方法,能够利用观测得到的资料分析、计算有关水均衡参数。

§1.1气象观测气象站是进行气象观测的基本机构,也是气象部门对外提供气象信息的基层机构。

气象站按不同的标准可分为各种种类。

按性质分,有气候站、天气站、农业气象站、航危站、日射站、天气雷达站、海洋气象站、专业(温场、盐场、林场和水库等)气象站、流动气象站(如为跨越长距离的重大活动或体育赛事所设立)等有人气象站,以及无人自动气象站等。

按站所的地形特点可以分为高山气象站、海岛气象站、山地气候站等。

而按照气象观测资料的处理和交流特征,由气象专门机构主管的气象站又划分成一般气象观测站、基本气象观测站、基准气象观测站、辐射观测站、高空探测站、高空探测交换站、酸雨观测站和天气雷达布点站等。

气象观测一般采用定时观测,即按规定的时次为积累气候资料进行定时气象观测。

自动观测项目每天进行24次定时观测;人工观测项目,昼夜守班站每天进行02、08、14、20时四次定时观测,白天守班站每天进行08、14、20时三次定时观测。

气象站主要观测项目包括降水、蒸发、气温、地温、日照、风速、风向、湿度、气压等。

基准站使用自动气象站后仍然保留每日进行气压、气温、湿度、风向、风速等项目24次人工定时观测。

1.1.1气温和地温热量资源指农业生产可利用的热量,它来源于太阳辐射,通常用温度指标加以表示,包括大气温度(气温和土壤温度(地温)。

(1 气温气温即大气的温度。

水文地质勘察设计实习指导书

水文地质勘察设计实习指导书

水文地质勘察设计实习指导书水文地质勘察设计实习指导书孙剑锋编湖北国土资源职业学院资源工程系岩土教研室二OO六年六月前言本次课程设计实习是在学完《水文地质学》、《工程岩土学》等专业课程之后进行的,目的在于巩固所学知识,锻炼综合运用所学知识的能力,为毕业后尽快适应工作角色打好基础。

本次课程实习时间为一周,具体安排如下:内容讲授一天,资料整理、完成设计三天,一天时间考核。

本次实习的要求及目的是:1、学习野外水文地质编录的方法,掌握岩心描述的方法。

2、学习工程地质勘察中,水文地质试验的方法和要求,掌握抽水试验资料的整理方法。

本次课程实习应提交的资料有: 1、图表:钻孔抽水试验综合成果图; 2、文字:抽水试验报告。

- 1 -第一章实习目的及要求《水文地质学》的课程实习是在学完《水文地质学》、《工程岩土学》等专业课程之后进行的,目的在于巩固所学知识,锻炼综合运用所学知识的能力,为毕业后尽快适应工作角色打好基础。

本次实习的主要内容是通过鄂北岗地农业水文地质勘察的钻孔和抽水试验资料,计算出各含水层的水力参数,完成钻孔抽水试验综合成果图。

通过本次实习,使学生熟悉野外抽水试验的基本工作方法。

本次实习应提交的资料有:钻孔抽水试验综合成果图;编写抽水试验报告。

第二章实习的内容及方法一、抽水试验:、抽水试验的目的: 1、确定含水层参数;2、通过测定井孔涌水量及其与水位下降之间的关系,分析确定含水层的富水程度、评价井孔的出水能力;3、为取水工程设计提供需的水文地质数据,如影响半径、单井出水量、单位出水量等;4、确定水位下降漏斗的形状、大小及其随时间的增长速度;直接评价水源地的可开采量;5、查明某些手段难以查明的水文地质条件,如确定各含水层间以及地表水之间的水力联系、边界的性质及简单边界的位置、地下水补给通道、强径流带位置等;、抽水试验的分类:1、单孔抽水试验:仅在一个试验孔中抽水,用以确定涌水量与水位降深的关系,概略取得含水层渗透系数;2、多孔抽水试验:在一个主孔内抽水,在其周围设置若干个观测孔观测地下水位,通过多孔抽水试验可以求得较为确切的水文地质参数和含水层不同方向的参透性能及边界条件等;3、群孔干扰抽水试验;4、试验性开采抽水试验。

水文地质学实验指导书.doc

水文地质学实验指导书.doc

水文地质学实验指导书福州大学环境与资源学院刘思红编2012年5月目录实验一测定岩土的水理性质 (1)实验二观测岩土中毛细水的上升高度 (4)实验三达西渗流实验 (8)实验四绕坝渗流演示实验 (16)实验一测定岩土的水理性质一、实验目的松散岩土中的地下水主要是以结合水、毛细水和重力水的形式存在。

结合水是由于松散岩土的颗粒表面均带有电荷,水分子又有偶极体,由于静电吸引,颗粒表面具有吸附水分子的能力,这部分被吸附的水就被称为结合水,由于颗粒表面的吸引力大于水分子自身的重力,此部分水束缚于颗粒表面,不能在自身重力影响下运动。

