工程水文學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書12-13-1

1、 工程水文學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書工程水文學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書適用專業(yè): 水利水電工程 課程代碼: 6009579 學(xué)時(shí): 6 學(xué)分: 編寫單位: 能源與環(huán)境學(xué)院 編 寫 人: 付成華 系(部)主任: 分管院長(zhǎng): 目 錄 實(shí)驗(yàn)一 降水量的觀測(cè)2實(shí)驗(yàn)二 蒸發(fā)量的觀測(cè)4實(shí)驗(yàn)三 斷面流量的測(cè)量6主要參考文獻(xiàn) 7實(shí)驗(yàn)一 降水量的觀測(cè)1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮腿蝿?wù) （1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?)了解雨量器的原理、構(gòu)造；2)掌握雨量器的使用方；3)掌握降水量觀測(cè)的基本原理和方法。（2）實(shí)驗(yàn)任務(wù)：每組同學(xué)每位同學(xué)模擬完成1周降雨量的觀測(cè)，要求至少要有2天降雨的觀測(cè)。1)用噴水壺模擬降水，記錄好時(shí)間。2)將雨量器放在水平桌面，讀出刻度。3)換算成24

2、小時(shí)，核對(duì)雨量等級(jí)。4)畫出降水量的柱狀圖。降雨量記錄表星期周一周二周三周四周五周六周日雨量(mm)等級(jí)降雨量等級(jí)表等級(jí)小雨中雨大雨暴雨大暴雨特大暴雨24小時(shí)的降水量(mm)<1010-2525-5050-100100-200>2002、實(shí)驗(yàn)儀器、設(shè)備及材料 雨量器及其附屬設(shè)備圖1-1 雨量器示意圖3、實(shí)驗(yàn)原理降水量可采用器測(cè)法、雷達(dá)探測(cè)和利用氣象衛(wèi)星云圖估算。器測(cè)法用來(lái)測(cè)量降水量，雷達(dá)探測(cè)和衛(wèi)星云圖一般用來(lái)預(yù)報(bào)降水量。器測(cè)法是觀測(cè)降水量最常用的方法，觀測(cè)儀器通常有雨量器和自記雨量計(jì)。雨量器是直接觀測(cè)降水量的器具。它是一個(gè)圓柱形金屬筒，由承雨器、漏斗、儲(chǔ)水瓶和雨量杯組成。雨量器下部

3、放儲(chǔ)水瓶收集雨水。觀測(cè)時(shí)將雨量器里的儲(chǔ)水瓶迅速取出，換上空的儲(chǔ)水瓶，然后用特制的雨量杯測(cè)定儲(chǔ)水瓶中收集的雨水，分辨率為0.1mm。當(dāng)降雪時(shí)，僅用外筒作為承雪器具，待雪融化后計(jì)算降水量。4、實(shí)驗(yàn)步驟（1）安置雨量器。（2）粗略整平。（3）分段定時(shí)觀測(cè)，即把一天分成幾個(gè)等長(zhǎng)度的時(shí)段，如分成4 段（每段6 小時(shí)）或分成8 段（每段3 小時(shí)）等，分段數(shù)目根據(jù)需要和可能而定。一般采用2 段制進(jìn)行觀測(cè)，即每日8 時(shí)及20 時(shí)各觀測(cè)一次，雨季增加觀測(cè)段次，雨量大時(shí)還需加測(cè)。日雨量是以每天上午8 時(shí)作為分界，將本日8 時(shí)至次日8 時(shí)的降水量作為本日的降水量。（4）記錄降雨量。（5）完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。5、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要

4、求每位同學(xué)交一份實(shí)驗(yàn)報(bào)告，包括以下主要內(nèi)容：（1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）實(shí)驗(yàn)原理（3）實(shí)驗(yàn)設(shè)備、儀器和材料（4）實(shí)驗(yàn)步驟（按實(shí)際操作過(guò)程寫）（5）實(shí)驗(yàn)過(guò)程記錄（數(shù)據(jù)、圖表、計(jì)算等）（6）實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析及問(wèn)題討論6、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)（1）攜帶儀器時(shí)，應(yīng)注意檢查儀器箱蓋是否關(guān)緊鎖好，拉手、背帶是否牢固。（2）打開儀器箱后，要看清楚并記住儀器在箱中的安放位置，避免以后裝箱困難。（3）裝好儀器后，注意隨即關(guān)閉儀器箱蓋，防止灰塵和濕氣進(jìn)入箱內(nèi)。儀器箱上嚴(yán)禁坐人。（4）各制動(dòng)螺旋勿扭過(guò)緊，微動(dòng)螺旋和腳螺旋不要旋到頂端。使用各種螺旋都應(yīng)均勻用力，以免損傷螺紋。（5）轉(zhuǎn)動(dòng)儀器時(shí)，應(yīng)先松開制動(dòng)螺旋，再平衡轉(zhuǎn)動(dòng)。使用微動(dòng)螺旋時(shí)

