工程水文學(xué)2011年習(xí)題冊簡答

1、第一章 緒 論三、簡答題1.工程水文學(xué)與水文學(xué)有何聯(lián)系？主要包括哪兩方面的內(nèi)容？ 答：工程水文學(xué)是水文學(xué)的一個重要分支，隨著水利水電工程建設(shè)的大規(guī)模開展，為滿足工程規(guī)劃設(shè)計、施工和運行管理的迫切需要，水文工作者針對提出的問題，進行大量的、深入的試驗研究，使水文學(xué)發(fā)展到工程水文學(xué)階段。它主要包括水文分析與計算及水文預(yù)報兩方面的內(nèi)容。2.工程水文學(xué)在水利水電工程建設(shè)的各個階段有何作用？答：工程水文學(xué)在水利水電工程建設(shè)的各個階段的作用主要是：（1）規(guī)劃設(shè)計階段，為規(guī)劃設(shè)計工程位置、規(guī)模提供設(shè)計洪水、設(shè)計年徑流等水文數(shù)據(jù)；（2）施工階段，為施工設(shè)計提供設(shè)計水文數(shù)據(jù)，為指導(dǎo)現(xiàn)場施工，提供施工水文預(yù)報；（

2、3）運用管理階段，提供各類水文預(yù)報成果，確保工程安全和發(fā)揮最大效益；同時，還需不斷進行水文復(fù)核，提供新情況下的設(shè)計水文數(shù)據(jù)。第二章 流域徑流形成過程三、簡答題1. 如何確定河流某一指定斷面控制的流域面積？答：（1）搜集指定斷面以上河流所在地區(qū)的地形圖；（2）在地形圖上畫出地面集水區(qū)的分水線；（3）用求積儀量出地面分水線包圍的面積，即流域面積。2. 蒸發(fā)折算系數(shù)K值的大小隨哪些因素而異？答：蒸發(fā)器折算系數(shù)K值的大小主要隨下列因素影響而變化：（1）蒸發(fā)器的類型；（2）地理環(huán)境情況；（3）季節(jié)月份的不同。3. 對于閉合流域來說，為什么徑流系數(shù)必然小于1？答：因為流域出口的徑流過程是相應(yīng)的降雨扣除損失

3、后的凈雨形成的，顯然，其徑流量必然比相應(yīng)的降雨量小，所以徑流系數(shù)必然小于1。4. 河川徑流是由流域降水形成的，為什么久晴不雨河水仍然川流不息？.答：河川徑流是流域降雨通過產(chǎn)流、匯流過程形成的，匯流包括地面匯流和地下匯流，前者主要受控于河網(wǎng)、湖泊的調(diào)蓄作用，后者主要受控于地下水庫的調(diào)蓄作用，使徑流過程變遠遠比降雨過程平緩和滯后，尤其是地下匯流速度極其緩慢，使河川徑流常年不斷。5. 同樣暴雨情況下，為什么流域城市化后的洪水比天然流域的顯著增大？.答：與天然流域相比，流域城市化后，大量的透水面積，如林地、草地、農(nóng)田變?yōu)椴煌杆拿娣e，如房屋、街道、路面等，下滲大大變小；還有許多水塘、湖泊被填，調(diào)蓄容積

4、減少。從流域水量平衡方程可知，這必然使徑流量比天然情況的顯著增大。另外，城市化后的排水渠道更為順暢，匯流速度加快，雨水更容易匯集，從而使洪峰增高。第三章 水文信息采集與處理三、簡答題1什么是流量？流量測驗的方法有哪些？ 答：流量是單位時間內(nèi)流過江河某一橫斷面的水量，以m3/s計。它是反映水資源和江河、湖泊、水庫等水體水量變化的基本數(shù)據(jù)，也是河流最重要的水文特征值。 流量測驗的方法很多，按其工作原理，可分為下列幾種類型： （1）流速面積法：有流速儀法、航空法、比降面積法、積寬法(動車法、動船法和纜道積寬法)、浮標(biāo)法(按浮標(biāo)的形式可分為水面浮標(biāo)法、小浮標(biāo)法、深水浮標(biāo)法等)。 （2）水力學(xué)法：包括量