毛细水是由于液体表面张力作用而存在于岩土细小孔隙或颗粒之间间隙中的水,前者称为孔角毛细水,后者称为触点毛细水,这部分水由于毛细力的作用,也不能在自身重力作用下运动。

重力水是指距离岩土颗粒较远,存在于岩土较大孔隙中的水,这部份水自身重力对它的影响大于岩土颗粒表面对它的吸引力,同时也大于毛细力的吸引力,能在自身重力影响下能够自由运动。

井、泉取用的地下水都属重力水,是水文地质研究的主要对象。

测定岩土的容水度、持水度、给水度是水文地质专业重要的工作内容之一。

1.容水度(n)容水度是指岩石完全饱水时所能容纳的最大的水体积与岩石总体积的比值,可用小数或百分数表示,一般说来容水度在数值上与孔隙度(裂隙率、岩溶率)相当。

但是对与具有膨胀性的粘土,充水后体积扩大,容水度大于孔隙度。

2.给水度(μ)若使地下水面下降,则下降范围内饱水岩土中的水,将因重力作用而下移并部分地从原先赋存的空隙中释出,把地下水位下降一个单位深度,从地下水位延伸到地表面的单位水平面积岩石柱体,在重力作用下释出的水(重力水)的体积称给水度(岩石完全饱水后在重力作用下释出的水的体积与岩石总体积的比值称给水度)。

3.持水度(s)地下水位下降时,一部分水(毛细水、结合水)由于毛细力和分子力的作用而仍然反抗重力保持于空隙中,地下水位下降一个单位深度,单位水平面积岩石柱体中反抗重力而保持于岩石空隙中的水量,称作持水度。

《水文地质学基础》实验实习讲义

《水文地质学基础》实验实习讲义

《水文地质学基础》实验实习讲义Ⅰ 实验部分实验一、松散岩石孔隙度、持水度和给水度的测定岩石的空隙是地下水赋存的场所和运移的通道, 作为含水介质, 空隙的性状严格控制着地下水的分布、埋藏和运动特征。

在孔隙水研究中,首先要对岩石的孔隙度、持水度和给水度进行实际测定, 以了解岩层容水、持水和给水能力等方面的水文地质特征。

岩石的孔隙度是用以表征岩石容水性能的重要指标; 岩石的持水度是用来表征岩石在重力作用下仍能保持一定水量能力的指标;岩石的给水度是表征饱水岩石在重力作用下所释出或给出水量大小的指标。

岩石的给水度是评价地下水资源量的一个重要参数, 也是矿坑排水或疏干、建筑工程地基设计和施工等工作必需的一个重要水文地质参数。

一、实验目的及要求通过本次实验, 使学生加深对孔隙度、给水度和持水度概念的理解, 掌握室内测定基本方法; 要求学生在实验过程中认真观察和记录, 分析本次实验后面的相关问题, 写出实验报告书。

二、测定方法及原理松散岩石的孔隙度、持水度与给水度测定方法, 通常有高柱仪法和加压法, 前者适用于砂和亚砂; 后者则用于粘土及亚粘土。

本实验为高柱仪法(图Ⅰ—1), 用以下两种方法均可求得其相应参数。

(一)、直接测定水量法根据定义, 只要测出装入高柱筒中干试样的体积(V 干试样)、试样饱水时所用水的体积(向供水瓶内加入的水和剩余水的体积之差),即:V 饱水=V 加水― V 剩水和在重力的作用下试样排出水的体积(V 排水), 则试样所保持的水体积(V 持水) 为:V 持水=V 饱水― V 排水据此, 就可求出相应的孔隙度(n)、图Ⅰ—1 高柱仪测定装置持水度(s r )和给水度(μ)。

1—高柱筒 2—橡胶管 3—橡皮塞 4—金属网 (二)、间接测定水量法 5—调流量管夹 6—接水桶 7—供水瓶先将干试样装入高柱筒, 并测出干试样体积(V 干试样), 倒出干试样, 并将干燥试样称量获得其总重量(W 干试样)后, 再装入高柱筒, 并加水饱和, 最后使其在重力的作用下自由流出, 直至排尽。

《水文地质学》实验大纲和指导书

《水文地质学》实验大纲和指导书

水文地质学实验大纲及实验指导书《水文地质学》实验教学大纲实验一孔隙与水一、实验课程目的与任务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、实验课程内容、要求及学时安排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。

学时安排:2学时。

三、实验课程考核完成实验报告,确定实验成绩。

四、主要参考资料教材:《水文地质学基础》章至洁等,中国矿业大学出版社实验指导书:《水文地质学基础实验讲义》实验二达西渗流实验一、实验课程目的与任务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、实验课程内容、要求及学时安排1.了解达西实验装置。

