工程水文学题库习题流域产汇流计算

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工程水文学题库及题解(全)

工程水文学题库及题解(全)

工程水文学

题库及题解

宋星原雒文生赵英林魏文秋张利平编著

内容提要

本书分为题库、题解和考研试题三大部分,题库中的题目按工程水文学基本内容分为概念题和计算题两大题型,概念题又划分填空题、选择题、判断题和问答题四类题型,题目中有易、中、难三个难度档次,分别考核不同的知识结构和知识层次。题库中有的题目在于了解学生对基本概念、基本理论和基本计算方法的掌握程度,有的则是了解学生分析问题与解决问题的能力以及对学科前沿知识的理解程度,所有的题目都给出了解题过程和结果,以便于学习和理解。为了便于学生报考研究生的参考,本书还选编了武汉大学以及原武汉水利电力大学近年来的考研试题及题解。

本书涵盖了工程水文学基本内容,可作为高等院校水利水电类、土木工程类和环境工程类各专业本科生的辅助教材,尤其适用于立志报考研究生的同学使用,也可供上述专业的成人教育、函授教育、网络学院的学生以及专业技术人员的学习和参考。

前言

为使考试规范化,保证教师按教学大纲教学、学生按教学大纲学习,全面、系统和有重点地掌握工程水文学的基本概念、原理和方法,提高学生分析问题与解决问题的能力, 1994年11月,由原武汉水利电力大学水文试题库编写组编印了《工程水文学试题库》,并在我校工程水文学教学中得到广泛应用,受到老师和同学们的一致好评。

随着教学改革的深入,在前期题库研究工作的基础上又积累了大量的资料,为本书的出版奠定了一定的基础。作者通过多年的教学研究及实践,对原有的资料进行了编辑与加工,重新修改并补充了大量题目,对所有题目给出了解题过程,以便于读者学习。本书题量大、内容新颖,并配有全部题解及近年考研试题。书中难、中、易题型有机结合,有益于学生深刻理解工程水文学的基本理论、提高分析与解决有关工程水文学问题的能力。同时,本书的出版对高校教师出题组卷也具有一定的借鉴作用。

流域产汇流计算

流域产汇流计算

4.2.2 径流资料的 整理与计算
1、洪水场次划分及次洪水总径流深W的计算
洪水场次划分是指将非本次降雨所形成的径流分割出去 。多数情况下,与本次降雨所对应的径流过程,不仅包括本次降雨 形成的地面、地下径流,而且还包括前期降雨的地下径流。如图中 的虚线ag以下的水量,它表示如果没有降雨Ⅰ时,河中仍有持续的 径流,称其为“基流”。另外,该次洪水尚未退完又遇降雨时,还 会有后期洪水混入,如图中的第Ⅱ场洪水。
华南理工大学水利水电工程系黄国如
3、地面地下径流分割及计算
(1) 地面地下径流分割
为了分别研究地面径流和地下径流的产汇流规律,需将总径流进 行地下径流(基流)分割。常用的有两种方法:
① 水平线分割法:如上图所示,从实测流量过程线的起涨点a作一
水平线交过程线的退水段于c点,则水平线ac就认为是该次洪水的地 面地下径流分割线。
华南理工大学水利水电工程系黄国如
4.4
利用降雨径流相关图法推求净雨
内容提要:
由分析计算得到的降雨量、流域 蓄水量或前期影响雨量,按相关分析的方法, 建立它们与径流深之间的相关图,这些相关图 反映了流域的产流规律。应用此相关图可以由 降雨计算出相应的产流量。
学习要求:
掌握经验的降雨径流相关图的制作和应
流域出口断面径流过程 研究目的:流域产汇流计算是工程水文学中最基本的概念和方法 之一,是以后学习由暴雨资料推求设计洪水,降雨径流 预报等内容的基础。

工程水文与水利计算练习题及参考答案

工程水文与水利计算练习题及参考答案

《工程水文与水利计算》练习题及参考答案

第一章绪论

1. 水资源与水文学有何关系?

2. 工程水文学与水文学有何联系?主要包括哪两方面的内容?

3. 将全球的陆地作为一个系统,设年降水量为Pc、年蒸发量为Ec、陆地流入海洋的径流量为R、陆地蓄水量年末与年初之差为ΔS,试根据质量守恒原理列出R的计算方程。

第二章河川径流

1.为什么我国的年降水量从东南沿海向西北内陆递减?

