工程水文學實驗指導書12-13-1

1、 工程水文學實驗指導書工程水文學實驗指導書適用專業(yè): 水利水電工程 課程代碼: 6009579 學時: 6 學分: 編寫單位: 能源與環(huán)境學院 編 寫 人: 付成華 系(部)主任: 分管院長: 目 錄 實驗一 降水量的觀測2實驗二 蒸發(fā)量的觀測4實驗三 斷面流量的測量6主要參考文獻 7實驗一 降水量的觀測1、實驗目的和任務 （1）實驗目的：1)了解雨量器的原理、構造；2)掌握雨量器的使用方；3)掌握降水量觀測的基本原理和方法。（2）實驗任務：每組同學每位同學模擬完成1周降雨量的觀測，要求至少要有2天降雨的觀測。1)用噴水壺模擬降水，記錄好時間。2)將雨量器放在水平桌面，讀出刻度。3)換算成24

2、小時，核對雨量等級。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)等級降雨量等級表等級小雨中雨大雨暴雨大暴雨特大暴雨24小時的降水量(mm)<1010-2525-5050-100100-200>2002、實驗儀器、設備及材料 雨量器及其附屬設備圖1-1 雨量器示意圖3、實驗原理降水量可采用器測法、雷達探測和利用氣象衛(wèi)星云圖估算。器測法用來測量降水量，雷達探測和衛(wèi)星云圖一般用來預報降水量。器測法是觀測降水量最常用的方法，觀測儀器通常有雨量器和自記雨量計。雨量器是直接觀測降水量的器具。它是一個圓柱形金屬筒，由承雨器、漏斗、儲水瓶和雨量杯組成。雨量器下部

3、放儲水瓶收集雨水。觀測時將雨量器里的儲水瓶迅速取出，換上空的儲水瓶，然后用特制的雨量杯測定儲水瓶中收集的雨水，分辨率為0.1mm。當降雪時，僅用外筒作為承雪器具，待雪融化后計算降水量。4、實驗步驟（1）安置雨量器。（2）粗略整平。（3）分段定時觀測，即把一天分成幾個等長度的時段，如分成4 段（每段6 小時）或分成8 段（每段3 小時）等，分段數(shù)目根據(jù)需要和可能而定。一般采用2 段制進行觀測，即每日8 時及20 時各觀測一次，雨季增加觀測段次，雨量大時還需加測。日雨量是以每天上午8 時作為分界，將本日8 時至次日8 時的降水量作為本日的降水量。（4）記錄降雨量。（5）完成實驗報告。5、實驗報告要

4、求每位同學交一份實驗報告，包括以下主要內(nèi)容：（1）實驗目的（2）實驗原理（3）實驗設備、儀器和材料（4）實驗步驟（按實際操作過程寫）（5）實驗過程記錄（數(shù)據(jù)、圖表、計算等）（6）實驗結果分析及問題討論6、實驗注意事項（1）攜帶儀器時，應注意檢查儀器箱蓋是否關緊鎖好，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，注意隨即關閉儀器箱蓋，防止灰塵和濕氣進入箱內(nèi)。儀器箱上嚴禁坐人。（4）各制動螺旋勿扭過緊，微動螺旋和腳螺旋不要旋到頂端。使用各種螺旋都應均勻用力，以免損傷螺紋。（5）轉動儀器時，應先松開制動螺旋，再平衡轉動。使用微動螺旋時

5、，應先旋緊制動螺旋。動作要準確、輕捷，用力要均勻。（6）使用儀器時，對儀器性能尚未了解的部件，未經(jīng)指導教師許可，不得擅自操作。（7）儀器裝箱時，要放松各制動螺旋，裝入箱后先試關一次，在確認安放穩(wěn)妥后，再擰緊各制動螺旋，以免儀器在箱內(nèi)晃動，受損，最后關箱上鎖。（8）儀器搬動時，對于長距離或難行地段，應將儀器裝箱，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，嚴禁橫扛儀器進行搬移。（9）小件工具用完即收，防止遺失。7、思考題 （1）測定降水量的方法有哪些？比較說明各種降水量觀測方法的優(yōu)缺點。實驗二 蒸發(fā)量的觀測1、實驗目的和任務 （1）實驗目的

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)量觀測的方法；3)掌握蒸發(fā)量觀測的基本原理和方法。（2）實驗任務：每位同學利用蒸發(fā)器模擬觀測水面蒸發(fā)，至少完成讀數(shù)3次。2、實驗儀器、設備及材料 E601B蒸發(fā)器1臺、蒸發(fā)桶及其附屬設備。3、實驗原理水面蒸發(fā)是最簡單的蒸發(fā)方式，蒸發(fā)量常用蒸發(fā)水層的深度(mm)來表示。水面蒸發(fā)量常用蒸發(fā)器進行觀測。E-601型蒸發(fā)器主要由導線、揚聲器和測針等部分組成。通過揚聲器把測針剛好接觸蒸發(fā)器里水面的信息傳出來，讓讀數(shù)者可以精確讀取蒸發(fā)器里水面的高度，從而測量到水面蒸發(fā)的數(shù)據(jù)。圖2-1 E-601 型蒸發(fā)器4、實驗步驟（1）安置蒸發(fā)器。（2）裝入

