实验简介

# 实验指导

## 实验简介

1.实验简介

“过水断面面积的测量和流量的计算”实验是以“流速的测定”实验为基础的，其中流量的计算更是建立在流速和相应过水断面面积的数据上的。因此两个实验密不可分。本实验的两个核心任务是计算过水断面面积和计算流量。

计算过水断面面积的关键是绘出“过水断面图”，同学们可以根据操作提示，灵活处理操作数据，在excel表格中绘出结果图，再根据“三角形—梯形”面积法计算过水断面面积。

流量的计算主要是根据“流量=流速*过水断面面积”的公式计算而来，同学们可以利用excel有关的计算功能，快速算出各部分流量，相加即得出总流量。

2.实验重点

1）绘出过水断面图；

2）计算过水断面面积；

3）准确计算流量；

3.实验难点

1）正确绘出过水断面图；

2）选择合适的方法和计算公式在过水断面图上进行量算，得出过水断面面积；

## 实验原理

某一研究时刻的水面线与河底线包围的面积，称过水断面。作为输送水资源的渠道, 准确的过水断面是计量过水流量的基本依据。过水断面不一定是平面，其形状与流线的分布情况有关。只有当流线相互平行时，过水断面才为平面，否则为曲面。
本实验对过水断面面积的确定是从已测得的过水断面图上量算出来的。把图划为若干梯形或三角形，分别用梯形、三角形面积公式计算。
流量是指单位时间内通过某过水断面的水量。流量通常是根据断面的流速和面积计算而得，其计算公式为：
Q=Fv
式中，Q为流量，F为过水断面面积，v为水速。
与流速确定方法相对应，流量的确定方法亦有测量法和计算法两种。本实验采用计算法，即应用谢才公式，依据断面面积和断面平均流速，计算断面平均流量。

## 实验仪器

无

## 实验内容

1）选择实验地点

在主窗口上方单击“选择实验地点”后，选择一个实验进行地点，如“湘江”，即定位到实验地点：湘江；（请和实验一选择同一个实验地点）

2）在主窗口右侧单击“水文实验二”，即进入本次实验界面； 请注意：在实验程序运行的过程中请勿自行关闭Google Earth。

3）过水断面图的绘制

在实验界面上方单击“绘制过水断面图”，即开始本实验第一步；

将测流速实验中测深仪所测出的测深数据表的内容复制，并粘贴到excel表格 中，对数据进行适当地处理，利用excel现有的绘图功能绘出“距水面左岸长 度—测深深度”的X-Y函数图，如图所示。（注意起点和终点在同一水平线上）

（图一：绘制过水断面图）

4）计算过水断面面积

实验界面上方单击“计算过水断面面积”，即开始本实验第二步；

在本实验中，计算过水断面面积采用“梯形—三角形面积计算法”，即在已 绘制的过水断面图的基础上，利用各点的横纵坐标，将过水断面分为许多三 角形和梯形，再根据三角形，梯形的面积计算公式算出各点对应的断面面积。

（图二：计算过水断面面积）

5）计算流量；

实验界面上方单击“计算流量”，即开始本实验第三步；

流量=断面平均流速*过水断面面积；将测流速实验中所得到的测速数据与计
算过水断面面积所得到的面积数据对应相乘再相加，得出最后的流量计算结 果。将所计算得到的数据输入页面下方的文本框，单击“确定”，根据提示计算正确则完成本实验，计算错误则重新进行计算，直到计算正确为止。 （结果保留两位小数）

（图三：计算流量）

6）单击实验界面右上方“返回主界面”，即返回到主界面。