2.为什么我国夏季常常发生大洪水?

3.使水资源具有可再生性的原因,是由于自然界的所引起(____)

a、径流

b、水循环

c、蒸发

d、降水

4.自然界中,在海陆间的水循环称为(____)

a、内陆水循环

b、小循环

c、大循环

d、水文循环

5.时段的长短对水量平衡计算没有影响,对吗?

6. 如何确定河流某一指定断面控制的流域面积?

7. 实际上,从哪些方面判别一个流域是否为闭合流域?

8. 毁林开荒为什么会加剧下游的洪水灾害?

9. 围垦湖泊,为什么会使洪水加剧?

10.对流层中气温随高程变化的曲线有层结曲线和状态曲线,二者一致吗?

11.为什么气旋区的气流呈反时针旋转?并为云雨天气。

12. 在高压区,高空气流运动的方向是(____)

a. 指向高压一侧;

b. 指向低压一侧;

c. 与等压线平行,围绕高压中心呈反时针旋转;

d. 与等压线平行,围绕高压中心呈顺时针旋转。

13.露点是表示空气状态的一种指标(____)

a. 压力;

b. 温度;

c. 湿度;

d. 密度。

14.从大气环流看,在北半球近地面层存在哪4个纬向的气压带?

15.从空气的动力抬升作用看,降水可分为哪4种类型?

工程水文学_第四章

工程水文学_第四章

fp
fp
fp
fp
1.0
流域下渗容量面积分布曲线

(b)
(c)
a) 超渗产流情况下产流面积变化
三、降雨径流关系
产流分析的目的是为推求净雨量和净雨过程,因此, 需要分析降雨径流关系。 1、蓄满产流方式的降雨径流关系
第二节 流域产流分析
降雨径流关系图的形态取决于流域蓄水容量曲 线,其规律为W0=0时,直线部分在纵轴上的截 距为WM;W0=WM时,蓄水容量曲线为45度线; 曲线上部为一组平行线。 2、超渗产流方式的降雨径流关系
由于流域上不同的点,蓄满有早有晚,产流 有先有后,所以还要考虑降雨开始时流域的蓄 水分布情况(即流域蓄水容量分布曲线),求 得各点缺水量在流域上的分布,与上式合解, 得流域的净雨深R。
2、应用降雨总径流相关图法求产流量
由蓄水容量曲线,可得流域的降水总径流相关图
【例1】:已知某流域一次降雨的逐时段雨量,且
【例1】已知某水文站流域面积F=2000km2,某次洪水过程线 如下表,试推求该次洪水的总净流量W和总径流深R。
某水文站一次洪水过程
时间(月 日 时)
5.2. 2
5.2. 8
5.2. 14
5.2. 20
5.3. 2
5.3. 8
5.3. 14
5.3. 20
5.4. 2
5.4. 8

工程水文学题库及题解(全)

工程水文学题库及题解(全)

工程水文学

题库及题解

宋星原雒文生赵英林魏文秋张利平编著

内容提要

本书分为题库、题解和考研试题三大部分,题库中的题目按工程水文学基本内容分为概念题和计算题两大题型,概念题又划分填空题、选择题、判断题和问答题四类题型,题目中有易、中、难三个难度档次,分别考核不同的知识结构和知识层次。题库中有的题目在于了解学生对基本概念、基本理论和基本计算方法的掌握程度,有的则是了解学生分析问题与解决问题的能力以及对学科前沿知识的理解程度,所有的题目都给出了解题过程和结果,以便于学习和理解。为了便于学生报考研究生的参考,本书还选编了武汉大学以及原武汉水利电力大学近年来的考研试题及题解。

本书涵盖了工程水文学基本内容,可作为高等院校水利水电类、土木工程类和环境工程类各专业本科生的辅助教材,尤其适用于立志报考研究生的同学使用,也可供上述专业的成人教育、函授教育、网络学院的学生以及专业技术人员的学习和参考。

前言

为使考试规范化,保证教师按教学大纲教学、学生按教学大纲学习,全面、系统和有重点地掌握工程水文学的基本概念、原理和方法,提高学生分析问题与解决问题的能力, 1994年11月,由原武汉水利电力大学水文试题库编写组编印了《工程水文学试题库》,并在我校工程水文学教学中得到广泛应用,受到老师和同学们的一致好评。