5、，應(yīng)先旋緊制動(dòng)螺旋。動(dòng)作要準(zhǔn)確、輕捷，用力要均勻。（6）使用儀器時(shí)，對(duì)儀器性能尚未了解的部件，未經(jīng)指導(dǎo)教師許可，不得擅自操作。（7）儀器裝箱時(shí)，要放松各制動(dòng)螺旋，裝入箱后先試關(guān)一次，在確認(rèn)安放穩(wěn)妥后，再擰緊各制動(dòng)螺旋，以免儀器在箱內(nèi)晃動(dòng)，受損，最后關(guān)箱上鎖。（8）儀器搬動(dòng)時(shí)，對(duì)于長(zhǎng)距離或難行地段，應(yīng)將儀器裝箱，再行搬站。在短距離和平坦地段，先檢查連接螺旋，再收攏腳架，一手握基座或支架，一手握腳架，豎直地搬移，嚴(yán)禁橫扛儀器進(jìn)行搬移。（9）小件工具用完即收，防止遺失。7、思考題 （1）測(cè)定降水量的方法有哪些？比較說(shuō)明各種降水量觀測(cè)方法的優(yōu)缺點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)二 蒸發(fā)量的觀測(cè)1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮腿蝿?wù) （1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

6、：1)掌握水面蒸發(fā)、土壤蒸發(fā)的特性及影響因素；2)掌握水面蒸發(fā)量觀測(cè)的方法；3)掌握蒸發(fā)量觀測(cè)的基本原理和方法。（2）實(shí)驗(yàn)任務(wù)：每位同學(xué)利用蒸發(fā)器模擬觀測(cè)水面蒸發(fā)，至少完成讀數(shù)3次。2、實(shí)驗(yàn)儀器、設(shè)備及材料 E601B蒸發(fā)器1臺(tái)、蒸發(fā)桶及其附屬設(shè)備。3、實(shí)驗(yàn)原理水面蒸發(fā)是最簡(jiǎn)單的蒸發(fā)方式，蒸發(fā)量常用蒸發(fā)水層的深度(mm)來(lái)表示。水面蒸發(fā)量常用蒸發(fā)器進(jìn)行觀測(cè)。E-601型蒸發(fā)器主要由導(dǎo)線、揚(yáng)聲器和測(cè)針等部分組成。通過(guò)揚(yáng)聲器把測(cè)針剛好接觸蒸發(fā)器里水面的信息傳出來(lái)，讓讀數(shù)者可以精確讀取蒸發(fā)器里水面的高度，從而測(cè)量到水面蒸發(fā)的數(shù)據(jù)。圖2-1 E-601 型蒸發(fā)器4、實(shí)驗(yàn)步驟（1）安置蒸發(fā)器。（2）裝入

7、清水，測(cè)量水面初始讀數(shù)。（3）使用螺旋緩慢均勻用力調(diào)節(jié)水面指示針，剛好聽到揚(yáng)聲器發(fā)音，立刻停止旋轉(zhuǎn)，此時(shí)針尖與水面剛好相接，讀取水面高度并做好記錄。（4）通過(guò)取水變化水面高度，繼續(xù)讀取水面高度并記錄。（5）計(jì)算蒸發(fā)量。蒸發(fā)量前一日水面高度降水量（以雨量器觀測(cè)值為準(zhǔn)）測(cè)量時(shí)水面高度（6）完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。5、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求每位同學(xué)提交一份實(shí)驗(yàn)報(bào)告，應(yīng)包括以下主要內(nèi)容：（1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）實(shí)驗(yàn)原理（3）實(shí)驗(yàn)設(shè)備、儀器和材料（4）實(shí)驗(yàn)步驟（按實(shí)際操作過(guò)程寫）（5）實(shí)驗(yàn)過(guò)程記錄（數(shù)據(jù)、圖表、計(jì)算等）（6）實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析及問(wèn)題討論6、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)（1）各制動(dòng)螺旋勿扭過(guò)緊，微動(dòng)螺旋和腳螺旋不要旋到頂端。使用各種螺

