水文学原理试卷A答案及评分标准（2013春）

⽔⽂学原理试卷A答案及评分标准（2013春）
2013 年春季学期
《⽔⽂学原理》课程考试试卷( A卷)答案
⼀、填空题 (每空1分，共20分)
1.径流深、洪峰流量模数。

2.降⽔、下渗、蒸发、径流
3.算术平均法、泰森多边形法、等⾬量线法
4.⼤于0
5.吸湿⽔、薄膜⽔、⽑管⽔、重⼒⽔
6.流域蓄⽔容量
7.使河段蓄量与下断⾯出流量呈单值关系的河段长度
8.产流、汇流
9.基质势、重⼒
⼆、名词解释 (每⼩题3分，共15分)
1、⽥间持⽔量：⼟壤中所能保持的最⼤⽑管悬着⽔量。

2、线性系数：运算Φ[I(t)]、]满⾜叠加性和倍⽐性的系统。

3、下渗能⼒：充分供⽔条件下的下渗率。

4、单位线：在给定流域上，单位时段内均匀分布的单位地⾯净⾬量在流域出⼝断⾯形成的地⾯径流过程
线。

5、线性⽔库：蓄⽔量与出流量成正⽐关系的⽔库。

三、选择题（每⼩题2分，共10分）
ACBDB
四、简答题（每⼩题5分，共25分）
1、超渗产流模式有何特征，它与蓄满产流模式有何区别？
不管当地的⼟壤含⽔量是否达到⽥间持⽔量，只要降⾬强度超过下渗强度就产⽣地⾯径流，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到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。

2、试述裸⼟蒸发的三个阶段及其特点？（要求结合图形进⾏说明，图形上应标注相应的含⽔量特征值）。

各阶段⼟壤蒸发的特点如下：
第⼀阶段⼟壤含⽔量⼤于⽥间持⽔量，⼟壤中的⽔分可以充分供给⼟壤表⾯蒸发，按⼟壤蒸发能⼒蒸发，蒸发只受⽓象条件影响；第⼆阶段，⼟壤⼟壤含⽔量介于⽑管断裂含⽔量与⽥间持⽔量之间，⼟壤蒸发率与⼟壤含⽔量⼤致成正⽐；第三阶段⼟壤⼟壤含⽔量降⾄⽑管断裂含⽔量以下，⽑管向⼟壤表⾯送⽔的机制完全破坏，⽔分只能以薄膜⽔或⽓态⽔的形式向地⾯移动，这⼀阶段⼟壤蒸发率很微⼩，⽓象条件和⼟壤含⽔量的关系已不明显。

3、试述超渗地⾯径流与饱和地⾯径流产⽣的条件。

答：饱和地⾯径流产⽣的物理条件是：
（１）存在相对不透⽔层，且上层⼟壤的透⽔性远强于下层⼟壤的透⽔性。

（２）上层⼟壤含⽔量达到饱和含⽔量。

超渗地⾯径流产⽣的物理条件是：只要降⾬强度⼤于下渗能⼒，则多余的部分产⽣超渗地⾯径流。

多发⽣在⼲旱、半⼲旱地区。

4、简述如何采⽤⽔⽂分析法推求流域平均下渗曲线？答：假定⼀条下渗曲线；按公式
()t t t
i
i
i
P R f t S t Δ?Δ=Δ+∑∑∑计算S(t)，再检验退⽔段的S~Q 关系。

若关系线为⼀单⼀线，则假定的下渗曲线即为所求，否则需要重新假定下渗曲线再计算。

5、简述包⽓带对降⾬的两次再分配作⽤。

答：⑴包⽓带地⾯对降⾬的再分配作⽤。

包⽓带表⾯把降⾬分成两部分，当⾬强⼤于⼟壤下渗容量的部分暂留在地⾯，另⼀部分则进⼊⼟中，称为“筛⼦”作⽤。

⑵当下渗的⽔量使⼟壤含⽔量超过⽥间持⽔量这⼀“门槛”时，多余的部分便成为⾃由重⼒⽔，当低于这⼀“门槛”时，便没有⾃由重⼒⽔产⽣，这⼀现象可称为“门槛”作⽤。

五、计算题 (共15分) 1、解：（1）计算流域的多年平均蒸发量
21.0E =⽔E +（1-0.21）陆E =0.21×1080+0.79×750=819.3mm （3分）（2）计算流域的多年平均径流深：由⽔量平衡原理1215.0819.3395.7R P E mm =?=?=（2分）
2、地⾯径流及其相应地⾯净⾬过程
单位线
15 0 5 总径流
0 0 0 430 645 0
645
630 945 0
0 945
400 600 0 215 815 270 405 0 315 720 180 270 0 200 470 100 150 0 135 285 40 60 0 90 150 0 0 0 50 50 0 20 20 0 0
倍⽐假定应⽤正确得2分，叠加假定应⽤正确得3分。

3、解：设t W 、1?t W 分别代表⼟柱的第t ⽇和第t-1⽇开始时的⼟壤蓄⽔量，mm ；t
p t R P 、分别代表
⼟柱的第t ⽇降⾬量和它产⽣的径流量，mm ；t E 代表⼟柱的第t ⽇的⼟壤蒸发量，mm 。

根据⽔量平衡原理，可建⽴第t ⽇⼟
壤蓄⽔量的计算式：
t P t t t E R P W W t ??+=?1 m t
P t t E W W R P W t ⽥
+=1 将有关的数值代⼊上式，即可求得7⽉9⽇⼟壤蓄⽔量： 80
80235594.7120
t W mm =+??×=
六、论述题 (共15分)
1、对于流域下垫⾯不均匀的情况，即各处的蓄⽔容量不⼀样，则必须考虑降⾬过程中因蓄⽔容量各处不同⽽造成对产流的影响及其产流⾯积的变化，为此，将流域的不同蓄⽔容量与相应的⾯积概化成⼀关系曲线，这就是流域的蓄⽔容量曲线。

流域蓄⽔容量曲线是表⽰蓄⽔容量与⼩于或等于该蓄⽔容量的累计⾯积同全流域⾯积的⽐值的对应关系曲线。

（3分）第⼀时段：
（2分）
2、开放题，⽆固定答案，酌情给分。

得分要点：
需在实验中说明出包⽓带⼟层设置为两种透⽔性不同的⼟壤，形成相对不透⽔层。

（2分）装置需在相对不透⽔层处设置出⽔⼝，以观测出流情况。

（1分）实验装置图。

（2分）
3、开放题，⽆固定答案。

得分要点：排除站点A ，因为不在同⼀⽓候区（1分）；排除站点D ，因资料年限长度不⾜（1分），
采⽤站点B 、C 资料，采⽤⽐例法或者图解相关法进⾏插值得到站点E 的各⽉降⾬量。

（3分）注意因为只有2个⽔⽂站，所以不能采⽤等⾬量线法。