随着教学改革的深入,在前期题库研究工作的基础上又积累了大量的资料,为本书的出版奠定了一定的基础。作者通过多年的教学研究及实践,对原有的资料进行了编辑与加工,重新修改并补充了大量题目,对所有题目给出了解题过程,以便于读者学习。本书题量大、内容新颖,并配有全部题解及近年考研试题。书中难、中、易题型有机结合,有益于学生深刻理解工程水文学的基本理论、提高分析与解决有关工程水文学问题的能力。同时,本书的出版对高校教师出题组卷也具有一定的借鉴作用。

工程水文学习题库整理版

工程水文学习题库整理版

第一章、绪论

(一)问答题

3.水文现象有哪些基本规律和相应的研究方法?

答:水文规律,基本上可分为成因规律和统计规律两类,相应地,水文计算方法则分为成因分析法和数理统计法。也有将水文规律分为三类的,即成因规律、统计规律和地区综合规律,相应地,水文计算方法则分为成因分析法、数理统计法和地区综合法。

5.试举出水文学中两个以上关于成因规律的例子。

答:(1)流域水量平衡原理;(2)流域降雨转化为净雨的规律,称流域产流规律;(3)流域净雨转化为流域出口径流的规律,称流域汇流规律,等等。

6. 试举出水文学中两个以上关于统计规律的例子。

答:(1)水文现象的概率分布函数;(2)水文现象间的相关关系:(3)水文因素的地区综合规律,等等。

7.长江三峡工程主要由哪些建筑物组成?其规划设计、施工和运行管理中将涉及哪些方面的水文问题?

答:长江三峡工程,是举世闻名的特大型水利工程,具有防洪、发电、航运、旅游等重大综合效益。为实现这些宏伟目标,必需的建筑物有:大坝、溢洪道、电站、船闸、升船机、排沙设施等。为设计和管理好这些工程,发挥它们的最好效益,水文上主要应做好以下工作:设计洪水、设计年径流计算,来沙、输沙与淤积计算;水文、水质监测;水文预报、尤其洪水预报;水环境预测与评价。

第二章、水文循环与径流形成

(四)问答题

1. 何谓自然界的水文循环?产生水文循环的原因是什么?

答:地球上的广大水体,在太阳的辐射作用下,被蒸发成水汽,随风向各处输送,并在适当的气象条件下,成云致雨,降落在地面或海洋上,前者又形成地面、地下径流,回归大海。地球上这种蒸发—水汽输送—降水—径流—再蒸发……的循环过程,称水文循环。形成水文循环的原因,可分为两个方面:一是水具有固、液、气三态转化的特性;再是太阳辐射和重力作用。

工程水文学计算题

工程水文学计算题
3.将全球作为一个独立的单元系统,当已知全球海洋的多年平均蒸发量Eo=505000km3、陆地的多年平均蒸发量Ec=72000km3,试根据全球的水量平衡原理推算全球多年平均降水量为多少?
第二章 水文循环与径流形成
1.已知某河从河源至河口总长L为5500 m,其纵断面如图1-2-1,A、B、C、D、E各点地面高程分别为48,24,17,15,14,各河段长度,,,分别为800、1300、1400、2000试推求该河流的平均纵比降。
第三章 信息采集与处理
1.下面是某一测站逐日平均水位表的摘录,其测量的基面为测站基面(海拔5.43m),如采用黄海基面,试求出每日的水位。
表1-3-1某测站逐日平均水位表(部分摘录)


1月
3月
5月
7月
9月
11月
1
2
3
43.88
83
80
44.34
45.09
27
48.26
94
46
48.03
47.30
46.70
表1-2-5流域某一测点人工降雨下渗实验的、记录单位:㎜
时间t(h)
(1)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
P(t)
(2)
0
70
140
210
240

