灌溉排水工程实验指导书.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流灌溉排水工程实验指导书.精品文档.灌溉排水工程学试验指导书赵经华 洪明主编新疆农业大学水利与土木工程学院农水教研室实 验 规 则1. 做好实验前的预习及准备。每次实验前务必将指定项目的实验指导仔细阅读，熟悉每项实验的目的、原理、方法和操作程序，并复习教材或笔记中有关部分，使实验进行时能独立操作及分析实验结果2. 保特室内安静，在实验中不得随意走动或谈话，以免影响他人实验。3. 要爱惜国家财物。每一位同学应本着爱护国家资财及节约的精神，对器具谨慎使用，如有损坏，应立即报告指导教师，并进行登记。 4. 遵守仪器、器具使用规定。贵重仪器使用时，应有

2、教师在旁指导，未明了正确使用方法前，切勿乱动，以免损坏仪器。凡属公用器具及药品，不得拿到自己桌上，用后应放回原处，以便他人使用。 5. 保特室内的清洁卫生。实验室不准随地吐痰或乱掷废纸屑。每次实验结束后，每组负责清洗并整理本组的实验器具及桌面，以养成良好的工作习惯；值日生应负责扫地、抹桌、倒污水等工作，以保特实验室的整洁。 6. 认真做好实验观察及实验报告。当实验有继续观察必要时，应按时观察。凡需同学负责照管的实验，必须按规定管理。 7. 实验完毕后，应按规定格式书写实验报告，并按指定日期交给指导教师批阅。实验报告内容应包括：实验日期；实验题目；实验目的；实验基本原理；实验材料、仪器设备、药品

3、；实验方法与步骤；实验结果与分析。8. 实验结果应根据自己实验所得如实记录，不得擅自修改。如因不严格按实验操作规程进行实验，而导致实验失败时，必须重做。实 验 一滴头流量偏差系数测试实验一、实验目的：(1)通过对滴灌试验设备和装置的参观，了解滴灌系统的组成、首部枢纽的结构形式，加深对滴灌系统工作原理的感性认识。(2)通过实测毛管上各滴头的滴水量，进一步掌握毛管及滴头的水力计算方法及毛管均匀系数的计算。(3)滴头是从工厂成批购进的，目前，通用的评价滴头质量的方法是测定滴头的制造偏差，以滴头流量偏差系数Cv作为衡量滴头制造精度的指标，但无统一的国家标准，按有关文献介绍，Cv015则为劣等产品。本实

4、验通过测定一组滴头(以25个滴头为一组)，求得其Cv值，对测试产品进行评价。二、实验器材：实验的滴灌系统包括首部枢纽水源、水泵、水表、压力表、筛网过滤器等；管道系统支管、毛管(伞12PE管)、三通、旁通、堵头等配件及滴头发丝滴头或滴灌带等，滴头的间距05m10m，每支毛管至少装设滴头25个以上。量测设备包括受水量杯、量筒及秒表等。三、测试内容及操作步骤：1、滴灌系统各组成部分的认识 观察整个滴灌系统，确认各组成部分的功能，掌握首部枢纽各部伯的作用及安装位置，观察各种形式的滴头的工作情况，并在试验报告中进行适当的描述。2、测定滴头的出水量，以25个滴头为一组，测定滴头流量偏差系数，重量一次。3、

5、测试操作步骤 每次测定时间为10min， (1)首先将毛管纵坡调至水平，滴头出水口高度应与毛管进口等高。 (2)打开阀门向毛管供水，观察各滴头有无异常现象(如水量过大、过小或漏水)，确信一切正常后，调节进口水压至厂家给定的额定压力，如厂家无额定压力资料则调至100kpa(约1Okgcm2)，在施测过程中压力变化不大于2。 (3)摆好受水量杯，均放在同一侧，但此时不能让受水量杯内有水，准备秒表及准备读水表起始读数。 (4)指挥发出实验开始命令，按下记时秒表；各受水量杯同时进入滴头下受水，同时记录水表读数。 (5)测试时间为10min，在此期间应密切监视各受水量杯，防止滴头水流滴至量杯外，调节闸阀

