工程水文学复习题~整理答案后.doc

三、问答题1. 工程水文学在水利水电工程建设的各个阶段有何作用？ 答：工程水文学在水利水电工程建设的各个阶段的作用主要是：（1）规划设计阶段，为规划设计工程位置、规模提供设计洪水、设计年径流等水文数据；（2）施工阶段，为施工设计提供设计水文数据，为指导现场施工，提供施工水文预报；（3）运用管理阶段，提供各类水文预报成果，确保工程安全和发挥最大效益；同时，还需不断进行水文复核，提供新情况下的设计水文数据。2. 为什么对于较大的流域，在降雨和坡面漫流终止后，洪水过程还会延续很长的时间？ 答：这是由于一方面大流域的河网汇流时间较长，另一方面在涨洪汇集过程中河网和河岸蓄积了很多的水量，退水时需从河网、河岸消退流出（称调蓄作用），这样也需要比较长的时间。3. 从前曾认为水资源是取之不尽、用之不竭的，这种说法其实并不正确，为什么？为了使水资源能够长期可持续利用，你认为应当如何保护水资源？ 答：从前认为水资源是取之不尽、用之不竭，是因为从前的生产力水平比较低，人口较少，用水还远远没有超过那里的水资源量，因而产生了这一错觉。现在，人口大大膨胀，生活水平大大提高，生产力高度发展，用水供不应求，开始认识到从前的观念是不对的。要使水资源能够长期可持续利用，最根本的措施是提高用水效率，提高水的重复利用率，防治水污染，合理调配水量，尽可能减少淡水资源的无效蒸发，以及咸水淡化。4. 简述土壤下渗各阶段的特点？ 答土壤下渗各阶段的特点大体是：第一阶段称渗润阶段：降雨初期，主要受分子力作用，干燥土壤吸附力极大，从而造成初期下渗率很大，当土壤含水量达到最大分子持水量，土粒分子吸力消失，这一阶段结束；第二阶段称渗漏阶段：下渗水分在毛管力和重力作用下，沿土壤空隙向下运动，并逐步填充土壤空隙，直至土层的全部空隙为水充满而饱和，此时毛管力消失，下渗率很快减少，进入下一阶段；第三阶段称渗透阶段：土壤饱和后，水分在重力作用下按达西渗流定律稳定向下流动，下渗率基本为常量fc，称稳定下渗阶段。5. 概率和频率有什么区别和联系？ 答：概率是指随机变量某值在总体中的出现机会；频率是指随机变量某值在样本中的出现机会。当样本足够大时，频率具有一定的稳定性；当样本无限增大时，频率趋于概率。因此，频率可以作为概率的近似值。6. 不及制累积概率与超过制累积概率有什么区别和联系？ 答：P（Xx）表示X大于等于取值x的概率，称为超过制累积概率；而q（Xx）表示X小于等于取值x的概率，称为不及制累积概率。两者有如下关系：q =1P 。7. 统计参数、Cv、Cs的含义如何？ 答：统计参数为平均数，它为分布的中心，代表整个随机变量的水平；Cv称变差系数，为标准差之和与数学期望值之比，用于衡量分布的相对离散程度；Cs为偏差系数，用来反映分布是否对称的特征，它表征分布的不对称程度8. 重现期（T）与频率（P）有何关系？P = 90%的枯水年，其重现期（T）为多少年？含义是什么？ 答：对暴雨和洪水（），；对枯水（），；对于P90%的枯水年，重现期为,它表示小于等于P90%的枯水流量在长时期内平均10年出现一次。9. 现行水文频率计算配线法的实质是什么？简述配线法的方法步骤？ 答：配线法的实质认为样本的经验分布反映了总体分布的一部分，因此可用配线法推求总体分布，其步骤如下：（1）经过审核的实测水文资料，按变量由大到小的次序排列，以各变量的序号m，代入式中，计算其经验频率值P，并将（x,p）点绘在频率格纸上；（2）以实测资料为样本，用无偏估计值公式计算统计参数、Cv、Cs，由于Cs抽样误差太大，一般当样本容量不够大时，常根据经验估计Cs值；（3）选定线型，一般采用皮尔逊型曲线，如配合不好，可改用其他线型，如克闵型等；（4）按计算的、Cv及假定Cs的几个值，组成几组方案，分别查皮尔逊型曲线的值或Kp值表，并计算出各种频率对应的xp，最后以xp为纵坐标，以P为横坐标，将几条理论频率曲线点绘在有经验点据的图上。（5）经分析比较，选一条与经验频率点配合较好的曲线作为计算成果。10. 日历年度、水文年度、水利年度的涵义各如何？ 答：水文年鉴上的数据是从每年1月1日到12月31日统计的，称为日历年；水文年度是根据水文现象的循环周期划分的年度，它是从径流的观点出发划分，其原则是在一个水文年度内降雨和它所产生的径流不被分割在两个年度内。水利年度，又称调节年度，从水库蓄水期开始作为调节年度的开始，水库蓄满后又经供水期将水库放空作为调节年度的终结。它的划分原则是将余、缺水量明显分开，便于判断所需库容。11. 水文资料的“三性”审查指的是什么？如何审查资料的代表性？怎样提高系列的代表性？ 答：（1）“三性”是指水文资料的可靠性、一致性、代表性。 （2）代表性可通过两个方面论证：用与设计变量（n年）关系密切的具有长期观测资料的参证变量（N年）论证，n年的参证变量系列与N年参证变量系列的概率分布应比较接近，即认为这一时期参证变量资料的代表性较高，从而可以判定设计站年径流系列在这一时期代表性也高；用水文变化的周期性论证，即设计变量应包括几个丰、中、枯交替年组。12. 简述具有长期实测资料情况下，用设计代表年法推求年内分配的方法步骤？ 答：方法步骤为：根据长期年径流系列进行频率计算，推求设计年径流量Qp；按选择代表年（典型年）的原则，在实际资料中选择典型年Q典；以 K=Qp/Q典 分别乘典型年各月的月径流量，得设计年径流的各月径流量，即设计年径流的年内分配。13. 推求设计年径流量的年内分配时，应遵循什么原则选择典型年？ 答：选择典型年的原则有二：典型年的年径流量应接近设计年径流量；对工程设计偏于安全。14. 黄河下游的输沙量近20多年呈减少趋势，你认为可能由哪些原因所致？ 答：主要因两方面的原因所致：这些年的暴雨比平均情况偏小；水利工程和水土保持措施发挥了巨大的拦沙、减沙效益。15. 由流量资料（包含特大洪水）推求设计洪水时，为什么要对特大洪水进行处理？处理的内容是什么? 答：系列中加入特大洪水后，系列成为不连续系列，不能象连续系列一样进行经验频率和统计参数的计算，故必须进行处理。处理的内容是：对经验频率的计算进行处理，用统一样本法或独立样本法；对统计参数进行处理，如用包含特大洪水的矩法公式或三点法初估参数。16. 依据什么对放大后的设计洪水过程线进行修匀？ 答：放大后的设计洪水过程线，依据水量平衡原理进行修匀，使修匀后的洪水过程线的洪峰和各历时洪量都符合同一设计标准。17. 何谓蓄满产流，何谓超渗产流，它们的主要区别是什么？ 答：不管当地的土壤含水量是否达田间持水量，只要降雨强度超过下渗强度就产生地表径流，称此为超渗产流。蓄满产流则是指一次降雨过程中，仅当包气带的含水量达田间持水量后才产流，且以后的有效降雨全部变为径流。可见这两种产流模式的主要区别在于：蓄满产流以包气带的含水量达到田间持水量（即蓄满）作为产流的控制条件，而超渗产流则以降雨强度大过于当地的下渗能力作为产流的控制条件，而不管蓄满与否。18. 简述时段单位线的定义及基本假定。 答：时段单位线的定义：“流域上单位时段内均匀降单位净雨在流域出口断面所形成的地面径流过程线”。基本假定有二：倍比假定：同一流域上，如两次净雨历时相等，且相应流量成比例，其比值等于相应的净雨深之比。叠加假定：如净雨历时不是一个时段而是多个时段，则各时段净雨在流域出口形成的径流过程互不干扰，出口断面的流量过程等于各时段净雨所形成的流量过程相叠加。19. 为什么要用暴雨资料推求设计洪水？由暴雨资料推求设计洪水的基本假定是什么？ 答：由流量资料推求设计洪水最直接，精度也较高。但在以下几种情况，则必须由暴雨资料推求设计洪水，即：设计流域实测流量资料不足或缺乏时；人类活动破坏了洪水系列的一致性; 要求多种方法，互相印证，合理选定;PMP和小流域设计洪水常用暴雨资料推求。答： 洪水与暴雨同频率，即某一频率的暴雨，就产生某一频率的洪水。如百年一遇的暴雨，就产生百年一遇的洪水。20. 由暴雨资料推求设计洪水，主要包括哪些计算环节？ 答：由暴雨资料推求设计洪水的方法步骤是：暴雨选样；推求设计暴雨；推求设计净雨；推求设计洪水过程线四、计算题1. 某流域面积，其上有一次暴雨洪水，测得流域平均雨量，该次洪水的径流总量8000104m3,试求该次暴雨的损失量为多少？解：该次暴雨洪水的径流深 因为损失量S就是不能形成河流洪水的那一部分降雨，故有 S=2. 某闭合流域面积，流域多年平均年降水量，多年平均流量，今后拟在本流域修建水库，由此增加的水面面积，按当地蒸发皿实测的多年平均蒸发值，蒸发皿折算系数，该流域原来的水面面积极微，可忽略。若修建水库前后流域的气候条件保持不变，试问建库后多年平均流量（）为多少？解：（1）计算多年平均陆面蒸发量：建库前，流域中水面面积甚微，流域蒸发基本等于陆面蒸发，故（2）计算建库后的多年平均流域蒸发量：建库后，流域的水面蒸发已不能忽略，因此=852.4mm（3）计算建库后流域的多年平均径流深 852.4=547.6 mm（4）计算建库后多年平均流量 3. 某闭合流域，流域面积=1000，其中水面面积为=100，多年平均流量，流域多年平均陆面蒸发量为=852mm，多年平均水面蒸发值为=1600mm，求该流域多年平均降雨量为多少？解：(1) 计算流域多年平均径流深 (2)计算流域多年平均蒸发量： (3)计算流域多年平均降雨量 4. 某水库，设计洪水频率为1%，设计年径流保证率为90%，分别计算其重现期？说明两者含义有何差别？解：设计洪水的频率P50%，年；设计年径流的频率P50%，年。5. 某河某站有24年实测径流资料，经频率计算已求得理论频率曲线为PIII型，年径流深均值，Cv = 0.32 ，Cs = 2.0 Cv，试结合表1-5-5求十年一遇枯水年和十年一遇丰水年的年径流深各为多少？