河流動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告模版

1、河流動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)（一）武漢大學(xué)水利水電學(xué)院二o二年十月實(shí)驗(yàn)一泥沙顆粒分析試驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康募绊?xiàng)目1、掌握實(shí)驗(yàn)室中運(yùn)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(jí)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(yàn)設(shè)備1、粗篩：園孔，孔徑為200、100、60、40、20、10、5、2毫米。2、細(xì)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(jī)、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(méi)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(guò)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(xì)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(jī)上振篩15分鐘。5、從最上一層開(kāi)始，順序?qū)⒏骷?jí)篩取下，在紙上用手扣打搖晃，直至無(wú)沙漏下為止，漏下之沙放在下一級(jí)篩內(nèi)，卡在孔徑中之沙。應(yīng)計(jì)入本層篩之內(nèi)。6、將留在各級(jí)篩上之沙，掃入編號(hào)杯內(nèi)，分別稱重。7、測(cè)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(shí)驗(yàn)記錄武漢大學(xué)水利水電學(xué)院質(zhì)篩分析記錄計(jì)算表表三、移液管法（一）試驗(yàn)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(gè)。3、沉降筒：容量為600ml的玻璃量筒一個(gè)。4、溫度計(jì)：量度50C，最小刻度0.1C支。5、電動(dòng)天平：感量萬(wàn)分之一克。6、懸移質(zhì)水樣：（通過(guò)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(jì)測(cè)讀懸液溫度由沉降操作時(shí)間表上查出沉降時(shí)間填入表內(nèi),為此確定各粒徑的取樣時(shí)間。3、用攪拌器將量筒內(nèi)整個(gè)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(shí)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(shí)為止,取出移液管將水樣注入盛沙杯中,將杯號(hào)記入總濃度欄內(nèi)。5、再將攪拌器同上（3）步驟進(jìn)行。當(dāng)取出攪拌器離開(kāi)水面時(shí),即開(kāi)動(dòng)秒表記時(shí)，在粒徑為0.1mm,0.05mm0.005mm沉降時(shí)間到達(dá)時(shí)，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(hào),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(hào)是否記錯(cuò),即將玻璃杯放入烘箱烘干稱重。（三）實(shí)驗(yàn)記錄表2移液管法顆粒分析記錄計(jì)算表水溫C沉降粒徑吸收杯杯沙重杯重沙重小于某粒時(shí)間d深度徑沙重百（分、秒）(mm)(cm)號(hào)（克）（克）（克）分?jǐn)?shù)（）總濃度200.10200.05200.025200.010150.007150.00510ss四、試驗(yàn)成果計(jì)算（一）顆粒級(jí)配計(jì)算A篩分析法計(jì)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(shí)，按下列有關(guān)公式計(jì)算：（1）粗篩分析后，2毫米篩下沙樣沒(méi)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(jí)的計(jì)算公式為：AP二x100 xCW，S2大于2毫米各粒徑級(jí)的計(jì)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(xì)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(guò)10%時(shí)按下式計(jì)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(jì)算：移液管分析成果計(jì)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(shí)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(jí)配曲線的繪制根據(jù)以上計(jì)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(duì)數(shù)紙上點(diǎn)繪該沙樣的級(jí)配曲線。rd）（三）根據(jù)級(jí)配曲線可求出4e、dpj及（45丿。實(shí)驗(yàn)二起動(dòng)流速及沙波運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)二起動(dòng)流速及沙波運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)二起動(dòng)流速及沙波運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)二起動(dòng)流速及沙波運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康募绊?xiàng)目1、掌握實(shí)驗(yàn)室中觀測(cè)泥沙起動(dòng)流速的方法，測(cè)量泥沙個(gè)別起動(dòng)

8、時(shí)的流速。2、觀察泥沙個(gè)別起動(dòng)、大量起動(dòng)至沙波形成和運(yùn)動(dòng)的整個(gè)物理過(guò)程。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1、活動(dòng)玻璃水槽一座，長(zhǎng)10米，寬0.5米，其附屬設(shè)備有60厘米矩形堰，固定測(cè)針1-4個(gè)，活動(dòng)測(cè)針桁及測(cè)針、尾門、平水柵等。2、實(shí)驗(yàn)沙rs二2.65噸/米3,d50=（）毫米。3、數(shù)字流速儀及旋槳等。三、實(shí)驗(yàn)步驟1、在水槽中部平整地鋪設(shè)實(shí)驗(yàn)沙約厚5-7厘米作為實(shí)驗(yàn)觀測(cè)段，在其上、下段鋪設(shè)一定長(zhǎng)度的卵石，使其與實(shí)驗(yàn)段的沙層齊平。3、逐漸而緩慢地打開(kāi)進(jìn)水閘門，同時(shí)逐漸而緩慢地打開(kāi)尾門。調(diào)節(jié)到實(shí)驗(yàn)段的水流達(dá)到均勻流為止。為固定測(cè)針觀測(cè)上、下水位，判斷均勻流。4、觀察泥沙起動(dòng)。通過(guò)進(jìn)水閘和尾門的緩慢開(kāi)啟，使泥沙既達(dá)到個(gè)