2.根据达西公式: Q = KωΔH/ L = K Iω,测定不同试样的渗透系数K 。

式中:Q——渗透流量;ω——过水断面面积;ΔH ——上下游过水断面的水头差;L ——渗透途径; I ——水力梯度。

学时安排:2学时。

三、实验课程考核完成实验报告,确定实验成绩。

教材:《水文地质学基础》章至洁等,中国矿业大学出版社实验指导书:《水文地质学基础实验指导书讲义》实验三潜水模拟演示一、实验课程目的与任务1.熟悉与潜水有关的基本概念,增强对潜水补给、径流和排泄的感性认识。

2.加深对流网概念的理解,培养综合分析问题的能力。

二、实验课程内容、要求及学时安排1.观察地表径流。

2.确定潜水面形状。

3.分析地下水分水岭的移动。

4.演示不同条件下的潜水流网。

学时安排:2学时。

三、实验课程考核完成实验报告,确定实验成绩。

四、主要参考资料教材:《水文地质学基础》章至洁等,中国矿业大学出版社实验指导书:《水文地质学基础实验讲义》实验四承压水模拟演示一、实验课程目的与任务1.熟悉与承压水有关的基本概念,增强对承压水的补给、排泄和径流的感性认识。

水文地质学课程设计指导书(新)

水文地质学课程设计指导书(新)

《水文地质学》课程设计指导书(勘查技术与工程专业用)黄广龙编南京工业大学交通学院目录一、课程设计步骤 (1)二、课程设计要点 (1)三、课程设计进度安排 (2)四、主要关键技术的分析、解决和方案比较 (2)《水文地质学》课程设计指导书一、课程设计步骤1、认真复习“水文地质学”中的有关知识,查阅相关资料。

2、针对某具体的基坑工程进行降排水设计,通过计算进行降水方法的比选;确定最优的降排水设计方案。

3、整理计算资料,按要求完成课程设计计算书。

4、完成降水平面布置图(应包括基坑、井点或管井、观测井、泵组设置及排水布置位置等);降水区剖面图(包括水文地质剖面、降水孔及降水浸润曲线等);降水井及观测孔结构图;必要的设计说明。

二、课程设计要点1、根据场地要求及场地条件,确定经济技术合理的降水方案。

2、确定降水设计所需水文地质参数(含水层系数K,影响半径、含水层厚度H,基坑中心水位降深S)。

3、根据所需降深及水文地质参数、估算涌水量,计算单井出水量。

4、确定井数及布井方案。

5、验算各点降深是否满足设计要求。

6、降水井设计,根据上述要求确定井深结构(包括井深,过滤器及水泵类型等)。

8、每人上交一份不少于8000字的课程设计报告,内容包括:(1)设计依据,任务来源,降水范围,深度和工期要求等。

(2)降排水区的自然地理概况:将水区的地形、水文、气象及周围环境状况。

(3)工程地质与水文地质条件:地层分布、岩性、结构,含水层类型、富水性、地下水补给、径流、排泄条件和动态特征等。

(4)降水方案设计计算:降水方法的选择;降水设计方案的计算与优化。

(5)降水施工技术要求:钻探施工技术要求;井点管结构设计要求;下管、填料、洗井要求;设备安装与管理要求;降水场地的供排水部署及要求。

(6)降水监测和管理:降水期间的水位、流量观测要求;观测资料的整理分析。

(7)需要完成的图件:降水平面布置图(应包括基坑、井点或管井、观测井、泵组设置及排水布置位置等);降水区剖面图(包括水文地质剖面、降水孔及降水浸润曲线等);降水井及观测孔结构图;必要的设计说明。

水文地质学-教学大纲

水文地质学-教学大纲

《水文地质学》课程教学大纲【英文译名】:Hydrogeology【适用专业】:地质工程【学分数】:2【总学时数】:32【实践学数】:0一、本课程教学目的和课程性质《水文地质学》是地质工程专业的一门专业基础必修课。

本课程重点讲授有关的基本概念、地下水赋存、地下水运动的规律、地下水的补给与排泄、地下水的物化性质、地下水资源、地下水的生态环境特性。

介绍了地球上水的循环、包气带水的运动、化学成分成因类型、地下水的动态与均衡等。

本课程的目的是通过本课程的教学使学生系统掌握水文地质的基本知识,学会分析区域水文地质条件的问题的基本方法,能阅读和分析常用的水文地质图件和资料,为学生从事该方面的工作打下基础。