(注：)表1-5-5 PIII型曲线离均系数F值表P（%）Cs1105090990.642.781.33-0.09-0.19-1.850.662.791.33-0.09-0.19-1.84解：Cs = 2.0Cv =2.00.32 =0.64查表1-5-5，得F10%= 1.33，F90% =0.19，则6. 某水文站19701999实测历年日最小流量如表1-5-18，试推求其经验频率？表1-5-18 某站历年实测日最小流量表年份1970197119721973197419751976197719781979流量（m3/s）10.08.62.04.09.40.07.20.05.44.7年份1980198119821983198419851986198719881989流量（m3/s）8.36.43.24.49.72.20.00.08.49.1年份1990199119921993199419951996199719981999流量（m3/s）7.01.50.06.28.11.10.04.210.23.0解：系列全部项数n=30，其中非零项数k=24，零值项数 n k = 6。先用一般方法求出非零项数k =24 年最小流量的经验频率P非= ，然后通过公式 求出全系列的设计频率P设 。计算成果列于表2-5-7。表2-5-7 经验频率计算表序 号m12345678流量（m3/s）1.11.52.02.23.03.24.04.2P非（%）48121620242832P设（%）3.26.49.612.816.019.222.425.6序 号910111213141516流量（m3/s）4.44.75.46.26.47.07.28.1P非（%）3640444852566064P设（%）28.83235.238.441.644.848.051.2序 号1718192021222324流量（m3/s）8.38.48.69.19.49.710.010.2P非（%）6872768084889296P设（%）54.457.660.864.067.270.473.676.87. 某水库坝址处有19601992年实测洪水资料，其中最大的两年洪峰流量为1480m3/s、1250 m3/s。此外洪水资料如下：经实地洪水调查，1935年曾发生过流量为5100 m3/s的大洪水，1896年曾发生过流量为4800 m3/s的大洪水，依次为近150年以来的两次最大的洪水。经文献考证，1802年曾发生过流量为6500 m3/s的大洪水，为近200年以来的最大一次洪水。试用统一样本法推求上述各项洪峰流量的经验频率。解：N1=200年，N2=150年，n=1992-1960+1=33年表2-6-3 各次洪水经验频率计算表 序 号Qm (m3/s)（%）M1M2 m 165000.498 151000.662 248001.325 11480 4.227 21250 6.9398. 已求得某站年最大三天洪量频率曲线的统计参数:=2160万m3，线型为P型，并选得典型洪水过程线如表1-6-11。试按同倍比放大法(按三天洪量的倍比)推求该站千年一遇设计洪水过程线。型曲线离均系数值表见表1-6-12。表1-6-11 典型洪水过程线表时间(hr)061218243036424854606672流量(m3/s)507612423758032021015011080706050表1-6-12 型曲线离均系数值表 P%0.111030508090991.75.503.441.320.26-0.27-0.81-0.97-1.141.85.643.501.320.24-0.28-0.80-0.94-1.09解：计算设计洪量 万m3计算放大倍比系数从典型洪水过程线计算得三天洪量为4465万m3 求千年一遇设计洪水过程线：用放大倍比1.83乘典型洪水流量过程即得，结果如下表。表2-6-8 同倍比放大法推求千年一遇设计洪水过程线时间(hr)061218243036424854606672设计洪水Q (m3/s)921392274341061586384275201146128110929. 已求得某站百年一遇洪峰流量和1天、3天、7天洪量分别为：Qm，p=2790m3/s、W1d，p=1.20亿m3，W3d，p=1.97亿m3，W7d，p=2.55亿m3。选得典型洪水过程线，并计算得典型洪水洪峰及各历时洪量分别为：Qm=2180m3/s、W1d=1.06亿m3，W3d=1.48亿m3，W7d=1.91亿m3。 试按同频率放大法计算百年一遇设计洪水的放大系数。解：洪峰的放大倍比 1天洪量的放大倍比3天之内，1天之外的洪量放大倍比7天之内，3天之外的洪量放大倍比10. 试用下表所给某流域降雨资料推求该流域的逐日前期影响雨量Pa 。该流