9、別起動(dòng)狀態(tài)，又保持實(shí)驗(yàn)段為均勻流。5、讀出流量堰測(cè)針讀數(shù)。由測(cè)針零點(diǎn)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(dòng)測(cè)針觀測(cè)測(cè)量段的水深h。用流量?jī)x按三點(diǎn)法測(cè)垂線平均流速。6、緩慢調(diào)節(jié)進(jìn)水閘，加大流量同時(shí)調(diào)節(jié)尾門。觀察泥沙由個(gè)別起動(dòng)至大量起動(dòng)以及沙波的形成和運(yùn)動(dòng)的整個(gè)物理過(guò)程。四、實(shí)驗(yàn)記錄泥沙個(gè)別起動(dòng)時(shí)的觀測(cè)記錄五、實(shí)驗(yàn)成果U=1、計(jì)算斷面平均流速pjBh厘米/秒2、用沙莫夫公式計(jì)算起動(dòng)流速Uc二4.6d1/3hl/63、驗(yàn)證沙莫夫起動(dòng)流速公式的系數(shù)K。實(shí)驗(yàn)三懸移質(zhì)含沙量沿垂線分布實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)三懸移質(zhì)含沙量沿垂線分布實(shí)驗(yàn)表3起動(dòng)流速試驗(yàn)記錄計(jì)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(cè)針讀數(shù)Z（cm）時(shí)間（秒）堰頂水頭t=Z+測(cè)針零點(diǎn)（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(dòng)的主要因素有哪些？2、實(shí)驗(yàn)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(guò)實(shí)驗(yàn)，你認(rèn)為起動(dòng)流速公式中的系數(shù)受哪些因素影響？一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康募绊?xiàng)目1、進(jìn)一步加深對(duì)懸移質(zhì)含沙量分布的一般規(guī)律(上稀下濃)的認(rèn)識(shí)。2、掌握實(shí)驗(yàn)室中觀測(cè)懸移質(zhì)含沙量沿垂線分布的方法。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1、活動(dòng)玻璃水槽一座長(zhǎng)30米，寬0.5米，其附屬設(shè)備有：電磁流量計(jì)、固定測(cè)針、活動(dòng)測(cè)針、尾門、平水柵等。2、虹吸管取樣器、比重瓶、天平、溫度

11、計(jì)。3、懸移質(zhì)沙樣rs二2.65噸/米3,d50=()。三、實(shí)驗(yàn)步驟1、打開(kāi)金屬閘門使渾水充分?jǐn)嚢?、水槽進(jìn)口處含沙量分布均勻。2、通過(guò)進(jìn)水閘門和尾門的緩慢開(kāi)啟、關(guān)閉、調(diào)節(jié)，使實(shí)驗(yàn)段保持均勻流狀態(tài)，通過(guò)固定測(cè)針測(cè)量水深判斷均勻流。3、當(dāng)滿足均勻流后，在電磁流量計(jì)上讀數(shù)，查曲線得出相應(yīng)流量，由活動(dòng)測(cè)針測(cè)得水深h,通過(guò)虹吸管取樣器取出0,0.2h,0.4h,0.6h,0.8h,h六點(diǎn)的渾水，分別注入比重瓶。4、在尾門處取樣注入比重瓶。5、測(cè)量槽內(nèi)水溫。K=6、通過(guò)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(shí)驗(yàn)記錄電磁流量計(jì)讀數(shù)。相應(yīng)流量(公升/秒)。表4水位計(jì)記錄表五、實(shí)驗(yàn)成果1、計(jì)

12、算出實(shí)驗(yàn)水槽的含沙量沿垂線分布。2、用Rouse公式計(jì)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(shí)驗(yàn)結(jié)果相比較。表表5含沙量沿垂線分布記錄及計(jì)算表表表5含沙量沿垂線分布記錄及計(jì)算表比重（瓶號(hào)）水深（厘米）相對(duì)水深測(cè)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(jì)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(guò)實(shí)驗(yàn)，你對(duì)泥沙在水流中懸浮的物理實(shí)質(zhì)有何認(rèn)識(shí)？含沙量沿垂線分布為什么會(huì)上稀下濃？2、實(shí)驗(yàn)成果與Rouse公式計(jì)算結(jié)果有何差異？為什么？河流動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)（二）武漢大學(xué)水利水電學(xué)院二o二年十月實(shí)驗(yàn)一彎道環(huán)流

13、實(shí)驗(yàn)一、目的：通過(guò)觀察彎道上的水流情況，增加對(duì)彎道環(huán)流的感性認(rèn)識(shí)。二、試驗(yàn)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(gè)，紙屑或木屑，鉛絲系線的橫木架一個(gè)。系線的細(xì)鋼筋兩根，活動(dòng)測(cè)針架及測(cè)針各一件。三、試驗(yàn)內(nèi)容試驗(yàn)時(shí)水深控制為160mm左右，其觀察項(xiàng)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(jìn)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(shí)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(yùn)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(jìn)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(xì)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(dòng)測(cè)針測(cè)度凹岸和凸岸的水位，算出橫比降。四、要求：1.寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。2.對(duì)所觀察到的彎道水沙運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象進(jìn)行描述。作彎道環(huán)流運(yùn)功示意圖。實(shí)驗(yàn)二丁壩實(shí)驗(yàn)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(méi)與非淹沒(méi)丁壩的水流特性，增加對(duì)丁壩的感性認(rèn)識(shí)。二、試驗(yàn)設(shè)備活動(dòng)玻璃水槽一座，長(zhǎng)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(gè)，系線的細(xì)鋼筋兩根。三、試驗(yàn)步驟1、在水槽中部平整地鋪設(shè)實(shí)驗(yàn)沙約厚7-10厘米作為實(shí)驗(yàn)觀測(cè)段，在其上、下段鋪設(shè)一定長(zhǎng)度的卵石，使其與實(shí)驗(yàn)段的沙層齊平。2、在水槽試驗(yàn)觀測(cè)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(kāi)進(jìn)水閘門，同時(shí)逐漸而緩慢地打開(kāi)尾門，調(diào)節(jié)到實(shí)驗(yàn)段的水流觀測(cè)淹沒(méi)和非淹沒(méi)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(shí)把紙屑由水槽