前修课程：水力学、水工建筑物
开课对象：水力水电工程专业学生
一、实验目的
为了提高学生的实验及科研能力，适应教学大纲的创新实验要求，开发了2套水工水力学实验装置， 2套装置可满足8～12位学生同时进行试验。
实验装置主要模拟各种坝工消能方案，对挑流消能、底流消能、戽流消能等多种消能方式的水流形态进行演示，可对水位、水深、流速、压力等物理量分别采用常规方式及电测方式进行量测。并可通过计算机进行数据采集和分析，计算、比较各种消能方式下的消能率、建筑物表面的压力分布、过流断面的流速分布。
通过实验，学生可从直观上了解水工建筑物上、下游水流的衔接方式和各种方案的消能原理，通过溢流坝的底流、挑流、消力戽消能实验以及坝面压力量测，可加深对本课程中有关理论的理解。增强判别消能效果及坝荷压力的感性知识。巩固和验证所学的理论知识，拓宽学生的知识面，培养学生观察和分析水流现象的能力，掌握常规量测仪器的使用方法，提高动手、创新能力和科学研究技能。
二、装置说明
根据实验目的和要求，实验水槽采用矩形断面的平底渠道，渠长约6000mm，宽300mm，高500mm。
渠尾装有可开关的控制尾门，用于调节下游水位。渠首装有调节流量的控制阀门及可调节高度的溢流槽。在渠上设有滑车测架，用来固定测针、毕托管和其它测杆。
堰形为实用堰，堰面采用WES曲线，堰高320mm，堰顶设计水头80mm，曲线下接1：0.7的直线段，下接可装卸的消能工。设计流量Q=15 l/s。
可容易装卸的各种活动消能工型式，可分别摸拟挑流消能、面流消能、底流消能、戽流消能等多种消能方式的水流形态。
三、底流消能试验
（一）仪器设备
钢尺一根、滑车侧针一架、测压板、消力池型式2套、毕托管及压差计、小铁盒一套。
（二）实验要求
通过观测不同的底流消能形式的水流流态，了解底流的水跃特性，测量坝面压力、水跃长度、跃前和跃后水深及下游跃后流速分布等水力参数。绘出坝面动水压力分布和底流消能流态图并做简要的比较分析。
（三）实验步骤
1.安装底流消能工型式,检查准备工作。
2.打开尾门，开泵。
3.开进水闸、调节进水闸或溢流槽高度使堰上水位至所需要的实验水位（设计水位）。
4.用尾门调节槽内水深使水流产生完整水跃。
5.测量水跃各要素（水跃长度，跃前、跃后水深）。
6.通过测压板量测坝面压力。
7.通过毕托管量测跃后水槽过水断面的流速分布。
8.各测量项目完成后关闭进水闸门，关泵。
9.换另一种底流消能型式。
10.重复2～8步骤。
11.清理实验场地。
12.实验结束。
（四）注意事项
1.慢慢调节进水闸，使堰上水位稳定保持至实验水位时，再调节尾门，待水跃稳定不再前后移动时再测。
2.各个测压管连接毕托管的橡皮管不能含有气泡。
3.毕托管必须正对水流方向并不能露出水面。
4.毕托管每次上提后，必须稍等一会，待玻璃管中水面稳定后再读数,可从底部开始测量，以后逐步上提，每次提高（h/5～h/6），共测5～6点。
四、消力戽消能实验
（一）仪器设备
钢尺一根、滑车侧针一架、测压板、消力戽消能工型式两套、毕托管及压差计、小铁盒一套。
（二）实验要求
实验要求观测两种消力戽可能发生的各种水流衔接形式和流态。量测产生上、下临界戽的坝上、坝下水位及流量。针对某一稳定戽流量测坝面压力、坝下水面线及流速分布、分析戽流消能特点。绘出坝面压力和消力戽消能流态图。
（三）实验步骤
1.安装消力戽消能工，检查准备工作。
2.打开尾门，接通电源开泵。
3.调节进水闸或溢流槽高度，使堰上水头至所需要的试验水位（设计水位）。
4.调节尾门，观测槽内不同水深所产生的不同的消力戽水流流态，量测自由戽流、下临界流、上临界流和淹没戽流所对应的下游水位。
5.在上、下临界戽流之间，对某一下游水深通过毕托管量测断面的流速分布。
6.通过测压板量测坝面压力分布。
7.各测量项目完成后关闭进水闸门，关泵。
8.换另一种消力戽消能型式
9.重复2～7步骤。
10.清理实验场地。
11.实验结束。
（四）注意事项
量测压力及流速要注意的事项同底流消能。
五、挑流消能试验
（一）仪器设备
钢尺一根、滑车侧针一架、测压板、连续式挑坎和差动式挑流鼻坎各1套、毕托管及压差计、小铁盒一套。
（二）实验要求
实验要求分别观测连续式挑坎和差动式挑流鼻坎的水流流态，在设计水位下量测挑流水舌形态、挑距。量测坝面压力及挑流冲击点的河床压力。量测下游断面流速分布。通过实验，分析比较连续式和差动式鼻坎的消能情况，给出流态示意图。
（三）实验步骤
1.安装挑流鼻坎，检查准备工作。
2.打开尾门，接通电源开泵。
3.调节进水闸，使堰上水头至所需要的试验水位（设计水位）。
4.调节尾门，使坝下游槽内水位低与挑坎高程。
5.针对某一下游水位，量测挑流抛射高度、距离、入水角度。
6.通过测压板量测坝面压力分布及挑射水流冲击点压力分布。
7.量测下游断面流速分布。
8.换另一种挑流鼻坎型式。
9.重复2～7步骤。
10.清理实验场地。
11.实验结束。
（四）、注意事项
量测压力及流速分布要注意的事项同底流消能实验。