6、以保持进口压力稳定在额定值上，5min读一次水表及压力表读数。 (6)临近测试结束时，各测试人员做好准备，到lOmin时，使各受水量杯同时脱离滴头，记录水表及压力表读数，关闭供水阀门。(7)用量筒(或量杯)依次测受水量杯水量，按滴头序号排列依次填入表31中。(8)按上述相同步骤再进行第二次测试。四、试验成果整理和分析1、计算流量偏差系数CV100式中 C，一流量偏差系数，； s一滴头出流量标准偏差； q一25只滴头的平均流量。 S 式中：n滴头数。 取两次重复的平均值，根据C，值的大小，初步评价该试样的质量。 2、计算毛管上滴头出水量的均匀系数，根据每次测试结果，计算毛管上滴头出水量均匀系数，

7、其计算式为：K1-式中：为滴头流量偏差的平均值式中：n为滴头数。3、实验数据成果分析，滴灌实验数据记录计算表见实验指导书P21。4、试验数据分析： 在整个试验过程中，尽量排除由于人为操作而影响到实验结果的准确性。所有量杯在同一指令下同时放到滴头下，避免了由于测试时间的不同而影响试验结果。 根据目前通用的评价滴头质量的方法，以滴头流量偏差系数CV作为衡量滴头制造精度的指标，但无统一的国家标准，按有关文献介绍，CV0.05为优质, CV在0.050.1之间属于中等水平, CV0.15则为劣等产品。实验二输引水渠道横断面设计水深测试及计算综合性实验一 实验目的：1利用已建试验模型，通过实验的操作及对

8、所测实验数据的研究、分析和计算，培养农业水利工程专业的学生对多学科知识如灌溉排水工程学、水力学和水工建筑物等课程的综合运用能力，及“严谨、认真、细致”的科学研究作风，提高学生的综合动手、工程设计和计算能力，为今后出去工作打下良好的基础。 2 温故水力学相似理论及堰流知识。 3 学会测针使用方法及量水堰测流技术。 4 通过对输水渠道在不同流量（加大、设计及最小）情况下不同水深（加大、设计及最小）的测试，加深对渠道横断面设计原理的影响。 5 熟练运用明渠均匀流公式。利用测试数据和渠道的其他已知设计参数（如流量Q，底宽b，边坡系数m，糙率n和比降i等）对输引水渠道进行设计、校核。二 实验项目简介：本

9、实验取自“新疆伊犁南岸总干渠工程渠首分水枢纽水工模型试验项目”，主要由水源、进水池、90三角形量水堰、静水池、输水渠道（全长590m）及退水渠等组成。选取桩号0+4670+530较为平直的渠段作为渠道测试段。渠道测试段基本参数如下：梯形断面、浆砌石衬砌、渠深5m、渠底宽度b=8m、边坡系数m=2、糙率n=0.025、渠底比降i=1/290。本实验试放流量选取原建设项目二期工程的加大流量163.0m3/s、设计流量141.0m3/s及最小流量56.4m3/s，共三个流量。三实验操作规程：1了解本实验的基本情况（工程布置、试验内容及量测设备等）。2做好实验前的准备工作，利用水力学的相似理论知识，计

10、算出试验模型的有关比尺、相应的模型流量值和测针读数值。3根据堰流公式计算绘制量水堰水头H 流量Q关系曲线及学会测针使用方法。4依次试放三个不同的设计流量（可由大到小）。开水泵，缓慢启动闸门调节至所需测试流量。5待流量稳定后，量测不同流量情况下桩号0+4670+530渠段间的设计水深，将实测数据记入测试表格。四实验内容整理：1 根据水力学相似理论，模型按重力相似准则设计，本实验项目模型比尺主要选择为：几何比尺L；流量比尺Q =L2.5。2 堰流公式采用南京水利科学研究院标准地秤校正后的拟合经验公式：式中 Q - 流量（m3/s）；H - 堰口水头(m)。3 利用模型几何比尺将所测水深值换算成实际

11、水深值（h）。4根据已知的输引水渠道横断面设计参数(Q，b，m，n，i等)及换算的实际水深值h，利用明渠均匀流公式对原流量进行校核计算。明渠均匀流公式是个高阶隐函数方程，含有渠道底宽b和水深h两个未知数，不能直接求解。在实际设计中，常采用试算或图解法求解。该公式表述如下：式中 Q - 渠道设计流量（m3/s）；A - 渠道过水断面面积（m2），梯形断面渠道，；R - 水力半径（m），式中x为湿周，； C - 谢才(Chezy)系数（m0.5/s），采用曼宁(Manning)公式进行计算，式中n为渠道糙率； i - 渠底比降。5计算不同设计流量情况下的设计水深值（或试放流量值），与实测水深值（或

