灌溉排水工程学实验(2012版定稿)课件

农业水利工程系十二月22CollageofWaterConservancyandCivilEngineering

教学目标教学内容通过实验，使学生初步具有灌溉排水工程学的基本知识和实验技能，掌握灌溉排水工程中灌溉渠道实验设计和排水沟道实验设计等。课程安排实验3个，滴头流量偏差系数测试实验；输引水渠道横断面设计水深测试及计算综合性实验；恒定流、非恒定流条件下明沟排水功能测试实验；实验要求

做好实验前的预习及准备

保特室内安静，以免影响他人实验遵守仪器、器具使用规定保特室内的清洁卫生认真做好实验观察及实验报告实验完毕后，应按规定格式书写实验报告实验结果应根据自己实验所得如实记录，不得擅自修改

(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)本实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。一、实验目的：质量分级滴头滴灌带优等品Cv≤0.05Cv≤0.1一等品0.05<Cv≤0.070.1<Cv≤0.2二等品0.07<Cv≤0.11合格品0.11<Cv≤0.150.2<Cv≤0.3次品0.15<Cv0.3<Cv一、实验目的：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0.5m～1.0m，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。二、实验器材：三、测试内容及操作步骤：(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10m)，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。

式中：n—滴头数。取两次重复的平均值，根据Cv，值的大小，初步评价该试样的质量。四、试验成果整理和分析1、计算流量偏差系数1）计算流量标准偏差根据每次测试结果，计算毛管上滴头出水量均匀系数，其计算式为：

式中：为滴头流量偏差的平均值；n为滴头数

四、试验成果整理和分析2、灌水均匀度Cu的计算3、实验数据整理滴头编号受水量(ml)流量(m3/s)平均流量qa(ml/s)(qi-qa)(qi-qa)2流量标准偏差S流量偏差系数Cv1234567····2425合计ThankYou!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1、利用已建试验模型，通过实验的操作及对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。

一、实验目的：

本实验取自“塔城市阿不都拉水库溢洪道水工模型试验项目”，主要由水源、进水池、20°三角形量水堰、进水池、输水渠道（全长375m）及退水渠等组成。选取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：矩形断面、现浇混凝土衬砌、渠深2.5m、渠底宽度b=10m，边坡系数m=0，糙率n=0.014、渠底比降i=0.001。本实验试放流量5~50m3/s。模型几何比尺λL=30。二、实验项目简介：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、学会测针使用方法。

4、依次试放2~3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渠段间的设计水深，将实测数据记入测试表格。三．实验操作规程：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λL；流量比尺λQ=λL2.5。堰口的测针读数7.04cm。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：①式中Q-----流量（m3/s）；实际流量=Q*λQH-----

堰口水头(m)，H=测针读数-7.04cm。四．实验内容整理：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：②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-----

谢才系数，采用曼宁公式进行计算，式中n为渠道糙率；

i-----渠底比降。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。五．实验报告内容：六、数据整理表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)实际流量(m3/s)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：本节结束，谢谢！实验三非恒定流条件下明沟排水功能测试实验1加深了解排水明沟在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；一、实验目的：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，观测井为内径2cm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。实验装置示意图见下图。二、实验装置：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10～15cm，使沟水位与沟间中心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。三、实验步骤：1、利用恒定流排水沟间距公式求渗透系数K值：

式中：，用2点法求；HC=hc/2：为计算精确，可用多点法，则HC=nc/n，n为所测水位点数。

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：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）。四、实验数据的整理和计算：

2、绘图四、实验数据的整理和计算：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。

1、测时1人兼指挥。

2、测流量2人。

3、各点测压井测水位10～15人五、实验人员分工

注意事项：请注意协作，听从指挥的安排！秒表2块，袖珍计算器1个，500ml、100ml量筒各1个。六、实验用品准备七、实验数据记录表：观察时间t(分)井1井2井3井4井5井6井7井8井9井10观察时间t(分)井11井12井13井14排水沟出流量测流时间(s)水量(cm3)出流量(cm3／s)24681015……距离(cm)32468094110149163178220236242250292