某兩層土滲流實驗裝置如圖所示

① 某實驗裝置如圖所示，經檢驗氣密性良好．若先將甲中液體擠出，觀察到氣球明顯鼓起，一段時間後，氣球明顯

A、雙氧抄水與二氧化錳混合產生氧氣，氧氣一段時間後不會被吸收，氣壓不能減小，氣球不能恢復原狀，故A錯誤；
B、濃鹽酸與碳酸氫鈉混合能反應產生二氧化碳，氣壓增大，氣球會變大，而二氧化碳一段時間後會被氫氧化鈉吸收生成碳酸鈉，氣球會恢復原狀，再滴加鹽酸，碳酸鈉和鹽酸反應又會生成二氧化碳，氣球再次膨大，故B正確；
C、氫氧化鈉遇水放熱，瓶內壓強增大氣球鼓起來，恢復室溫後氣球恢復原狀；硝酸銨遇水吸熱，瓶內壓強減小，氣球不會重新鼓起來，故C錯誤；
D、氧化鈣遇水放熱，瓶內壓強增大氣球鼓起來，恢復室溫後氣球恢復原狀；鹽酸與鎂混合產生氫氣，氫氣不會被吸收，使瓶內壓強增大，氣球重新鼓起來，故D正確．
故選：BD．

② 地下水運動的基本規律

地下水具有流動性，為了確定其水量，就必須研究地下水運動的基本規律。以往的研究多集中於多孔介質飽水帶重力水的運動，但在解決地下水的補給、潛水蒸發以及污染質在包氣帶中的運移機理等實際問題時，卻涉及到包氣帶水以至結合水的運動，因此包氣帶水的運動規律的研究，近年來也越來越受到學者們的關注。

地下水在孔隙岩石中的運動稱為「滲流」（或滲透），滲流占據的空間稱滲流場。地下水在鬆散岩石粒間孔隙和寬度不很大的裂隙中流動時，流速很慢，加之受到介質固相表面的吸力較大，故水的質點排列有序，多呈「層流」運動。在個別寬大的洞穴和裂隙中，水流速度較大，水流質點呈無秩序的互相混亂流動，則屬於「紊流」運動。

水在滲流場內運動，當各個運動要素（水頭壓力、流速、流向）不隨時間變化時，稱為穩定流；當運動要素隨時間變化時稱為非穩定流。嚴格地講，自然界中的地下水運動都屬於非穩定流，但為了便於分析和運算，當上述運動要素變化微小時，也可看作為穩定流。

一、飽水帶重力水運動的基本規律

有關飽水帶重力水運動的第一個規律，是法國水力學家達西（H.Darcy）在1856年通過實驗得到的。

達西通過圓筒砂柱的滲透實驗裝置（圖3-4）得到了水頭高度不變條件下，砂層的滲透流量（Q）與水力坡度（I）和過水斷面（W）的關系式：

趨於零，則V_t=K，即入滲速度趨於定值。

③ 達西滲流定律的達西定律

達西在1856年通過了大量的實驗研究，總結得出滲流能量損失與滲流速度之間的關系，即達西定律。
達西定律：
達西實驗裝置如圖所示。圓筒橫斷面積為A，其中充填均勻的砂粒，砂層厚度為l，由金屬網支托。水由穩壓水箱經水管A流入圓筒中，再經砂層滲濾後由出水管B流出。其流量由量筒C量測，在砂層上下兩端裝測壓管以量測滲流的水頭損失。由於滲流流速極小，所以流速水頭可以忽略不計，總水頭可用測壓管水頭來表示，水力坡度可以用測壓管坡度來表示：

達西分析了大量實驗資料，得到圓筒內的滲流量Q與圓筒橫斷面積A和水力坡度J成正比，並和砂層的透水性能有關。達西建立的基本關系為：Q=kAJ,也可以寫成V=Q/A=kJ，式中 k為滲流系數，反映了土壤的透水性能。
實驗發現，隨著雷諾數Re的增加，多孔介質（砂層）中的流動狀態經歷三個區域：①線性層流區：粘性力占優勢，達西定律成立，上限約在Re=10左右；②非線性層流區(過渡區)：為主要被慣性力制約的層流，達西定律不成立，上限約在Re=100左右，在上限附近開始有層流到湍流的過渡；③湍流區：慣性力占優勢，達西定律不成立。由此可見，從上限雷諾數方面偏離達西定律與層流到湍流的過渡不是完全等價的。
在滲流速度很低時，流體與介質間的表面分子力作用顯得更為重要。部分液體的滯流現象使孔隙度發生變化，從而引起滲透率的相應變化。實驗表明，這時孔隙度和滲透率均隨滲流速度的增加而增加，速度到某一臨界值後不再變化，因此不遵循達西定律。
在雷諾數大於上限Re數的情況下，應該用「滲流的二項式定律」代替達西定律，即
，
式中A、B為決定於流體和介質性質的常數。
在雷諾數小於下限Re數情況下，非線性滲流定律的一般形式可寫為：
式中f(J)為小雷諾數情況下滲透率隨水力坡度的變化函數關系，由實驗確定。
以上主要是單相流體達西滲流定律；對於多相流體，達西定律對每一相仍然成立，只需將滲透率修正為該相的相滲透率即可。