8、旋都應(yīng)均勻用力，以免損傷螺紋。（2）轉(zhuǎn)動(dòng)儀器時(shí)，應(yīng)先松開制動(dòng)螺旋，再平衡轉(zhuǎn)動(dòng)。使用微動(dòng)螺旋時(shí)，應(yīng)先旋緊制動(dòng)螺旋。動(dòng)作要準(zhǔn)確、輕捷，用力要均勻。（3）使用儀器時(shí)，對(duì)儀器性能尚未了解的部件，未經(jīng)指導(dǎo)教師許可，不得擅自操作。（4）儀器裝箱時(shí)，要放松各制動(dòng)螺旋，裝入箱后先試關(guān)一次，在確認(rèn)安放穩(wěn)妥后，再擰緊各制動(dòng)螺旋，以免儀器在箱內(nèi)晃動(dòng)，受損，最后關(guān)箱上鎖。7、思考題 （1）蒸發(fā)器測(cè)量水面蒸發(fā)的原理？（2）水面蒸發(fā)的蒸發(fā)器折算系數(shù)K值與哪些因素有關(guān)？實(shí)驗(yàn)三 斷面流量的測(cè)量1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮腿蝿?wù) （1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?)掌握流速面積法測(cè)量河道斷面流量的方法；2)了解流速儀的結(jié)構(gòu)及測(cè)量點(diǎn)流速的原理；3)掌握流速儀測(cè)

9、量斷面測(cè)點(diǎn)流速的方法。（2）實(shí)驗(yàn)任務(wù)：利用儀器觀測(cè)，每位同學(xué)至少完成讀數(shù)4次。2、實(shí)驗(yàn)儀器、設(shè)備及材料 每組旋杯式流速儀1臺(tái)，水尺，水準(zhǔn)儀3、實(shí)驗(yàn)原理河道斷面測(cè)量，是在斷面上布設(shè)一定數(shù)量的測(cè)深垂線，如圖3-1 所示。測(cè)得每條測(cè)深垂線的Di 和水深Hi，從施測(cè)的水位減去水深，即得各測(cè)深垂線處的河底高程，便可繪制斷面圖(圖3-1)。流速儀是用來(lái)測(cè)定水流中任意指定點(diǎn)沿流向的水平流速的儀器。我國(guó)采用的主要是旋杯式（圖3-2）和旋漿式（圖3-3）兩類。由感應(yīng)水流的旋杯器（旋杯或旋槳），記錄信號(hào)的計(jì)數(shù)器和保持儀器正對(duì)水流的尾翼等三部分組成。當(dāng)儀器放入水中時(shí)，旋杯或旋槳受水流沖動(dòng)而旋轉(zhuǎn)，流速越大，旋轉(zhuǎn)越快。

10、旋杯式流速儀每秒的轉(zhuǎn)數(shù)和測(cè)量點(diǎn)的流速成正比，測(cè)量到旋杯式流速儀的每秒轉(zhuǎn)數(shù)后，按廠家所給的校正公式計(jì)算出測(cè)量點(diǎn)的流速，在一個(gè)過(guò)流斷面上按一定規(guī)律布置若干個(gè)測(cè)量點(diǎn)，由測(cè)點(diǎn)流速推求垂線平均流速，由垂線平均流速推求部分面積上的平均流速，部分平均流速和部分面積相乘得部分流量，各部分流量之和即為全斷面流量。圖3-1 斷面測(cè)量示意圖 圖3-2 LS68-2 型旋杯式流速儀 圖3-3 LS25-1 型旋槳式流速儀流速與流速儀的轉(zhuǎn)數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系：V=KN/T+C其中，K和C是儀器出廠時(shí)已經(jīng)確定的系數(shù)；N流速儀在測(cè)速歷時(shí)T時(shí)間內(nèi)的總轉(zhuǎn)數(shù)；T測(cè)速歷時(shí)。4、實(shí)驗(yàn)步驟（1）實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作：對(duì)實(shí)驗(yàn)前的課堂內(nèi)容進(jìn)行復(fù)習(xí)

