实验数据 河间地块区地下水天然非稳定渗流场模拟

《实验数据 河间地块区地下水天然非稳定渗流场模拟》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、实验河间地块区地下水天然非稳定渗流场模拟（一）实验目的及要求1、通过本次实验，要求学生学会利用量筒、烧杯、秒表等，观测地下水渗流量，初步掌握非稳定流概念。2、本次实验中，要求学生利用所观察的水头变化模拟建立起地下水天然渗流场非稳定流模型。3、掌握利用停止供水模拟地下水天然非稳定流场方法，学会利用地下水天然非稳定渗流场模型求给水度μ，并进行未来某一时刻地下水水位和水量预报的方法。（二）实验所用仪器设备1、渗流槽及其供水管路；2、量筒、烧杯等测水量具；3、秒表、盒尺。（三）实验内容1、实验前准备工作（1）选用渗流槽模型建立模拟地下水渗流场根

2、据所研究地区的水文地质条件，建立相应的地下水渗流场模型：①含水层，选择合适的含水层介质（砂的粒度）模拟；②含水层厚度，按比例设置砂层厚度模拟；③隔水层，通常可概化为水平分布，可用一层或多层弱透水的粉砂质粘土或渗流槽底板模拟；④补给条件，通过控制渗流槽左侧河水位永远高出右侧河水位模拟；⑤排泄条件，用保持渗流槽右侧河有水流出模拟；⑥潜水，通常利用同一粒度均质砂层模拟；⑦承压水，通常用多层粒度不同的砂和粉砂质粘土模拟。本次实验仅用同一粒度砂层模拟地下潜水天然非稳定渗流场。（2）按所选模型装填渗流槽要求装填渗流槽时，模拟含水层的沙子应淘洗干净，

3、厚度应基本均匀，其左河流和右河流与含水层砂子接触处应用小于含水层砂粒粒径的滤网隔开以免沙子流入渗流槽水箱内。2、实验操作步骤及方法（1）首先关闭所有阀门，将渗流槽内地下潜水位设置到一定高程（根据所选的水文地质单元模型含水层中地下潜水厚度按比例确定）。本次实验可设置为80～100cm（可根据实际情况调整）。（2）慢慢打开总水阀门F1和F2待上面常水头箱内水上满且下面溢流管口有水流出后，然后打开渗流槽右侧水箱上方的阀门F3和F5，通过调节F3和F5，使渗流槽两侧水箱水位保持一致均匀上升。注意供水流量尽可能要小点，以便砂层内空气排出。（3）待

4、渗流槽两侧水箱水位上升到预设高度，渗流槽两侧水箱溢流排水口有水排出且渗流槽两侧水箱水位保持稳定不再上升时，可维持其稳定约20～40分钟，使渗流槽砂层内水位亦上升到此预设高度。（4）仔细观察渗流槽背面水位观测管中的水位，凡在左侧渗流槽河流水位以下同一断面出水口的水位观测管中的水位，原则上应一致或相差不大（个别管出水口滤网水头损失大点）。若差别太大说明连接胶管内或连接渗流槽出水口内有空气泡存在，应分别打开排气塞子进行排气,一定要将管内空气排净,否则影响实验数据准确性。（5）待渗流槽背面各断面上各测压管水位均升到渗流槽两侧水箱水位预设高度附近

5、且稳定不变时，关闭F1和F2阀门停止供水。同时观测t0时刻渗流槽背面各断面上各测压管水位，将其观测结果填入实验报告书中相应实验数据记录表，以备计算时参考。（6）然后快速将渗流槽右侧溢流排水口降低10～15cm，经过2～3分钟渗流槽右侧水箱内水排掉，砂层水排出后，观测t1时刻渗流槽背面各断面上各测压管水位，将其观测结果填入实验报告书中相应实验数据记录表。之后每隔5分钟，用20～30分钟的时间，用量筒和秒表测量其排泄流量，并按Q=V/s式计算流量，将测量结果填入实验报告书中相应实验数据记录表。随后在该时间段末，观测t1时刻渗流槽背面各断面上

6、各测压管水位，并将其观测结果填入实验报告书中相应的实验数据记录表内，以备计算m时用。（7）再次快速降低一次渗流槽右侧水箱溢流排水口高度10～15cm，经过约2～3分钟后观测t2时刻渗流槽背面各断面上各测压管水位，将其观测结果填入实验报告书中相应的实验数据记录表内。之后仍然是每隔5分钟，用20～30分钟的时间，用量筒和秒表测量其排泄流量，并按Q=V/s式计算流量，将测量结果填入实验报告书中相应的实验数据记录表。随后在该时间段末，观测t2ˊ时刻渗流槽背面各断面上各测压管水位，并将其观测结果填入实验报告书中相应的实验数据记录表内，以备预报未来

7、时刻水位和水量时用。3、利用以上实验资料计算给水度μ原理以上实验模型可用潜水一维渗流方程表示如下：         用差分格式可表示为；              ¶h/¶x= [h(x+Dx)-h(x)]/Dx 或       ¶h/¶x=[h(x)-h(x-Dx)]/Dx 或       ¶h/¶x=[h(x+Dx)-h(x-Dx)]/2Dx           ¶2h/¶x2=[h(x+Dx)-2h(x)+h(x-Dx)]/(Dx)2           ¶h/¶t=[h(t+Dt)-h(t)]/Dt           ¶[h(

8、¶h/¶x)]/¶x=h¶2h/¶x2+(¶h/¶x)2  1）.将其差分式代入以上方程得其差分方程为：…………(1)2）.用ti和ti+1时刻水位变化表示从而求得：  …………(2)式中：K己由实验二求出