实验十一 水电比拟法渗流实验
一、实验目的：
用水电比拟法测定建筑物基础渗流区的等势线（或流线），绘制流网。 二、实验设备：
220v220v电信号发生器毫伏表铜片铜片有机玻璃边缘水工建筑物基础模型实验盘探针
实验装置由实验盘、电信号发生器和毫伏表组成。其中实验盘安装有水工建筑物基础模型，在模型的上下游安有铜片，模型和其它边缘由有机玻璃制作。有机玻璃实验盘底部粘贴有坐标纸。 三、实验原理：
渗流在符合达西定律的条件下，可以用拉普拉斯方程来描述。电流在导体中的流动规律也可以用拉普拉斯方程来描述。因此，渗流与电流之间存在比拟关系，利用这种比拟关系，量测出电场中的物理量来求解渗流场中的水力要素的实验方法叫做水电比拟法。
电流与渗流现象的比拟个关系：
电流 电势：U 电流密度：i 导电率：σ 欧姆定律：i=-σ渗流 测压管水头：H 渗流流速：u 渗流系数：K dU dl达西定律：u=-KdH dl电势的拉普拉斯方程： 水头的拉普拉斯方程： ?2U?2U?2U++=0 ?x2?y2?z2?2H?2H?2H++=0 ?x2?y2?z2 31
电流强度：I 渗流量：Q 从表中可以看出，只要将电流场与渗流场二者保持几何相似，导电性质和渗流性质相似，以及边界条件相似，则在电场中测量的物理量即可得出渗流场中相应的水力要素。
在实验盘模型的上、下游铜片上加上电压，模拟水工建筑物上、下游的水位差。 四、实验步骤：
1. 熟悉实验指示书，点清实验用品。
2. 在坐标纸上，按比例画出实验盘的边界（包括模型的形状及尺寸）。 3. 给实验盘加水1——2cm左右，并调平实验盘（即水深一样）。 4. 把模型的上游铜片与电信号发生器的正极连通，下游铜片与电信号发生器的负极连
通。毫伏表的负极（黑夹子）与下游铜片连通。
5. 等老师检查无误后，接通电源，并将电信号发生器的输出电压调到10V。
6. 利用毫伏表的探针测出等势线（要求每隔1V测一条等势线，每条线上不少于5个
点）。
7. 测完8条等势线后，利用等势线与流线之间正交原理，绘制出流网。 8. 实验完后，拆掉连线，倒掉实验盘中的水，清理实验用品。 坐标表： 点号 电压 1 x y x 2 y x 3 y x 4 y x 5 y x 6 y x 7 y 1v 2v 3v 4v 5v 6v 7v 8v 9v 五、注意事项：
1. 测试过程中，不能调整电信号发生器的输出电压。 2. 测点要均匀。
3. 测点要一边记录，一边绘在坐标纸上。 六、思考题：
1. 为什么要调平实验盘？
2. 试过程中，探针为什么要垂直于水面？
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