11、，熟悉測(cè)流的基本原理。（2）將尾翼用固尾螺絲緊固在身架上，將旋槳放在轉(zhuǎn)軸套上，轉(zhuǎn)軸套上、下用銅懸桿連接，上面接鋼絲繩。（3）將六芯電纜上的密水插頭端接在插座上，用扳手固緊才能防水，線的另一端接在顯示器上。電池盒內(nèi)裝四節(jié)干電池（注意“”、“”極），接入顯示器后接電源插座。（4）K值選擇：從流速儀檢定公式中找出儀器的K值，然后將K值選擇開關(guān)置于相應(yīng)擋位。（5）C值選擇：它是專門用來(lái)預(yù)置流速儀C值的。橫線上方是用50s測(cè)流時(shí)預(yù)置C值，有兩個(gè)擋位；橫線下方是用100s測(cè)流時(shí)預(yù)置C值，有四個(gè)擋位供選擇。使用時(shí)，首先從流速儀檢定公式中找出儀器的C值，然后按四舍五入的原則將C值選擇開關(guān)置于相應(yīng)擋位。（6）直

12、讀擋：當(dāng)測(cè)點(diǎn)測(cè)流流速大于0.2m/s時(shí)，將流速開關(guān)置于該擋位，啟動(dòng)復(fù)零開關(guān)。（7）計(jì)數(shù)擋：當(dāng)測(cè)流流速低于0.2m/s時(shí)，用此擋位。（8）測(cè)流向：將流向開關(guān)置于“開”為止，等指針平穩(wěn)后即可讀取流向值，流向值最好取幾次的平均值，流向耗電較大，必須隨測(cè)隨開，由于流向開關(guān)對(duì)測(cè)速有影響，故不宜在測(cè)速時(shí)開動(dòng)流向開關(guān)。（9）儀器用完后，流速開關(guān)撥到“電源關(guān)”上，流向開關(guān)置于“關(guān)”上。（10）每組每位同學(xué)完成讀數(shù)4次，分布在2條測(cè)深垂線上。（11）假定兩條測(cè)深垂線間的面積，計(jì)算斷面流量。（12）完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。5、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求每位同學(xué)提交一份實(shí)驗(yàn)報(bào)告，應(yīng)包括以下主要內(nèi)容：（1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）實(shí)驗(yàn)原理（3）實(shí)驗(yàn)設(shè)

13、備、儀器和材料（4）實(shí)驗(yàn)步驟（按實(shí)際操作過(guò)程寫）（5）實(shí)驗(yàn)過(guò)程記錄（數(shù)據(jù)、圖表、計(jì)算等）（6）實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析及問(wèn)題討論6、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)（1）攜帶儀器時(shí)，應(yīng)注意檢查儀器箱蓋是否關(guān)緊鎖好，拉手、背帶是否牢固。（2）打開儀器箱后，要看清楚并記住儀器在箱中的安放位置，避免以后裝箱困難。（3）裝好儀器后，注意隨即關(guān)閉儀器箱蓋，防止灰塵和濕氣進(jìn)入箱內(nèi)。儀器箱上嚴(yán)禁坐人。（4）各制動(dòng)螺旋勿扭過(guò)緊，微動(dòng)螺旋和腳螺旋不要旋到頂端。使用各種螺旋都應(yīng)均勻用力，以免損傷螺紋。轉(zhuǎn)動(dòng)儀器時(shí)，應(yīng)先松開制動(dòng)螺旋，再平衡轉(zhuǎn)動(dòng)。使用微動(dòng)螺旋時(shí)，應(yīng)先旋緊制動(dòng)螺旋。動(dòng)作要準(zhǔn)確、輕捷，用力要均勻。（5）使用儀器時(shí)，對(duì)儀器性能尚未了解的部件，未經(jīng)指導(dǎo)教師許可，不得擅自操作。（6）儀器裝箱時(shí)，要放松各制動(dòng)螺旋，裝入箱后先試關(guān)一次，在確認(rèn)安放穩(wěn)妥后，再擰緊各制動(dòng)螺旋，以免儀器在箱內(nèi)晃動(dòng)，受損，最后關(guān)箱上鎖。（7）儀器