潜水~承压水模拟演示课件

实验五承压水模拟演示一．实验目的1．熟悉与承压水有关的基本概念，增强对承压水的补给、径流和排泄的感性认识2．练习运用达西定律的基本观点来分析讨论水文地质问题二．实验内容1．熟悉承压演示仪的装置及功能2．绘制测压水位线（1）河水保持较高水位（2）测定河水、a 、b 、c井、泉的水位，绘制测压水位线。

泉水位是否为泉口出露的高度，还是B8的水位从补给区到排泄区水力梯度有何变化：注意使用示踪剂可以清楚看出流线的形态，从而可以分析出水力梯度变化的原因3．测绘水力梯度与泉流量关系曲线（想要说明什么问题，实验结果如何提交，仅交一个表格看不出什么所以然）每一次的泉流量测两次，取平均值4．b井抽水，测定泉流量及b井抽水量注意（1）b井抽水量是通过流量计测得的，注意单位的换算（2）b井抽水要两个保证：流量不能太大，要保证a 、c两井能测到水位流量不能太小，要保证流量计能达到有刻度的地方分析抽水后泉流量的减量是否与b井抽水量想等：答：否，b井抽水后，水力梯度发生变化，由于河水位保持等高，相当于一个定水头边界，可以源源不断的补给，b井抽水会多取河水的流量，也就是说b井抽水后河水的补给量要大于抽水前的补给量。

因此b井抽水量＞泉流量的减量5．测绘泉流量随时间的衰减曲线河水位不要太高，以高出含水层地形一两厘米最好，如果太高，衰减很慢，浪费时间三．作业情况：1．绘制测压水位线不知从c井到泉水力梯度变大，很少有同学画出水力梯度变大的趋势2．平面图的绘制画的很乱，不能表示出b井抽水的变化，等势线的弯曲方向甚至画反了，凸向泉口，不能发现自己这种明显的错误3．绘制泉流量随时间的变化曲线2班的同学测得数据点太少两个班的同学都未分析b井抽水前后泉流量的变化与b井抽水量的关系，有的同学甚至测得抽水后的泉流量大于抽水前的泉流量四．实验建议：1．测绘水力梯度与泉流量关系曲线（想要说明什么问题，实验结果如何提交，仅交一个表格看不出什么所以然），或者应该画一条曲线2．承压装置，即使在河水位很高、b井抽水量很小的时候，a 、c两井都不能测到水位改装的时候应该注意实验四、五总结：（我带的是1班的学生，下午6点才做完试验；宁老师带2班的学生，上午10：30做完试验）1．总的感觉实验做的不是很好，尤其是作业的提交2．学生预习很差，很多同学做实验的时候不看步骤，反而问老师该怎么做，实际上实验讲义已经讲的非常清楚了3．正因为预习不好，所以做实验的时候老师必须要多指导，否则学生做的很差，而且动手的学生少，观看的多，占用了很多时间，且一台承压水装置出现问题，只能在其它组做完后再做。