④ 某滲透裝置如圖所示，燒杯中盛放有蒸餾水，圖中豬膀胱膜允許單糖透過．倒置的長頸漏斗中先裝入蔗糖溶液，

1、由題意知，漏斗內的溶液是蔗糖溶液，燒杯內是蒸餾水，由於漏斗內的溶版液的滲透壓高權，水分子從燒杯進入漏斗，是漏斗中的液面升高；
2、加入蔗糖酶後，1分子蔗糖水解形成1分子葡萄糖和1分子果糖，使物質的量的濃度升高，滲透壓升高，水分子又從燒杯進入漏斗，漏斗側液面又升高；
3、由題意知，葡萄糖分子和果糖能透過半透膜，因此由於葡萄糖分子和蔗糖通過半透膜進入燒杯，漏斗內液面下降．
故選：D．

⑤ 實驗Ⅰ 不穩定滲流實驗

一、實驗目的

通過不穩定流條件下的滲流實驗，加深對Darcy定律的理解。

二、實驗裝置

如圖Ⅰ-1所示，圓管A下段裝有待測定的砂樣，底端為銅絲網，砂樣表層鋪放薄層細礫。實驗開始時，圓管上部裝滿水，水便通過砂樣滲流，圓管上部水位則逐漸下降。

圓管下端放在盛水器皿B中，通過砂樣滲流到器皿中的水會自動溢出，以固定滲流段下游水位。排水容器E通過排水管隨時排走盛水器皿溢出的水。

圖Ⅰ-1 實驗裝置圖

圖Ⅰ-2 t-lg H直線

三、實驗原理

1.2.1節中「不穩定Darcy實驗」已證明，圖Ⅰ-1所示的裝置中水頭H與時間t呈半對數關系（1.23）式，即

地下水動力學（第五版）

式中：t為時間；H₀為實驗的初始水頭（即當t＝0時的水頭）；H為對應不同時間t的水頭；l為試樣長度；K為滲透系數。

因此，實驗過程中，可測定對應不同時間的水頭值，作t-lg H直線關系（圖Ⅰ-2），利用該直線的斜率m求滲透系數K。

四、實驗步驟

（1）熟悉儀器結構以及秒錶操作方法與讀數。進行實驗分工，建議一人觀察水頭變化，一人看秒錶，一人記錄。

（2）將盛水器皿充滿水，並將滲透管的下端放入盛水器皿B的水面之下約1cm。

（3）對試樣充水，使其自由滲透2～3次，以飽和砂土，排除空氣。

（4）記下初始水頭H₀，對透明管充水到滲透管零點上方。待水位下降至零刻度，開動秒錶記時。

（5）水位下降到預先設計的降深值（如2，4，6，8，…，20cm）時，記錄對應的時間（表Ⅰ-1）。

（6）重復實驗步驟（4）和步驟（5）1～2次，進行核對。

（7）改變滲透管下端沒入盛水器皿的深度（離器皿底部約1cm）進行同樣實驗，記錄讀數。

（8）與不同砂樣的小組交換儀器，重復上述步驟（4）～步驟（7）的實驗，做好記錄。

表Ⅰ-1 實驗Ⅰ數據記錄

註：長度單位為cm，時間單位為s。

五、實驗成果

1.提交實驗數據記錄（表Ⅰ-1）。

2.數據處理

（1）繪制兩種砂樣的t-lg H曲線。

（2）計算滲透系數K（表Ⅰ-2）。

表Ⅰ-2 實驗Ⅰ滲透系數計算簡表

3.問題討論

（1）達西定律的應用條件是什麼？

（2）滲透管出口端放在盛水器皿不同深度時，滲透速度有何變化？為什麼（對比實驗資料說明）？

（3）本實驗中，測定水位H的基準面在何處？

六、試驗性實驗設計