5、水建筑物和水工建筑物測流。 （3）化學(xué)法：又稱溶液法、稀釋法、混合法。 （4）物理法：有超聲波法、電磁法和光學(xué)法。 （5）直接法：有容積法和重量法，適用于流量極小的溝澗。2河道斷面的測量是如何進行的？ 答：河道水道斷面擴展至歷年最高洪水位以上0.5-1.om的斷面稱為大斷面。大斷面的面積分為水上、水下兩部分，水上部分面積采用水準(zhǔn)儀測量的方法進行；水下部分面積測量稱水道斷面測量。河道水道斷面的測量，是在斷面上布設(shè)一定數(shù)量的測深垂線，施測各條測深垂線的起點距和水深并觀測水位。 測深垂線的起點距是指該測深垂線至基線上的起點樁之間的水平距離。測定起點距的方法有斷面索法、儀器測角交會法、全球定位系統(tǒng)(G

6、PS)定位的方法。水深一般用測深桿、測深錘、測深鉛魚或超聲波回聲測深儀。3流速儀測流速的原理是什么? 答：流速儀（旋杯或旋槳式）是用來測定水流中任意指定點的水流平均流速的儀器。它是由感應(yīng)水流的旋轉(zhuǎn)器（旋杯或旋槳），記錄信號的記數(shù)器和保持儀器正對水流的尾翼等三部分組成。旋杯或旋槳受水流沖動而旋轉(zhuǎn)，流速愈大，轉(zhuǎn)速愈快。按每秒轉(zhuǎn)數(shù)與流速的關(guān)系，便可推算出測點的流速，每秒轉(zhuǎn)數(shù)n與流速V的關(guān)系，在流速儀鑒定槽中通過實驗確定。每部流速儀出廠時都附有檢定后的流速公式，為（K為儀器的檢定常數(shù)，C為機器摩阻系數(shù)）4采用積點法測流速是如何進行的？答：常用的積點法測速是指在斷面的各條垂線上將流速儀放至不同的水深點測

7、速。測速垂線的數(shù)目及每條測速垂線上測點的多少是根據(jù)流速精度的要求、水深、懸吊流速儀的方式、節(jié)省人力和時間等情況而定。國際標(biāo)準(zhǔn)建議測速垂線不少于20條，任一部分流量不得超過10%總流量。為了消除流速的脈動影響，各測點的測速歷時,可在60-100秒之間選用。但當(dāng)受測流所需總時間的限制時，則可選用少線少點、30秒的測流方案。5水位流量關(guān)系不穩(wěn)定的原因何在？ 答：天然河道中，由于洪水漲落、斷面沖淤、變動回水影響以及結(jié)冰和生長水草等其他因素的個別和綜合影響，使水位與流量間的關(guān)系不呈單值函數(shù)關(guān)系，即水位流量關(guān)系不穩(wěn)定。第四章 流域產(chǎn)流與匯流計算3.在進行流域產(chǎn)匯流分析計算時，為什么還要將總凈雨過程分為地面

8、、地下凈雨過程？簡述蓄滿產(chǎn)流模型法如何劃分地面、地下凈雨？答：由于地面、地下匯流特性很不相同，為提高匯流計算精度，更好地反映它們的匯流規(guī)律，所以常常要求劃分地面、地下凈雨。按照蓄滿產(chǎn)流模型，fc確定之后，可依下述方法劃分：將各時段的有效降雨（）與時段下滲能力比較，確定超滲、非超滲時段；對非超滲雨時段：地下凈雨；地面凈雨；對于超滲雨時段：地下凈雨；地面凈雨，式中為第i時段長，為第i時段總凈雨量。 4目前常用分割地面、地下徑流的方法有哪幾種，簡述其適用條件？ 答：有斜線分割法及水平分割法等。水平分割法簡單，認(rèn)為洪水期間地下徑流消退，與其補充是相等；斜線分割則認(rèn)為洪水期間地下徑流補充量大于地下徑流消