二、本课程的基本要求通过本课程所有教学环节,要求学生掌握水文地质的基本知识,熟悉水文地质工作的技术和方法,能阅读和分析常用的水文地质图件和资料。

通过以上学习,学生应具有分析、研究、解决水文地质实际问题的基本能力。

三、本课程与其他课程的关系本课程学习前必须学习《普通地质学》、《矿物学》、《岩石学》、《构造地质学》等课程。

后继课程有《土力学与基础工程》等课程。

四、课程内容注:“*”为重点部分;“#”为难点部分。

绪论水文地质学概念;研究内容;地下水在国民经济中的作用;水文地质学的分支;水文地质学的发展简史及发展趋势。

第1章地下水概论1.1 地球上的水及其循环地球上水的分布;*水循环的概念、水文循环、地质循环;*影响水循环的因素;我国水文循环概况。

*1.2 地下水的赋存岩石的空隙性:孔隙、裂隙、溶穴的概念、表征和特征;岩石中水的存在形式:岩石骨架中的水、岩石孔隙中的水(重力水*、毛细水*)。

岩石的水理性质:容水性、持水性、给水性和透水性的概念、表征及相互间的关系;有效应力原理与岩土压密:有效应力原理*、地下水位变动引起的岩土压密;包气带与饱水带:概念;含水层、隔水层与弱透水层:理解掌握概念;地下水的分类:按埋藏条件分为:上层滞水、潜水、承压水;按介质条件分为:孔隙水、裂隙水、岩溶水。

水文地质学实验讲义-地质

水文地质学实验讲义-地质

资环学院《水文地质学》实验讲义适用专业:地质工程河南理工大学二〇一一年三月实验一达西渗流实验实验类型:综合实验学时:2 实验要求:必修一、实验目的1、测量样砂的渗透系数k值,掌握特定介质渗透系数的测量技术。

2、通过测量透过砂土的渗流流量和水头损失的关系,来验证达西定律。

二、实验内容通过测渗流筒两测点间的压差,求出流量、流速和渗透系数。

三、仪器设备本实验装置图如图所示。

达西渗流定律实验仪装置示意图1、恒压水箱2、进水阀3、输水管4、进水管5、试验筒6、试验砂7、下过滤网8、下稳水室9、放空阀 10、水质过滤器 11、蓄水箱 12、水泵 13、排气嘴14、上稳水室 15、上过滤网 16、溢流管 17、出水阀 18、排气嘴 19、U型差压计四、所需耗材样砂、自来水五、实验原理、方法和手段液体在孔隙介质中流动时,由于粘滞性作用将产生能量损失。

达西(Henri Darcy)在1852—1855年间通过实验,总结出渗流能量损失与渗流速度成一次方的线性规律,后人称为达西定律。

由于渗流流速很小,故流速水头可以忽略不计。

因此总水头H可用测管水头h来表示,水头损失h w 可用测管水头差来表示,则水力坡度J 可用测管水头坡度来表示:w 12h h h h J l l l-∆=== 式中:l 为两个测量管孔之间距离;h 1与h 2为两个侧压孔的测管水头。

达西通过大量实验,得到圆筒断面积A 和水力坡度J 成正比,并和土壤的透水性能有关,所建立基本关系式如下:wh kkJ l==v V q kAJ =式中 v —— 渗流断面平均流速;k —— 土质透水性能的综合系数,称为渗透系数;V q —— 渗流量;A —— 圆桶断面面积; h w —— 水头损失; l —— 测孔间距。

当实验中的渗流区为一圆柱形的均质砂体时,属于均匀渗流,可以认为各点的流动状态是相同的,任一点的渗流流速u 等于断面平均渗流流速,因此达西定律也可以表示为:u kJ =上式表明,渗流的水力坡度,即单位距离上的水头损失与渗流流速的一次方成正比,因此称为渗流线性定律。

水文地质实习教学大纲

水文地质实习教学大纲

水文地质实习教学大纲第一篇:水文地质实习教学大纲《水文地质与工程地质实习》教学大纲一、实习目的及任务本次实习目的在于培养学生野外实际工作能力和运用所学程地质和水文地质专业课理论知识分析野外水文地质和工程地质现象。

具体包括:(1)了解水文地质工程地质测绘的基本方法、操作技能和工作步骤;(2)掌握观察描述水文地质工程地质现象的能力;(3)掌握整理和编录野外调查资料方法和基本技能;(4)学会编写“水文地质工程地质调查报告”和编绘基本图件。

本次实习的主要任务是:在焦作选取一定范围的地区开展水文地质工程地质测绘,通过野外调查,了解调查区域的地层、岩性、构造、地貌、水文地质条件和工程地质现象,然后对实习区的水文地质工程地质条件进行综合评价,编写水文地质工程地质调查报告和编绘潜水等水位线图。

二、实习时间安排整个实习共3周,分准备工作阶段、野外工作阶段和室内资料整理三个阶段,时间分配如下:准各工作1天,野外工作10天,资料整理5天野外实习以培养学生野外实际工作能力为主,同时,还进行必要的理论学习。