工程水文学_第四章

工程水文学_第四章

K:土壤含水量的 日消退系数
Pa,t:t日开始时刻 的土壤含水量
Pa,t1 K (Pa,,tt Pt )
如果第t日内有降雨Pt并产生径流Rt,则
Pa,t1 K (Pa,t Pt Rt )
注意:Pa≤Im,若计算出Pa>Im,则取Pa=Im。
消退系数K
消退系数综合反映流域蓄水量因流域蒸散发 而减少的特性。
时间(月 日 时)
5.4 .14
5.4. 20
5.5. 2
5.5. 8
5.5. 14
5.5. 20
5.6. 2
5.6. 8
5.6. 14
5.6. 20
流量Q(m3/s) 410 360 330 300 270 250 160 100 80 130
第一节 降雨径流要素的分析计算
解:该次洪水过程计算时间:5月2日14时—5月6日8时。 (1)径流总量:
w
[1 2
(Q0
Qn
)
n1 i 1
Qi
]
t
[1 2
(100
100)
7920]
6
3600
8620 6 3600 173.232106 m3
(2)总径流深:
W
173.232 106
R
86.6mm
1000 F 1000 2000
第一节 降雨径流要素的分析计算

工程水文学第四章

工程水文学第四章
由于流域上不同的点,蓄满有早有晚,产流 有先有后,所以还要考虑降雨开始时流域的蓄 水分布情况(即流域蓄水容量分布曲线),求 得各点缺水量在流域上的分布,与上式合解, 得流域的净雨深R。
5.0
0.950
5.0
0.950
5.0
0.950
5.0
0.950
5.0
0.950
5.0
0.950
2.5
0.975
2.5
0.975
2.5
0.975
5.0
0.950
6.2
0.938
工程水文学第四章
6.2
0.938
土壤含水量(mm)
100.0 100.0 98.7 93.8 89.1 84.6 80.4 76.4 72.6 91.6 100.0 98.3 93.4 87.6
面积
雨深—面积—历时示意图
二、径流量计算
地表径流 壤中流
本次洪水形成
一次洪水流量过程
地下径流
前期洪水未退完的部分水量 非本次降雨补给的深层地下径流
割除
工程水文学第四章
Q(m3/s)
前期 洪水 未退 完的 部分
A E
G
B
本次降雨形成的径流过程
H
C
I
D
F
深层地下径流(基流)
t(h)
工程水文学第四章

工程水文学题库 第7章习题_流域产汇流计算教学内容

工程水文学题库 第7章习题_流域产汇流计算教学内容

工程水文学题库第7章习题_流域产汇流计

问答题

1.在进行流域产汇流分析计算时,为什么还要将总净雨过程分为地面、地下净

雨过程?简述蓄满产流模型法如何划分地面、地下净雨?

2 .目前常用分割基流的方法有哪几种,简述其优缺点?

答:有斜线分割法及水平分割法等。水平分割法简单认为洪水期间地下径流消退,与其补充是相等:斜线分割则认为洪水期间地下径流补充量大于地下径流消退量,对于大多数流域来说,这种认识较符合实际。

3.何为前期影响雨量?简述其计算方法与步骤?

答:前期影响雨量Pa是反映本次降雨之前流域土壤干湿程度的一种指标,因此对本次降雨的产流量将产生重要影响。

Pa一般按下式计算:

其计算步骤如下:⑴确定流域蓄水容量Wm;⑵由蒸发资料和Wm确定土壤含水量消退系数Kt;⑶由降雨P、Wm和Kt按上式计算。

4.简述流域土壤前期影响雨量折减系数的确定方法和步骤?

答:⑴根据实测雨量资料确定流域的蓄水容量Wm;⑵根据蒸发资料计算流

域多年平均的月平均日蒸散发能力Em;⑶以折减系数公式K=1-Em/Wm计算各

月的K;⑷通过产流计算方案进一步优选。

5.土壤前期影响雨量Pa 的计算方法有哪几种,其原理和步骤?

答:⑴用公式

逐日计算,式中P a, t+1、Pa ,t分别第t+1天、第t天的前期影响雨量;Pt为第t

天的降雨量; Wm为流域蓄水容量,K为折减系数。⑵按公式:Pa,t+1=P a

+Pt –Rt - E t逐日计算,式中Rt为Pt产生的径流量,Et为第t天的流域蒸散发量。

6.何谓超渗产流,何谓蓄满产流,它们的主要区别是什么?