12、实测计算流量值）相比较，分析数据成果，进行误差分析。6应利用计算机技术编程计算或列表计算。7绘制输引水渠道横断面图。8及时编写实验报告，要求文、图、表并茂。五实验报告内容：1实验目的；2实验设备；3实验内容（实验数据、计算数据等）；4成果及分析（图、表等）；5实验建议与心得。六参考表格（实验数据记录计算表）与仪器设备表：表1 输引水渠道设计水深测试计算表项目123模型水深（m）实际水深(m)备注测试人员： 测试日期： 表2 输引水渠道设计流量测试计算表项目123测针读数(cm)模型流量(L/s)实际流量(m3/s)备注测试人员： 测试日期： 表3 渠道实验仪器设备表仪器设备名称规格型号数量用途

13、水泵离心式1台加压量水堰901个测流量测针40cm1个测流量渠道模型自制(590m)1套输水及观测钢板尺20cm1把测水深实验三 恒定流、非恒定流条件下明沟排水功能测试实验一、实验目的：1 加深了解排水明沟在恒定流、非恒定流条件下沟间地段地下水运动的变化规律；2 利用所测的地下水动态实验数据反求渗透系数K值；3 熟悉室内渗流实验装置及模拟降雨方法；二、实验装置：本实验是在净空为500X120X48(cm)的钢结构玻璃砂槽内进行的。试样是经过筛选洗净的细砂。实验段取排水沟一侧至沟间地段的一半。排水沟为单侧的完整沟，由钻孔的透水塑料板分隔而成。为测定地下潜水面高程，在砂槽的一定距离上设置观测井，观

14、测井为内径2 cm的镀锌钢花管，外包铜丝滤网，穿透整个砂层。另外，在砂槽侧壁还装有测压孔。排水沟的水位及出流量由软管接一平水箱控制。实验装置的结构草图及有关尺寸如图31所示。同时在砂槽上部安装了2-3条滴水管，用于模拟降雨，滴水管上每隔一定距离打有一针眼，滴水管用橡皮管与自来水开关相接，达到一定压力时，水自行由针眼渗出，降雨量大小可由自来水开关度大小来调整。实验装置示意图见实验指导书P14。三、实验步骤：首先进行恒定流条件下明沟排水功能实验：1、对砂槽内砂体进行底部充水饱和，充水位到预定高度，排尽测压管内气泡。2、打开自来水开关，滴水管开始滴水，同时下降平水箱至1015cm，使沟水位与沟间中心

15、地下水位形成一降落曲线。3、用体积法量测排水明沟出流量，如两次平行所测流量误差不超过3，各测压管水位无明显变化，则视此时为恒定流。4、记录下恒定流条件下的明沟出流量及各井位测压管水位值。然后进行非恒定条件下的明沟排水功能实验项目：5、关闭自来水开关，滴水管停止供水，此时沟间地段地下水及出流量开始随时间发生变化，为非恒定流。6、关闭龙头的同时，启动秒表，每隔2、4、6、8、10、15、20、25和30分钟测定一次各测压管的水位和出流量，记录表内。四、实验数据的整理和计算：1、利用恒定流排水沟间距公式求渗透系数K值：L=式中：=H0+c,如用2点法；c,=hc/2：为计算精确，可用多点法，则c,=

16、nc/n，n为所测水位点数。经整理为：K= Q/A=所测恒定出流量/48 cm456cm式中：L为排水沟长度，H0沟水位10.5cm（自底板算起），hc为20号井实测值减去沟水位值（cm）。2、利用非恒定流条件下所测地下水动态实验数据，绘制沟间各时段的地下水位线图及沟出流量与时间关系曲线图。绘制地下水过程线图时，将恒定流时所测各点水位值作为0时段。五、实验人员分工1、测时1人兼指挥。2、测流量2人。3、各点测压井测水位1015人六、实验用品准备：需秒表2块，袖珍计算器1个，500cc、100 cc量筒各1个。七、实验数据记录表：实验数据观测记录表观察时间t(分)井2井3井4井5井7井9井12井15井18井20 排水沟出流量测流时间(s)水量(cm3)出流量(cm3s)024681015202530距离(cm)20507090140190260330400450井位与沟间距备注：排水沟水位(cm)