在教师的指导下,学生应完成下列工作。

(一)准备工作阶段1、听取指导教师介绍实习安排和实习地区地质、水文地质和工程地质概况;2收集实习地区自然地理、地质、水文地质、地形、地貌等有关资料;3收集有关规范和规程,准备野外填图用地形图;参加实习学生以小组为单位准备集体和个人生活用品和实习用品(野外记录本、测绳、皮尺、罗盘等)。

(二)野外工作阶段1、踏勘阶段实地踏勘实习区的地形、地貌特征、地层和岩石分布、地质构造和水文地质、程地质现象,使学生掌握踏勘路线地质、水文地质、工程地质现象的观察、识别、分析和描述方法。

选择露头好、岩层完整有代表性的地段实测工程地质水文地质剖面,确定填图单位,统一野外工作方法。

2、水文地质工程地质测绘(1)讲课:水文地质工程地质测绘内容和基本要求(2)填图:学生以小组为单位,独立完成实习区水文地质工程地质野外调查任务。

地质大水文地质学基础实验实习指导01实验部分-2达西渗流实验

地质大水文地质学基础实验实习指导01实验部分-2达西渗流实验

11实验二 达西渗流实验一 、实验目的1.通过稳定流渗流实验 , 进一步理解渗流基本定律达西定律。

2.加深理解渗透流速 、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.了解达西实验装置与原理。

2.测定 3 种砂砾石试样的渗透系数。

3.设计性实验: 横卧变径式达西渗流实验。

三 、达西仪实验原理达西公式的表达式如下:Q =KA =KAI式中: Q 为渗透流量; K 为渗透系数; A 为过水断面面积; A H 为上 、下游过水断面的 水头差; L 为渗透途径; I 为水力梯度。

式中各项水力要素可以在实验中直接测量 , 利用达西定律即可求取试样的渗透系 数 ( K ) 。

四 、实验仪器和用品1.达西仪 ( 见图 I 2 1) 。

2.试样: ①砾石 ( 粒径为 5 -10 mm ); ②粗砂 ( 粒径为 0.6 -0.9 mm ); ③砂砾 混合 ( 试样①与试样②的混合样) 。

3.秒表。

4.量筒 ( 100 mL , 500 mL 各 1 个) 。

5.计算器。

6.水温计。

A HL实验部分12图 I2 1 达西仪装置图五、实验步骤1.测量仪器的几何参数 ( 实验教员准备) 。

分别测量过水断面的面积 ( A) , 测压管 a、b 、c的间距或渗透途径 ( L) , 记人表格 " 实验二达西渗流实验记录表" 中。

2.调试仪器。

打开进水开关, 待水缓慢充满整个试样筒, 且出水管有水流出后, 慢慢拧动进水开关 , 调节进水量 , 使 a、c两测压管读数之差最大; 同时注意打开排气口 , 排尽试样中的气泡 , 使测压管 a、b 的水头差与测压管 b 、c的水头差相等 ( 实验教员准备 , 学生检查) 。

3.测定水头。

待 a、b 、c三个测压管的水位稳定后 , 读出a、c两个测压管的水头值 ( 分别记为H a 和H c) , 记人实验记录表中。

4.测定流量。

水文地质学基础实验指导书

水文地质学基础实验指导书

实验二 渗透试验一般规定1. 常水头渗透试验适用于粗粒土,变水头渗透试验适用于细粒土。

2. 本试验采用的纯水,应在试验前用抽气法或煮沸法脱气。

试验时的水温宜高于试验室温度3~4℃。

3. 本试验以水温20℃为标准温度,标准温度下的渗透系数应按下式计算: 20T k k T 20ηη (1) 式中 k 20——标准温度时试样的渗透系数(cm/s );ηT ——T ℃时水的动力粘滞系数(kPa·s );η20——20℃时水的动力粘滞系数(kPa·s )。

粘滞系数比ηT /η20查表1。

表1 水的动力粘滞系数、粘滞系数比、温度校正值续表 14. 根据计算的渗透系数,应取3~4个在允许差值范围内的数据的平均值,作为试样在该孔隙比下的渗透系数(允许差值不大于2×10-n)。

5. 当进行不同孔隙比下的渗透试验时,应以孔隙比为纵坐标,渗透系数的对数为横坐标,绘制关系曲线。

常水头渗透试验一、实验目的和意义(1)通过稳定流条件下的渗流实验,掌握均匀砂渗透系数的测定方法。

进一步理解渗流基本定律——达西定律,加深对岩石渗透系数的认识。

(2)了解达西实验装置,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,从而提高对直线渗透定律的理解。