工程水文学 第4章 流域产汇流计算

工程水文学 第4章 流域产汇流计算
t
Байду номын сангаас地下水退水方程
从t~t+△t 积分 时段退水方程
dQ 1 Qt t
Qt Q
1
Kg
t t dt
t
Qt t
Qt
e
t Kg
14:50
Q
Qt Qt+△t
0
14:50
Qt t
Qt
e
t Kg
t
t +△t
t
地下水时段退水方程
确定Kg的方法
方法1:根据地下水退水曲线上每隔
△t的流量值Q(t)、Q(t+△t),可算出
Wm
14:50
递推公式起始日的Pa是假定的,但起始日 从何时开始呢?例如,Pa起始计算时间相隔30 天,当K=0.90时K30=0.04,说明最大误差不
到起始误差的5%。
长时间无雨时,可取起始Pa 值较小些, 或令Pa = 0 。
一次大雨后,土壤比较饱和,可取起始
Pa=Wm。
14:50
【例】某流域Wm=100mm, 6月份Em=5.6mm/d,7月份Em= 6.8mm/d。推求7月2日-3日的P和雨前Pa值。
在产流面积上,包气带缺水量已经满足,
产流量 R 按稳定下渗率fc下渗,下渗的水量 形成地下径流 Rg,超过稳定下渗率的部分形 成地面径流 Rs (包括壤中流) 。

工程水文学题库习题流域产汇流计算

工程水文学题库习题流域产汇流计算

问答题

1.在进行流域产汇流分析计算时,为什么还要将总净雨过程分为地面、地下净雨过程?简述

蓄满产流模型法如何划分地面、地下净雨?

2 .目前常用分割基流的方法有哪几种,简述其优缺点?

答:有斜线分割法及水平分割法等。水平分割法简单认为洪水期间地下径流消退,与其补充是相等:斜线分割则认为洪水期间地下径流补充量大于地下径流消退量,对于大多数流域来说,这种认识较符合实际。

3.何为前期影响雨量?简述其计算方法与步骤?

答:前期影响雨量Pa是反映本次降雨之前流域土壤干湿程度的一种指标,因此对本次降雨的产流量将产生重要影响。

Pa一般按下式计算:

其计算步骤如下:⑴确定流域蓄水容量Wm;⑵由蒸发资料和Wm确定土壤含水量消退系数Kt;⑶由降雨P、Wm和Kt按上式计算。

4.简述流域土壤前期影响雨量折减系数的确定方法和步骤?

答:⑴根据实测雨量资料确定流域的蓄水容量Wm;⑵根据蒸发资料计算流域多年平均的

月平均日蒸散发能力Em;⑶以折减系数公式K=1-Em/Wm计算各月的K;⑷通过产流计算

方案进一步优选。

5.土壤前期影响雨量Pa 的计算方法有哪几种,其原理和步骤?

答:⑴用公式

逐日计算,式中P a, t+1、Pa ,t分别第t+1天、第t天的前期影响雨量;Pt为第t天的降雨量;Wm为流域蓄水容量,K为折减系数。⑵按公式:Pa,t+1=P a +Pt –Rt - E t逐日计算,式

中Rt为Pt产生的径流量,Et为第t天的流域蒸散发量。

6.何谓超渗产流,何谓蓄满产流,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,

水利工程师工程水文及水利计算练习题库及参考答案

水利工程师工程水文及水利计算练习题库及参考答案

水利工程师工程水文及水利计算练习题库及参考答案

一、单选题(共50题,每题1分,共50分)