7、清水，測量水面初始讀數(shù)。（3）使用螺旋緩慢均勻用力調節(jié)水面指示針，剛好聽到揚聲器發(fā)音，立刻停止旋轉，此時針尖與水面剛好相接，讀取水面高度并做好記錄。（4）通過取水變化水面高度，繼續(xù)讀取水面高度并記錄。（5）計算蒸發(fā)量。蒸發(fā)量前一日水面高度降水量（以雨量器觀測值為準）測量時水面高度（6）完成實驗報告。5、實驗報告要求每位同學提交一份實驗報告，應包括以下主要內(nèi)容：（1）實驗目的（2）實驗原理（3）實驗設備、儀器和材料（4）實驗步驟（按實際操作過程寫）（5）實驗過程記錄（數(shù)據(jù)、圖表、計算等）（6）實驗結果分析及問題討論6、實驗注意事項（1）各制動螺旋勿扭過緊，微動螺旋和腳螺旋不要旋到頂端。使用各種螺

8、旋都應均勻用力，以免損傷螺紋。（2）轉動儀器時，應先松開制動螺旋，再平衡轉動。使用微動螺旋時，應先旋緊制動螺旋。動作要準確、輕捷，用力要均勻。（3）使用儀器時，對儀器性能尚未了解的部件，未經(jīng)指導教師許可，不得擅自操作。（4）儀器裝箱時，要放松各制動螺旋，裝入箱后先試關一次，在確認安放穩(wěn)妥后，再擰緊各制動螺旋，以免儀器在箱內(nèi)晃動，受損，最后關箱上鎖。7、思考題 （1）蒸發(fā)器測量水面蒸發(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？實驗三 斷面流量的測量1、實驗目的和任務 （1）實驗目的：1)掌握流速面積法測量河道斷面流量的方法；2)了解流速儀的結構及測量點流速的原理；3)掌握流速儀測

9、量斷面測點流速的方法。（2）實驗任務：利用儀器觀測，每位同學至少完成讀數(shù)4次。2、實驗儀器、設備及材料 每組旋杯式流速儀1臺，水尺，水準儀3、實驗原理河道斷面測量，是在斷面上布設一定數(shù)量的測深垂線，如圖3-1 所示。測得每條測深垂線的Di 和水深Hi，從施測的水位減去水深，即得各測深垂線處的河底高程，便可繪制斷面圖(圖3-1)。流速儀是用來測定水流中任意指定點沿流向的水平流速的儀器。我國采用的主要是旋杯式（圖3-2）和旋漿式（圖3-3）兩類。由感應水流的旋杯器（旋杯或旋槳），記錄信號的計數(shù)器和保持儀器正對水流的尾翼等三部分組成。當儀器放入水中時，旋杯或旋槳受水流沖動而旋轉，流速越大，旋轉越快。

10、旋杯式流速儀每秒的轉數(shù)和測量點的流速成正比，測量到旋杯式流速儀的每秒轉數(shù)后，按廠家所給的校正公式計算出測量點的流速，在一個過流斷面上按一定規(guī)律布置若干個測量點，由測點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數(shù)之間的函數(shù)關系：V=KN/T+C其中，K和C是儀器出廠時已經(jīng)確定的系數(shù)；N流速儀在測速歷時T時間內(nèi)的總轉數(shù)；T測速歷時。4、實驗步驟（1）實驗前的準備工作：對實驗前的課堂內(nèi)容進行復習

11、，熟悉測流的基本原理。（2）將尾翼用固尾螺絲緊固在身架上，將旋槳放在轉軸套上，轉軸套上、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值選擇開關置于相應擋位。（5）C值選擇：它是專門用來預置流速儀C值的。橫線上方是用50s測流時預置C值，有兩個擋位；橫線下方是用100s測流時預置C值，有四個擋位供選擇。使用時，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值選擇開關置于相應擋位。（6）直

12、讀擋：當測點測流流速大于0.2m/s時，將流速開關置于該擋位，啟動復零開關。（7）計數(shù)擋：當測流流速低于0.2m/s時，用此擋位。（8）測流向：將流向開關置于“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，必須隨測隨開，由于流向開關對測速有影響，故不宜在測速時開動流向開關。（9）儀器用完后，流速開關撥到“電源關”上，流向開關置于“關”上。（10）每組每位同學完成讀數(shù)4次，分布在2條測深垂線上。（11）假定兩條測深垂線間的面積，計算斷面流量。（12）完成實驗報告。5、實驗報告要求每位同學提交一份實驗報告，應包括以下主要內(nèi)容：（1）實驗目的（2）實驗原理（3）實驗設

13、備、儀器和材料（4）實驗步驟（按實際操作過程寫）（5）實驗過程記錄（數(shù)據(jù)、圖表、計算等）（6）實驗結果分析及問題討論6、實驗注意事項（1）攜帶儀器時，應注意檢查儀器箱蓋是否關緊鎖好，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，注意隨即關閉儀器箱蓋，防止灰塵和濕氣進入箱內(nèi)。儀器箱上嚴禁坐人。（4）各制動螺旋勿扭過緊，微動螺旋和腳螺旋不要旋到頂端。使用各種螺旋都應均勻用力，以免損傷螺紋。轉動儀器時，應先松開制動螺旋，再平衡轉動。使用微動螺旋時，應先旋緊制動螺旋。動作要準確、輕捷，用力要均勻。（5）使用儀器時，對儀器性能尚未了解的部件，未經(jīng)指導教師許可，不得擅自操作。（6）儀器裝箱時，要放松各制動螺旋，裝入箱后先試關一次，在確認安放穩(wěn)妥后，再擰緊各制動螺旋，以免儀器在箱內(nèi)晃動，受損，最后關箱上鎖。（7）儀器