(3)渗透系数是进行井孔、矿坑涌水量及水库,渠道渗流量计算时不可缺少的重要水文地质参数。

二、实验方法确定渗透系数的方法很多,在室内常用达西仪,戚姆仪及渗压仪等方法测定。

在野外常用井孔抽水,注水及试坑渗水、压水试验等方法,所得资料可靠精度高,但效率低,成本高。

本次实验采用达西仪测定岩石的渗透系数。

三、实验原理岩石渗透系数是定量描述岩石透水性能的物理指标,岩石空隙越大、连通性越好,则渗透系数越大,单位时间内通过过水断面的水量越多。

其物理含义是当水力坡度等于1时,渗透系数就等于渗透速度。

常水头渗透系数应按下式计算:T QLkAHt(2)式中k T——水温为T℃时试样的渗透系数(cm/s);Q——时间t秒内的渗出水量(cm3);L——两测压管中心间的距离(cm);A——试样的断面积(cm2);H——平均水位差(cm);t——时间(s)。

水文地质实验指导书

水文地质实验指导书

目录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规则1.实验前必须认真预习,明确目的、要求,了解内客、步骤及有关原理、方法。

2.实验中听从教师指导。

认真操作,细心观察,及时记录;积极思考,主动讨论,培养综合分析问题的能力。

3.实验结束后,按要求整理好仪器和样品。

实事求是地整理原始资料,按时完成并提交实验(实习)报告。

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。

三、实验仪器和用品1.给水度仪见图。

2.十二指肠减压器,用以抽吸气体。

3.量筒(25m1)和胶头滴管。

4.松散岩石试样:砾石(粒径为5—10mm,大小均匀,磨圆好);砂(粒径为0.25一0.50mm);砂砾混合样(把上述砂样完全充填进砾石样的孔隙中得到的一种新试样)。

四、实验步骤1.调整出水管,使得侧管与隔离板上平面水平。

2.打开A、B开关,从进水管进水,让漏斗和隔离板充满水(出水管有水排出即可)。

3.孔隙度测量:关闭A、B开关,砂样筒装砂并量体积V。

打开A开关,给砂样筒补水,直到砂样饱和为至,记录进水量V1,即为砂样中孔隙的体积。

孔隙度(n )=))1V V 砂样体积(孔隙体积(4.给水度测量:关闭开关A,打开开关B,饱和砂样的重力水会从出水管流出,水流停止即可。

出水量V2即为排出的重力水。

给水度() =))2V V 砂样体积(重力水(5.持水度:孔隙度与给水度之差。

6.重复上述步骤,做另外两种砂样。

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5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。

水文地质学基础实验指导书

水文地质学基础实验指导书

水文地质学基础实验指导书前言《水文地质学基础实验指导书》是根据《水文地质学基础》教学大纲要求和紧密联系现用教材内容及实验室条件编写的。

它适用于环境工程、水文与水资源工程、土木工程等专业。

实验部分包括岩石物理性质(含水率、密度和比重)的测定; 岩石渗透系数的实验室测定和野外测定、溶滤实验(含水质简分析)。

同时配备有各相应实验的多媒体教学课件,使学生实验前能够进一步熟悉和了解整个过程, 避免了实验操作的盲目性。

目录实验一岩石物理性质测定 (3)1.土的含水率实验 (3)2土的密度实验 (6)3土粒比重实验 (15)实验二渗透试验 (22)实验三渗水试验(野外) (34)实验四溶滤实验(含水质简分析) (40)实验一 岩石物理性质测定岩石的物理性质测定是指岩石的含水率、密度,比重的测定。

1.土的含水率实验一、实验目的和意义学会测定岩石含水率、密度,比重的方法,并利用这些实验结果推算:孔隙比、孔隙率、饱和度、干密度等岩石的物理指标,达到全面认识岩石物理性质的要求。

二、实验方法用烘干法测定土的含水率。

适用于粗粒土、细粒土、有机质土和冻土。

三、实验原理含水率的测定:在温度为100~105℃的长时间烘烤下,岩石中的水分完全被蒸发,岩石减轻的质量与完全烘干后岩石的质量之比值,即为岩石的含水率。

试样的含水率,应按下式计算,准确至0.1%。

001dm m ω=-⨯()100 (1)式中dm ——干土质量(g );m ——湿土质量(g )。

四、实验仪器1.烘箱:采用电热烘箱,应能控制温度为105~110℃。

;2.天平:称量200g,分度值0.01g ;称量1000g ,最小分度值0.1g ;3.其他:干燥器,称量盒。

铝盒 五、实验步骤1.取具有代表性试样15~30g 或用环刀中的试样,有机质土、砂类土和整体状构造冻土为50g ,放入称量盒内,盖上盒盖,称盒加湿土质量,准确至0.01g 。

2.打开盒盖,将盒置于烘箱内,在105~110℃的恒温下烘至恒量。

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水文地质学实验大纲及实验指导书《水文地质学》实验教学大纲实验一孔隙与水一、实验课程目的与任务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、实验课程内容、要求及学时安排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。