1、河川径流组成一般可划分为[ ]。

A、地面径流、浅层地下径流潜水、深层地下径流

B、地面径流、表层流、地下径流

C、地面径流、坡面径流、地下径流

D、地面径流、表层流、深层地下径流

正确答案:B

2、一次流域降雨的净雨深形成的洪水,在数量上应该[ ]该次洪水的径流深。

A、小于

B、等于

C、大于

D、大于、等于

正确答案:B

3、设计年径流量随设计频率[ ]。

A、增大而不变

B、增大而增大

C、减小而不变

D、增大而减小

正确答案:D

4、径流是由降水形成的,故年径流与年降水量的关系[ ]。

A、在干旱地区密切

B、在湿润地区密切

C、一定不密切

D、一定密切

正确答案:B

5、水库在正常运用时,汛期到来之前库水位应降到[ ]。

A、库底

B、正常蓄水位

C、防洪限制水位

D、死水位

正确答案:C

6、决定土壤稳定入渗率 fc 大小的主要因素是[ ]。

A、土壤特性

B、降雨历时

C、降雨初期的土壤含水量

D、降雨强度

正确答案:A

7、某河段上、下断面的河底高程分别为 725m 和 425m,河段长 120km,则该河段的河道纵比降为[ ]。

A、2.5

B、0.25

C、2.5%

D、2.5‰

正确答案:D

8、当兴利库容一定时,设计保证率将随调节流量值的增加而[ ]。

A、不确定

B、降低

C、提高

D、不变

正确答案:B

9、气温一定时,露点温度的高低与空气中水汽含量的关系是[ ]。

A、露点高低与水汽含量关系不大

B、露点高低与水汽含量无关

C、水汽含量越大露点越低

D、水汽含量越大露点越高

工程水文学第四章产流及汇流计算

工程水文学第四章产流及汇流计算

t (h)
Q (m3/s)
Qi
n Qi Qi 1 3.6 t 3.6 Qi t 2 i 0 i 1 R F F n
Q - 流量(m3/s)
Qi+1
R - 径流深(mm)
Δ t- 计算时段(h)
F - 流域面积(km2)
△t
Q1
径流深计算
Qn t (h)
地面径流退水较快,而地下径流退水历时
在一次降雨中,扣除植物截留、蒸发、下 渗损失后剩余部分称为净雨量,净雨量的计算 称为产流计算。降雨产生的径流,汇集到河网 后,自上游向下游流动,最后流经出口断面, 其计算称为汇流计算。
产流方案:根据流域实测降雨、蒸发 和径流资料,分析确定降雨量、蒸发量、 土壤含水量和径流量之间的关系。 汇流方案:根据流域降雨和流量资料 ,推求净雨和流量过程线之间的关系。
(4-6)
(4-7)
式中:Kg为地下退水参数,可根据式(4-7)用退水曲线来 计算。
地表径流和地下径流汇流特性不同, 一般还要用斜线分割法分割开地面径流和 地下径流。 斜线分割法:从起涨点A到地面径流 终止点B绘制直线AB ,AB线以上为地面 径流,以下为地下径流。
N = 0.84F 0.2
N 起涨点 地表径流
在实际工作中,Wm是指流域十分干旱情况下, 降雨产流过程的最大损失量,也常称之土壤最大 含水量。它包括植物截留、地表填洼,以及渗入 包气带不能成为径流的水量。 对于包气带不厚且雨量充沛地区,Wm值在实用 上可由实测雨洪资料推求。其方法是选取久旱不雨 后一次降雨量较大且全流域产流的资料,计算出流 域平均雨量P及所产生的径流量R。由于久旱不雨, 可以认为Wt = 0,故 Wm = P - R - E雨 (2-5)

工程水文学第3章流域产流与汇流计算资料

工程水文学第3章流域产流与汇流计算资料

第三章流域产流与汇流计算

第一节概述 (2)

第二节降雨径流要素计算 (3)

第三节流域产流分析 (10)

第四节产流计算 (12)

第五节流域汇流计算 (22)

小结 (30)

课前学习指导

本章要求

(1)掌握实测降雨径流要素的分析计算方法;

(2)掌握蓄满产流和超渗产流的基本概念,及其产流面积变化过程的分析方法;

(3)了解影响流域产流量的因素,掌握蓄满产流和超渗产流的产流量计算方法;

(4)了解流域汇流的物理过程,掌握流域汇流计算方法。

课时安排

共需7个课内学时,10个课外学时

课前思考

如何由单站降雨量推求流域平均降雨量?

为什么要对实测流量过程线的不同水源成分进行划分?

降雨是怎么变成径流的?有哪些基本的产流方式?

哪些因素影响流域径流的形成?如何计算一场降雨所产生的径流量?

汇流计算的目的是什么?常用的汇流计算方法有哪些?

什么是单位线?如何推求单位线?如何进行单位线的时段转换?