9、退量，對于大多數(shù)流域來說，這種認(rèn)識較符合實際。5何謂超滲產(chǎn)流，何謂蓄滿產(chǎn)流，它們的主要區(qū)別是什么？答：不管當(dāng)?shù)氐耐寥篮渴欠襁_田間持水量，只要降雨強度超過下滲強度就產(chǎn)生地表徑流，稱此為超滲產(chǎn)流。蓄滿產(chǎn)流則是指一次降雨過程中，僅當(dāng)包氣帶的含水量達田間持水量后才產(chǎn)流，且以后的有效降雨全部變?yōu)閺搅鳌？梢娺@兩種產(chǎn)流模式的主要區(qū)別在于：蓄滿產(chǎn)流以包氣帶的含水量達到田間持水量（即蓄滿）作為產(chǎn)流的控制條件，而超滲產(chǎn)流則以降雨強度大過于當(dāng)?shù)氐南聺B能力作為產(chǎn)流的控制條件，而不管蓄滿與否。6簡述時段單位線的定義及基本假定？答：時段單位線的定義：“流域上單位時段內(nèi)均勻降單位凈雨在流域出口斷面所形成的地面徑流過程線

10、”?；炯俣ㄓ卸罕侗燃俣ǎ和涣饔蛏?，如兩次凈雨歷時相等，且相應(yīng)流量成比例，其比值等于相應(yīng)的凈雨深之比。疊加假定：如凈雨歷時不是一個時段而是多個時段，則各時段凈雨在流域出口形成的徑流過程互不干擾，出口斷面的流量過程等于各時段凈雨所形成的流量過程相疊加。第六章 水文統(tǒng)計三、簡答題1、概率和頻率有什么區(qū)別和聯(lián)系？ 答：概率是指隨機變量某值在總體中的出現(xiàn)機會；頻率是指隨機變量某值在樣本中的出現(xiàn)機會。當(dāng)樣本足夠大時，頻率具有一定的穩(wěn)定性；當(dāng)樣本無限增大時，頻率趨于概率。因此，頻率可以作為概率的近似值。2、不及制累積概率與超過制累積概率有什么區(qū)別和聯(lián)系？ 答：P（Xx）表示X大于等于取值x的概率，稱為

11、超過制累積概率；而q（Xx）表示X小于等于取值x的概率，稱為不及制累積概率。兩者有如下關(guān)系：q =1P 。3、重現(xiàn)期（T）與頻率（P）有何關(guān)系？P = 90%的枯水年，其重現(xiàn)期（T）為多少年？含義是什么？ 答：對暴雨和洪水（），；對枯水（），；對于P90%的枯水年，重現(xiàn)期為,它表示小于等于P90%的枯水流量在長時期內(nèi)平均10年出現(xiàn)一次。6在頻率計算中，為什么要給經(jīng)驗頻率曲線選配一條“理論”頻率曲線？ 答：因為樣本系列一般比較短，當(dāng)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)很稀遇的情況下，在經(jīng)驗頻率曲線上就查不到設(shè)計值，必須將經(jīng)驗頻率曲線外延，為避免外延的任意性，給經(jīng)驗頻率曲線選配一條理論頻率曲線，將是一種比較好的方法。其次，一

12、個國家用同一個線型，還便于地區(qū)之間的參數(shù)比較，也便于參數(shù)的歸納和分析。7現(xiàn)行水文頻率計算配線法的實質(zhì)是什么？簡述配線法的方法步驟？ 答：配線法的實質(zhì)認(rèn)為樣本的經(jīng)驗分布反映了總體分布的一部分，因此可用配線法推求總體分布，其步驟如下：（1）經(jīng)過審核的實測水文資料，按變量由大到小的次序排列，以各變量的序號m，代入式中，計算其經(jīng)驗頻率值P，并將（x,p）點繪在頻率格紙上；（2）以實測資料為樣本，用無偏估計值公式計算統(tǒng)計參數(shù)、Cv、Cs，由于Cs抽樣誤差太大，一般當(dāng)樣本容量不夠大時，常根據(jù)經(jīng)驗估計Cs值；（3）選定線型，一般采用皮爾遜型曲線，如配合不好，可改用其他線型，如克閔型等；（4）按計算的、Cv及