学时安排:2学时。

三、实验课程考核完成实验报告,确定实验成绩。

四、主要参考资料教材:《水文地质学基础》章至洁等,中国矿业大学出版社实验指导书:《水文地质学基础实验讲义》实验二达西渗流实验一、实验课程目的与任务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、实验课程内容、要求及学时安排1.了解达西实验装置。

2.根据达西公式: Q = KωΔH/ L = K Iω,测定不同试样的渗透系数K 。

式中:Q——渗透流量;ω——过水断面面积;ΔH ——上下游过水断面的水头差;L —-渗透途径; I ——水力梯度。

学时安排:2学时.三、实验课程考核完成实验报告,确定实验成绩.教材:《水文地质学基础》章至洁等,中国矿业大学出版社实验指导书:《水文地质学基础实验指导书讲义》实验三潜水模拟演示一、实验课程目的与任务1.熟悉与潜水有关的基本概念,增强对潜水补给、径流和排泄的感性认识.2.加深对流网概念的理解,培养综合分析问题的能力。

二、实验课程内容、要求及学时安排1.观察地表径流.2.确定潜水面形状。

3.分析地下水分水岭的移动.4.演示不同条件下的潜水流网。

学时安排:2学时。

三、实验课程考核完成实验报告,确定实验成绩。

四、主要参考资料教材:《水文地质学基础》章至洁等,中国矿业大学出版社实验指导书:《水文地质学基础实验讲义》实验四承压水模拟演示一、实验课程目的与任务1.熟悉与承压水有关的基本概念,增强对承压水的补给、排泄和径流的感性认识。

2.练习运用达西定律的基本观点分析讨论水文地质问题。

二、实验课程内容、要求及学时安排1.分析讨论承压含水层补给与排泄的关系。

2.观测天然条件下泉流量的衰减曲线。

学时安排:2学时。

三、实验课程考核完成实验报告,确定实验成绩.教材:《水文地质学基础》章至洁等,中国矿业大学出版社实验指导书:《水文地质学基础实验讲义》《水文地质学》实验指导书实验一孔隙与水一、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。

可根据课程具体性质编写三、实验仪器和用品1.给水度仪(图1 一1).2.十二指肠减压器,或大号吸耳球,用以抽吸气体。

3.量筒(25ml)和胶头滴管。

4.松散岩石试样:砾石(粒径为5~10mm,大小均匀,磨圆好);砂(粒径为0。

45mm~0。

6mm);砂砾混合样(指把上述砂样完全充填进砾石样的孔隙中得到的一种新试样).四、实验室准备工作1.标定透水石的负压值透水石是用一定直径的砂质颗粒均匀胶结成的多孔板。

透水石的负压值是指在气、液、固三相介质界面上形成的弯液面产生的附加表面压强。

标定方法如下:首先,饱和透水石并使试样筒底部漏斗充满水(最好用去气水,即通过加热或蒸馏的方法去掉水中部分气体后的水)。

具体做法是:将试样筒与底部漏斗一起从开关a 处卸下(见图1—1),浸没于水中并倒置,将漏斗管口与十二指肠减压器抽气管连接,抽气使透水石饱水,底部漏斗全充满水。

用弹簧夹在水中封闭底部漏斗管,倒转试样筒,将装有水(可以不满)的试样筒放回支架.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.关闭a、b 开关,倒去试样筒中剩余的水,将A 滴定管液面调至零刻度,并与透水石底面水平。

图1—1 给水度仪装置图图1-2 退水时给水度仪安置示意图1-装样筛;2—筛板;3—试样筒;4—透水石;1—H 为三通管液面到透水石第面的距离;5-固定连接板;6—试样筒底部漏斗;7—弹簧夹;2-三通管液面8—硬塑料管;9-滴管;10—三通管第二步,测定透水石的负压值.打开a、b 开关,缓慢降低A 滴定管,同时注意观测其液面的变化。

当滴定管液面突然上升时,立刻关闭b 开关。

此时滴定管液面到透水石底面的高度就是透水石的负压值。

反复测定几次,选其中最小数值(指绝对值)作为实验仪器所采用的负压值。

2.标定试样筒的容积将试样筒装满水,用量筒或滴定管测出所装水的体积即为试样筒的容积。

(以上两步可以由实验室同志在实验课前做好。

)五、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。

关闭a、b 开关,倒去试样筒中剩余的水.2.检查:试样筒与滴定管连接之后,检查仪器底部漏斗是否有气泡,如有气泡先要参照实验室准备工作中第1 点进行排气,然后重复第1 步。

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).装砾石样和砂样时,不用安装装样筛,直接将试样逐次倒入试样筒并轻振试样筒以保证试样密实,直至与试样筒口平齐.装砂砾混合样时,先按上述方法把砾石装满,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.测定孔隙度适当抬高滴定管,使其液面略高于试样筒口。