学习重点

掌握流域产流计算和汇流计算的方法。

难点

将水文循环中蒸发、下渗、产流、汇流等过程联系起来,结合水量平衡原理实现产汇流过程的逐时段连续演算。

知识点

单站降雨特性分析

流域降雨特性分析

实测径流量计算

前期影响雨量

包气带对降水的再分配

蓄满产流和超渗产流

产流面积及其变化过程

降雨径流关系

蓄满产流的产流量计算

蒸散发计算

超渗产流的产流量计算

流域汇流过程、流域汇流时间、流域调蓄作用

单位线的基本概念、单位线的推求、单位线的时段转换

瞬时单位线的基本概念

地下径流汇流

第一节概述

内容提要

1、由降雨过程推求径流过程的基本内容与流程

2、流域产汇流计算的基本方法与思路

工程水文学 4、产流及汇流计算

工程水文学   4、产流及汇流计算

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时段雨量直方图与累积雨量过程线
4.2.2 径流量
Q (m3/s)
W
通气层
通气层
浅层地下水层 不透水层 深层地下水层 深层地下水层 不透水层 河流 浅层地下水层 不透水层
土壤中的水分,由于蒸发而逐渐减少,降雨 则是其补充来源。土壤湿度是影响径流的一个重 要因素。水文学上一般根据实测降雨,蒸发和径 流资料,根据水量平衡原理推求土壤含水量。 Wt+1 =Wt+ Pt - Rt - Et ( 4- 9)
若t日无雨,则: Et = Pa,t- Pa,t+1=Pat/WM *EM =Pa,t(1- K) 合并同类项:(1- EM /WM)= K 土壤含水量的日消退系数K综合反映流域蓄水 量因蒸散发而减少的特性。
前期影响雨量Pa,t+1 计算公式:
若t日无雨,则:Pa,t+1=KPat
若t日有雨,但未产流,则:Pa,t+1=K(Pat+Pt) 若t日有雨,且产流,则:Pa,t+1=K(Pat+Pt-R) 注:为了防止资料误差和计算方法引起的土壤含水 量大于田间持水量Wm的不合理情况,即当Pa,t+1≥Wm 时,Pa,t+1=Wm
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问答题

1.在进行流域产汇流分析计算时,为什么还要将总净雨过程分为地面、地下净雨过程?简述

蓄满产流模型法如何划分地面、地下净雨?

2 .目前常用分割基流的方法有哪几种,简述其优缺点?

答:有斜线分割法及水平分割法等。水平分割法简单认为洪水期间地下径流消退,与其补充是相等:斜线分割则认为洪水期间地下径流补充量大于地下径流消退量,对于大多数流域来说,这种认识较符合实际。

3.何为前期影响雨量?简述其计算方法与步骤?

答:前期影响雨量Pa是反映本次降雨之前流域土壤干湿程度的一种指标,因此对本次降雨的产流量将产生重要影响。

Pa一般按下式计算:

其计算步骤如下:⑴确定流域蓄水容量Wm;⑵由蒸发资料和Wm确定土壤含水量消退系数Kt;⑶由降雨P、Wm和Kt按上式计算。

4.简述流域土壤前期影响雨量折减系数的确定方法和步骤?

答:⑴根据实测雨量资料确定流域的蓄水容量Wm;⑵根据蒸发资料计算流域多年平均的

月平均日蒸散发能力Em;⑶以折减系数公式K=1-Em/Wm计算各月的K;⑷通过产流计算

方案进一步优选。

5.土壤前期影响雨量Pa 的计算方法有哪几种,其原理和步骤?

答:⑴用公式

逐日计算,式中P a, t+1、Pa ,t分别第t+1天、第t天的前期影响雨量;Pt为第t天的降雨量;Wm为流域蓄水容量,K为折减系数。⑵按公式:Pa,t+1=P a +Pt –Rt - E t逐日计算,式

中Rt为Pt产生的径流量,Et为第t天的流域蒸散发量。

6.何谓超渗产流,何谓蓄满产流,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。

7.超渗产流和蓄满产流的地面径流形成条件是否相同,为什么?

答:超渗产流与蓄满产流形成地面径流的条件基本相同,它们都是由超渗雨形成的地面径流,

但蓄满产流模型计算超渗雨的下渗能力总是稳渗率fc,而用超渗产流模型计算地面径流,其

中的下渗能力则不一定为fc。

8.试述绘制降雨径流相关图(P~ Pa ~R)的方法步骤?