包气带水、潜水和承压水
地表以下是土壤水，地表面到地下水水面之间与大气相连通的含有气体的地带叫做非饱和带，也叫包气带。

在包气带中有时会存在局部隔水层，局部隔水层上会积聚具有自由水面的重力水，叫做上层滞水。

上层滞水与大气连通，主要受大气降水的补给，以蒸发形式或隔水底板边缘进行排泄。

上层滞水的显著特点是动态变化大，雨季时获得补充积存一定水量，旱季水量逐渐耗失。

当分布范围较小或补给不足时，便不能终年保持有水。

因此一般不能作为供水水源，但在缺水地区往往成为较有意义的小型供水水源地。

地下水根据埋藏条件分为潜水和承压水。

在了解潜水和承压水之前，我们首先要明确含水层和隔水层的概念。

含水层指能够给出和透过相当数量水的地层，隔水层是指给水性和透水性均极弱的地层。

也就是说含水层既能储水也能导水，而隔水层透水性很弱，起到阻隔地下水的作用。

第一个稳定分布的隔水层之上具有自由水面的重力水称之为潜水。

潜水积极参与水循环，资源易于补充恢复，但受到气候影响，且含水层厚度一般比较有限，其资源通常缺乏多年调节性。

充满在上下两个隔水层之间的，具有一定静水压力的水称为承压水。

从上至下分别叫Ⅰ承压含水层、Ⅱ承压含水层，以此类推。

地下水和地表水一样，都是水循环的一部分，但是两者也有区别，地下水比地表水流动的慢，地下水的补给和排泄往往需要更长的时间。

含水层之间并非是完全独立的，它们之间存在着一定的水量交换。

含水层之间发生水量交换的条件是：1.含水层之间存在水头差；2.含水层之间具有水力联系。

在地下水系统中，含水层之间通过直接接触、天窗、导水断层、越流等方式进行水量交换。

实验四、潜水模拟演示实验一、实验目的1．熟悉与潜水有关的基本概念，增强对潜水补给、径流和排泄的感性认识。

2．加深对流网概念的理解，培养综合分析问题的能力。

3．认真观察地表径流，确定潜水面形状，同时分析地下水分水岭的移动过程和不同条件下的潜水流网二、实验原理饱水带中第一个具有表面的含水层中的水称作潜水。

潜水没有隔水顶板，或只有局部的隔水顶板。

潜水的水面为自由水面，称作潜水面。

由于潜水含水层上面不存在隔水层，直接与包气带相接，所以潜水在其全部分布范围内都可以通过包气带接受大气降水、地表水或凝结水的补给。

潜水面不承压，通常在重力作用下由水位高的地方向水位低的地方径流。

潜水的排泄方式有两种：一种是径流到适当地形处，以泉、渗流等形式泄出地表或流入地表水，这便是径流排泄；另一种是通过包气带或植物蒸发进入大气，这是蒸发排泄。

本次实验就是根据自然潜水的补给和排泄方式进行模拟，通过人工降水以及不同排泄方式来演示潜水运移，同时通过改变河流水位，进而改变地下水分水岭的移动，从而让学生更直观的观察潜水流网。

三、仪器设备1．地下水演示仪（图4-1）。

该仪器的主要组成部分及功能介绍如下：（1）槽体：内盛均质砂，模拟含水层。

（2）降雨器：模拟降雨，可人为控制雨量大小及降雨的分布。

（3）模拟井：两个完整井和两个非完整井分别装在仪器的正面（A面）和背面（B面），均可人为对任一井进行抽（注）水模拟，也可联合抽（注）水。

（4）模拟集水廊道：可人为控制集水廊道的排水。

（5）测压点：与测压管架上的测压管连通，可以测定任一测压点的测压水头；与示踪剂注入瓶连通可以演示流线。

（6）测压管架。

（7）示踪剂注入瓶。

（8）稳水箱：用于稳定河水位。

（9）水表。

2．示踪剂选用红墨水演示流线。

3．直尺（50cm）和计算器等。

图4-1 地下水演示仪装置图四、实验步骤1．熟悉地下水演示仪的结构及功能。

2．地表径流的演示。

打开降雨开关，人为调节降雨强度。

保持两河较低水位排水。

实验四潜水模拟演示一．实验目的1．熟悉与潜水有关的基本概念，增强对潜水补给、径流、排泄的感性认识2．加深对流网概念的理解，培养综合分析问题的能力二．潜水模拟演示内容1．熟悉地下水潜水演示仪的结构及功能对着实验室潜水演示仪简单讲解它的结构与功能尤其要讲如何调节降雨，如何改变河水位，如何示踪，如何改变完整井、非完整井水位，2．地表径流的演示（1）降雨强度与地表径流的关系降雨强度越大，地表径流越强（2）地形与地表径流的关系（河间地块）地形越平缓，地表径流越弱；地形起伏越大，地表径流越强3．观测有入渗条件的潜水面形成，并在A剖面图上绘制潜水位线仔细讲解绘制潜水位线的方法与步骤（1）保持中等强度降雨，两河同低低水位排水（2）记录测压管水位，红色墨水示踪剂所走的迹线绘制流线和等势线（3）选择3—5个测压点，自测压点测压水位顶点作水平线交各测压点所在的等势线各交点均在潜水位线上（4）连接河水面、井水位、交点绘制潜水面4．观测地下分水岭的偏移在实验内容三的基础上，抬高一侧河水位，分水岭往河水高的一侧偏移，可以稳定，解释这种现象可以从以下方面解释：停止降雨后，地下水分水岭会逐渐消失，从河水位高的一侧直接补给河水位低的一侧5．人为活动影响下地下水与河水的补给和排泄关系的变化（1）集水廊道抽水：（2）完整井抽水：一个抽水，另一个注水（不抽水），观察地下分水岭的变化及流线形态（3）非完整井抽水：尽量保持井水位与河水位同高B剖面图上绘制流网图三．潜水模拟演示作业情况1．绘制潜水流网图（1）为掌握绘制潜水流网图尤其是潜水等水位线的方法（2）潜水面太高，不是根据测压水位画出来的（3）不能理解井水位实际就是该处的潜水位在井处画出的潜水位比井水位高出很多2．分水岭的偏移：都从势能梯度上来解释的如：因为分水岭到低势的一侧的势能梯度大于分水岭到高势的一侧，则分水岭必偏向高侧，使分水岭到低势的空间要大一些。

没有人从流量上来分析四．实验总结1．实验时间显的紧凑，因为学生几乎没有预习，以至于浪费的时间太多，我又坚持让学生把实验内容做完，到最后没有时间进行讨论，只得在学生做实验的过程中边指导边讲解，但是对于潜水位线的绘制没有来得及讲2．两台实验装置放置不合理：不应该A剖面对着方，因该都按同样的顺序放，否则做实验的时候，两台装置十几个同学都挤在一块，且讲解的时候也比较麻烦3．新改装的实验装置缺陷：（1）降雨不均匀，尤其是在低中强度降雨的时候（2）因为使用水质不好，新砂已经长了很多绿色的东西。