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,填入附表一。

进水量(体积)与试样筒容积之比就是这种试样的孔隙度。

5.测定给水度将 A 滴定管加满水并装上三通管。

用胶头滴管调整三通管液面(如图1~2)。

将B 滴定管初始刻度调至100m1 处。

同时降低A、B 滴定管后,打开b 开关,使从试样中退出的水沿三通管进入B 滴定管。

退水过程中,三通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.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)。

六、实验成果1.完成实验报告表(附表一)。

2.回答下列问题:(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的关系。

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: Q = KωΔH/ L = K Iω,测定不同试样的渗透系数K 。

式中:Q—-渗透流量;ω——过水断面面积;ΔH ——上下游过水断面的水头差;L ——渗透途径; I —-水力梯度。

三、实验仪器及用品1.达西仪(图2~1),分别装有不同粒径的均质试样:①砾石(粒径5~10mm);②粗砂(粒径0.6~0。

9mm);③砂砾混合(①与②的混合样)。

2.秒表.3.量筒(100ml,500ml 各一个).4.直尺。

5.计算器。

四、实验步骤1.测量仪器的几何参数(实验员准备)。

分别测量过水断面面积(ω)、测压管a、b、c的间距或渗透途径(L);记入附表二。

2.调试仪器(实验员准备)。

打开进水开关2,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2,调节进水量,使a、c 两测压管读数之差最大。

同时注意打开排气口排尽试样中的气泡,使测压管a、b 的水头差与测压管b、c 的水头差相等。

3.测定水头待a、b、c 三个测压管的水位稳定后,读出各测压管的水头值,记入附表二中.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 %[相对误差δ= 〔(Q2− Q1)÷(Q1 + Q2)/2〕×100%]], 取平均值记入附表二。

5.由大往小调节进水量,改变a、b、c 三个测压管的读数,重复步骤3 和4。

6.重复第5 步骤l 一3 次.即完成3—5 次试验,取得3-5 组数据。

7.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)。

注意:(1)实验过程中要及时排除气泡。

(2)为使渗透流速—水力梯度(ν - I )曲线的测点分布均匀,流量(或水头差)的变化要控制合适。

五、实验成果1.提交实验报告表(附表二)。

2.在同一坐标系内绘出三种试样的ν— I 曲线,并分别用这些曲线求渗透系数K值,与直接据附表二中实验数据计算结果进行对比。

思考题(任选2 题回答)1.为什么要在测压管水位稳定后测定流量?2.讨论三种试样的ν— I 曲线是否符合达西定律?试分析其原因.3.将达西仪平放或斜放进行实验时,其结果是否相同?为什么?4.比较不同试样的K 值,分析影响渗透系数K 值的因素。

实验三潜水模拟演示一、实验目的1.熟悉与潜水有关的基本概念,增强对潜水补给、径流和排泄的感性认识。

2.加深对流网概念的理解,培养综合分析问题的能力。

二、实验内容1.观察地表径流。

2.确定潜水面形状。

3.分析地下水分水岭的移动。

4.演示不同条件下的潜水流网。

三、实验仪器及用品1.地下水演示仪(图4—1)。

该仪器的主要组成部分及功能介绍如下:(1)槽体:内盛均质砂,模拟含水层。

(2)降雨器:模拟降雨,可人为控制雨量大小及降雨的分布。

(3)模拟井:两个完整井和两个非完整井分别装在仪器的正面(A 面)和背面(B 面),均可人为对任一井进行抽(注)水模拟,也可联合抽(注)水。

(4)模拟集水廊道:可人为控制集水廊道的排水.(5)测压点:与测压管架上的测压管连通,可以测定任一测压点的测压水头;与示踪剂注入瓶连通可以演示流线.(6)测压管架.(7)示踪剂注入瓶。

(8)稳水箱:用于稳定河水位。

2.示踪剂选用红墨水演示流线。

3.直尺(50cm)和计算器等。

图4-1 地下水演示仪装置图四、实验步骤1.熟悉地下水演示仪的结构及功能。

2.地表径流的演示。

打开降雨开关,人为调节降雨强度。

保持两河较低水位排水.认真观察地表径流产生情况。

分析讨论:(1)降雨强度与地表径流的关系。

(2)地形与地表径流的关系.3.观测有入渗条件的潜水面形状如图 4-2 所示,潜水含水层中,等势线上各点的水头都相等,即B、C、D 各点测压水位分别与潜水面上M、N、O 各点的测压水位相等。

由此可以按以下具体步骤确定潜水面形状.(1)中等强度降雨,保持两河同等低水位排水,待水位稳定后测定井水位和河水位,并按比例表示在A 剖面图上(见附图一)。

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