13、假定Cs的幾個值，組成幾組方案，分別查皮爾遜型曲線的值或Kp值表，并計算出各種頻率對應(yīng)的xp，最后以xp為縱坐標(biāo)，以P為橫坐標(biāo)，將幾條理論頻率曲線點繪在有經(jīng)驗點據(jù)的圖上。（5）經(jīng)分析比較，選一條與經(jīng)驗頻率點配合較好的曲線作為計算成果。8統(tǒng)計參數(shù)x、Cv、Cs含義及其對頻率曲線的影響如何？ 答：統(tǒng)計參數(shù)為平均數(shù)，它為分布的中心，代表整個隨機變量的水平。當(dāng)Cv和Cs值固定時，由于的不同，頻率曲線的位置也就不同，大的頻率曲線位于小的頻率曲線之上。Cv稱變差系數(shù)，為標(biāo)準(zhǔn)差之和與數(shù)學(xué)期望值之比，用于衡量分布的相對離散程度。當(dāng)和Cs值固定時，Cv值越大，頻率曲線越陡；反之，Cv值越小，頻率曲線越平緩。Cs

14、為偏差系數(shù)，用來反映分布是否對稱的特征，它表征分布的不對稱程度。當(dāng)和Cv值固定時，Cs愈大，頻率曲線的中部愈向左偏，且上段愈陡，下段愈平緩；反之，Cs愈小，頻率曲線的中部愈向右偏，且上段愈平緩，下段愈陡。9如何分析兩變量是否存在相關(guān)關(guān)系？答：按數(shù)理統(tǒng)計方法建立依變量和自變量間近似關(guān)系或平均關(guān)系，稱為相關(guān)分析。變量間是否存在相關(guān)關(guān)系，首先應(yīng)從物理成因上分析，看變量之間是否確有成因關(guān)系，并把變量間的對應(yīng)觀測值點在坐標(biāo)紙上，觀察點群的密集程度進行判斷，也可計算出相關(guān)系數(shù)，通過相關(guān)系數(shù)的大小和檢驗判斷。 10怎樣進行水文相關(guān)分析？它在水文上解決哪些問題？ 答：相關(guān)分析步驟：（）從成因上分析影響倚變量的

15、主要因素，并結(jié)合實際選擇相關(guān)變量；（2）建立相關(guān)方程（或相關(guān)圖）；（3）檢驗相關(guān)的密切程度和可靠性；（4）當(dāng)相關(guān)密切及關(guān)系可靠時，其相關(guān)方程（或相關(guān)圖）即可付諸使用。相關(guān)分析一般用于插補和延展水文系列及建立水文預(yù)報方案。第七章 設(shè)計年徑流分析三、簡答題1日歷年度、水文年度、水利年度的涵義各如何？答：水文年鑒上的數(shù)據(jù)是從每年1月1日到12月31日統(tǒng)計的，稱為日歷年；水文年度是根據(jù)水文現(xiàn)象的循環(huán)周期劃分的年度，它是從徑流的觀點出發(fā)劃分，其原則是在一個水文年度內(nèi)降雨和它所產(chǎn)生的徑流不被分割在兩個年度內(nèi)。水利年度，又稱調(diào)節(jié)年度，從水庫蓄水期開始作為調(diào)節(jié)年度的開始，水庫蓄滿后又經(jīng)供水期將水庫放空作為調(diào)節(jié)