答:⑴选取在流域上分布较均匀的,具有一定代表性的多场暴雨洪水资料和蒸发资料;⑵计

算各场雨洪的流域平均雨量P和径流深R;⑶用若干场前期十分干旱的雨洪资料,分析计算

流域的最大蓄水量Wm;⑷计算各场暴雨的前期影响雨量Pa,t;⑸以降雨量P为纵坐标,以

径流深R为横坐标,把各次降雨的P和R对应点点在坐标纸上,并在该点上注明本次降雨

开始时的Pa,t值,绘出Pa的等值线便得到一组按顺序排列的Pa等值线图,经检验合理后,

即为P~aP~R相关图。

9.简述流域蓄水容量Wm 的确定方法?

答:根据Wm的定义,当W0=0时,一次降雨可能发生的最大损失即为所求的Wm

,一般从长期记录的雨洪资料中选择久旱无雨流域极为干燥时(W=0)又遇大雨,且雨后能

使包气带蓄满(0-Wm)的降雨径流资料来推求,计算式为; Wm=P-R-E,式中P、R、E分别为流域降雨量,P产生的总径流量和雨期蒸发量。此外也可以由雨洪资料通过优选得到。10.当一次降雨使流域蓄满后,按蓄满产流模型,写出一次降雨的水量平衡方程,并标明各项符号的物理意义?

答:方程式为:R=P -(Wm-W0)式中R为流域总径流(R=Rg+Rs):P为流域平均降雨量:W0为降雨开始时流域土壤蓄水量:Wm为流域蓄水容量。

11.简述蓄满产流模型法由实测雨洪资料确定稳渗率fc 的方法步骤?

答:⑴由实测资料求次降雨的总径流深和地面、地下径流深R、Rs、Rg;⑵根据降雨径流相关图求总净雨过程Rl,注意一定使总净雨量与总径流深相等;⑶假定超渗时段m;结降雨过程(Pi-Ei),其中Pi、Ei分别为时段降雨量和蒸发量,然后按下式计算fc

⑷检验超渗雨时段与非超渗雨时段是否与假设相符,若相符,fc即为所求。

12.用流域平均降雨过程及流量资料分析稳渗率fc 时,常会遇到各场洪水计算的fc 变化较大,其原因何在?如何处理?

答:这往往是由于流域降雨不均匀和各地降雨过程不一致所引起,此时,若能先假设fc

分雨量站计算净雨,然后再求流域平均净雨,试算得fc,则可使各场洪水分析的fc比较稳定,然后取其平均值作为流域的fc。

13.初损后损法的基本假定是什么?

答:⑴可把一场降雨的损失过程概化成初损;后损两个阶段;⑵产流前损失为I0(初损);产流后,当雨强i>f(平均下渗率),按f下渗,产生地面径流;否则,降雨全为损失,不产生地面径流。

14.用初损后损法计算地面净雨时,需首先确定初损I0 ,试问:影响I0 的主要因素有哪些?答:⑴前期流域蓄水量W0(或前期影响雨量P a),W0大,流域湿润,初损I0小;I0大;

⑵降雨初期平均雨强i0、i0大,易超渗,i0小;反之,i0大;⑶季节变化,月份不同,i0不同。

15.按初损后损法,写出流域一次降雨产流的水量平衡方程式,并标明各项符号的物理意义?答:方程式为:R=P-I0-f*tcP式中R为流域平均地面净雨量;P为流域平均降雨量;I。为初损f为平均后损率;tc为产流历时;P为后期非超渗雨量。

16.用初损后损法计算地面净雨时,需确定平均后损率f ,试述影响f 的主要因素是什么?答;⑴前期流域土壤蓄水量W0,Wo大,湿润,f小,反之,亦反;⑵超渗期雨量Pts, Pts大,地面积水多,f大,反之,亦反;⑶超渗历时ts,随t增长,f减小。

17.常用的地下净雨汇流计算方法有哪几种?

答:⑴联解地下水库的水量平衡方程及蓄泄方程,由地下净雨过程推求地下径流过程。⑵当产流计算不能给出地下净雨过程或地下径流甚小时,常用简化的方法计算,即以洪水的起涨流量为起点,把地下径流的涨水段概化一条上斜的直线或在洪水历时内概化为一条水平线。

18.何谓等流时线,简述等流时线法汇流计算的方法步骤?

答:等流时线是在流域上勾绘的至出口断面汇流时间t相等的若干等值线,每条等值线上各点的水质点,将经过相等时间t同时到达流域出口断面。

19.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:⑴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。⑵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。

20.简述由实测雨洪资料分析时段单位线的基本步骤?

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