16、年度的終結(jié)。它的劃分原則是將余、缺水量明顯分開，便于判斷所需庫容。 2水文資料的“三性”審查指的是什么？如何進行資料審查？ 答：（1）“三性”是指水文資料的可靠性、一致性、代表性。 （2）代表性可通過兩個方面論證：用與設(shè)計變量（n年）關(guān)系密切的具有長期觀測資料的參證變量（N年）論證，n年的參證變量系列與N年參證變量系列的概率分布應(yīng)比較接近，即認(rèn)為這一時期參證變量資料的代表性較高，從而可以判定設(shè)計站年徑流系列在這一時期代表性也高；用水文變化的周期性論證，即設(shè)計變量應(yīng)包括幾個豐、中、枯交替年組。3如何分析判斷年徑流系列代表性的好壞？怎樣提高系列的代表性？ 答：從兩方面判斷年徑流系列代表性的優(yōu)劣：年

17、徑流系列是否足夠長，是否包括幾個豐、中、枯年組；與關(guān)系密切的長系列參證變量資料比較，從長短系列的統(tǒng)計參數(shù)是否相近上判斷。 6怎樣選擇參證站？單站（一個站）的年雨量能否作為展延年徑流系列的參證變量？答：參證站的參證變量應(yīng)具備下列幾個條件：（1）參證變量與設(shè)計變量在成因上有密切的聯(lián)系；（2）參證變量與設(shè)計變量有一段相當(dāng)長的平行觀測資料，以便建立相關(guān)關(guān)系；（3）參證變量必須具有長期的實測資料，以便展延設(shè)計站系列使之符合代表性的要求。若流域面積不大，單站的年雨量與流域平均年雨量有密切關(guān)系，且單站年雨量系列較長，可以考慮用點雨量，即單站雨量代替流域平均降雨量，以點雨量資料展延徑流系列。 7月降雨徑流相關(guān)

18、圖上點據(jù)散亂的原因是什么？ 答：點據(jù)散亂的原因有二：（1）枯水期月徑流量與月降水量在成因上聯(lián)系較弱；（2）月降雨量與其所形成的徑流量在時間上不對應(yīng)。8缺乏實測資料時，怎樣推求設(shè)計年徑流量？答：缺乏實測資料時，一般可采用水文比擬法或年徑流量統(tǒng)計參數(shù)等值線圖、分區(qū)圖法求得均值、Cv、Cs ，并確定線型，推求年徑流理論頻率曲線，再由設(shè)計頻率查此曲線得設(shè)計年徑流量。 11推求設(shè)計年徑流量的年內(nèi)分配時，應(yīng)遵循什么原則選擇典型年？ 答：選擇典型年的原則有二：典型年的年徑流量應(yīng)接近設(shè)計年徑流量；對工程設(shè)計偏于安全。12簡述具有長期實測資料情況下，用設(shè)計代表年法推求年內(nèi)分配的方法步驟？ 答：方法步驟為：根據(jù)長

19、期年徑流系列進行頻率計算，推求設(shè)計年徑流量Qp；按選擇代表年（典型年）的原則，在實際資料中選擇典型年Q典；以 K=Qp/Q典 分別乘典型年各月的月徑流量，得設(shè)計年徑流的各月徑流量，即設(shè)計年徑流的年內(nèi)分配。第八章 由流量資料推求設(shè)計洪水三、簡答題26.簡述有長期流量資料（其中有特大洪水）時，推求設(shè)計洪水過程線的方法步驟？答：方法步驟為：對洪水資料進行審查，使之具有可靠性、一致性和代表性；按年最大值法進行選樣，組成洪峰和各統(tǒng)計歷時的洪量統(tǒng)計系列。考慮特大洪水處理進行頻率計算，推求設(shè)計洪峰、洪量、并作合理性檢查；選擇典型洪水過程，按峰、量同頻率放大法對典型洪水進行放大、修勻，得設(shè)計洪水過程線。1一次

20、洪水中，是漲水期長還是落水期長？為什么？ 答：一次洪水，漲水期短，落水期長。因為降雨停止后，流域上的凈雨還需要一段匯流時間才能進入河網(wǎng)，經(jīng)過河網(wǎng)的匯流、調(diào)蓄才能通過水文測站。2什么叫特大洪水？特大洪水的重現(xiàn)期如何確定？答： 符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)要求的洪水稱為設(shè)計洪水。設(shè)計洪水三要素包括：設(shè)計洪峰流量、設(shè)計洪水總量和設(shè)計洪水過程線。 4在洪水峰、量頻率計算工作中，一般要進行下列各項工作，請說明這些工作主要為了提高資料系列的可靠性、一致性和代表性的哪方面？表8-1 水文系列三性審查序號 對資料系列采取的措施 可靠性一致性 代表性1 設(shè)計站歷年水位流量關(guān)系曲線的對比分析 +-2 設(shè)計流域自然地理、水利化措施

21、歷年變化情況的調(diào)查研-+-3 設(shè)計流域歷史特大洪水的調(diào)查考證 -+4 設(shè)計成果的地區(qū)協(xié)調(diào)分析 +-5 對洪水系列進行插補延長 -+6 設(shè)計站與上下游站平行觀測的流量資料對比分析 +-7 設(shè)計流域洪水資料長短系列的統(tǒng)計參數(shù)相互對比 -+-5從哪幾方面分析論證設(shè)計洪水成果的合理性？答：可將分期洪水的峰量頻率曲線和全年最大洪水的峰量頻率曲線畫在同一張頻率格紙上，檢查其相互關(guān)系是否合理；一般情況下，分期洪水的變化幅度比年最大洪水的變化幅度更大，分期洪水系列的CV應(yīng)大于年最大洪水的CV。6典型洪水放大有哪幾種方法？它們各有什么優(yōu)缺點？ 答：典型洪水放大有同倍比法和同頻率法兩種。同倍比法又有按洪峰倍比和按

22、某一歷時洪量的倍比之分，該方法簡單，計算工作量小，但按峰放大和按量放大結(jié)果不同，按峰放大，放大后的洪峰等于設(shè)計洪峰，但洪量就不一定等于設(shè)計洪量。同頻率法能使放大后的過程線，洪峰等于設(shè)計洪峰，各歷時洪量都等于相應(yīng)的設(shè)計洪量，但計算工作量較大，如控制時段過多，放大后的洪水過程線變形較大。7選擇典型洪水的原則是什么？答：總的原則可歸納為兩條，即“可能”和“不利”。所謂“可能”，是指這種洪水在設(shè)計條件下是有可能發(fā)生的；所謂“不利”，是指這種洪水需要較大的水庫調(diào)節(jié)庫容。一般可從以下幾方面考慮：資料完整，精度較高，接近設(shè)計值的實測大洪水過程線；具有較好的代表性，即在發(fā)生季節(jié)、地區(qū)組成、峰型、 主峰位置、洪

23、水歷時及峰、量關(guān)系等方面能代表設(shè)計流域大洪水的特性； 選擇對防洪不利的典型，具體地說，就是選“峰高量大、峰型集中、主峰偏后”的典型洪水。如水庫下游有防洪要求，應(yīng)考慮與下游洪水遭遇的不利典型。第九章 由暴雨資料推求設(shè)計洪水三、簡答題1為什么要用暴雨資料推求設(shè)計洪水？ 答：由流量資料推求設(shè)計洪水最直接，精度也較高。但在以下幾種情況，則必須由暴雨資料推求設(shè)計洪水，即：設(shè)計流域?qū)崪y流量資料不足或缺乏時；人類活動破壞了洪水系列的一致性; 要求多種方法，互相印證，合理選定;PMP和小流域設(shè)計洪水常用暴雨資料推求。2由暴雨資料推求設(shè)計洪水，主要思路和步驟是什么？答：由暴雨資料推求設(shè)計洪水的方法步驟是：暴雨選樣；推求設(shè)計暴雨；推求設(shè)計凈雨；推求設(shè)計洪水過程線 3如何檢查設(shè)計暴雨計算成果的正確性？ 答：可從以下幾個方面檢查設(shè)計暴雨計算成果的正確性：(1)檢查統(tǒng)計參數(shù)，設(shè)計暴雨歷時越長，均值增大，CV變小,某一歷時的設(shè)計值增大;(2) 把各統(tǒng)計歷時的暴雨頻率