场次降雨径流统计表6小时单位线
工程水文学试题___B卷
班级姓名得分一、名词解释（20分）1、水文循环:指的是水从陆地表面或海洋表面蒸发，水蒸气上升到空中汇集成雨重新降落到地面或海洋表面，一部分水参与径流汇入河流海洋，另一部分水再次蒸发，循环以上过程。
这个循环过程叫做水文循环。
2、流域：河流接受补给的区域成为一条河流的流域，流域的面积就是集水线所包含的汇水面积。
3、水位:江河湖海及水库等水体在某一点的水面到标准基面的高程为这一点的水位.4、重现期:某一水文现象重复出现一次的时间，也成多长时间一遇。
5、设计洪水：指的是某一设计频率的洪峰，洪量及洪水过程线。
二、填空：（32分）1、某流域多年平均降水量1200mm，多年平均蒸发流量为800 mm，问该流域多年平均径流深400 mm，多年平均径流系数为0.33 .2、某水尺零点高程为21。
236，水尺读数为0。
32 m，则水位21，556m 。
3、垂线测点流速V0.2=2.1 m/s,则垂直线平均流速V= m/s4、随机事件A，在n次试验中,实际出现了m 次，其比值m/n叫做事件A在n次试验中出现的频率，当试验次数n充分大时，则m/n可作概率近似值。
5、P=10%，相应设计年径流量Q P=800m3/s，它表示年径流量Q大于800m3/s的丰水年，平均10 年一遇.6、推求水文设计值时,水文资料都要进行可靠性、一致性和还原性、代表性三性审查。
7、由暴雨资料推求设计洪水，主要有折减系数法和定点定面法推求设计面暴雨量。
8、某工程量设计洪水的设计标准为百年一遇,它意味当地每年都存在着超过设计流量的事件发生的可能性为1/100 ,这项工程每年的失事概率为1/100 .三、某河流无实测水文资料,根据水文比拟法,已求得设计断面年径流统计参数Q=51。
0 m3/s，C V=0。
20、C S=2CV,求设计枯水年P=90%的设计年径流。
根据下列代表年推求设计年径流量的年内分配.（15分）枯水代表年附:皮尔逊Ⅲ型频率曲线的模化系数K P值表（C S=2C V）四、梅港站具有1952年到1973年实测洪峰资料,其中1955年兴水最大，s m Q m /136003=。
水文学原理之单位线法
•
6.某流域根据三场雨强相同，但暴雨中心分别在 上、中、下游的洪水分析的三条6h10mm 单位线， 它们的洪峰流量分别为q上、q中、q下 ，则它们 b 之间一般应该[__ _] a、 q上>q中>q下 b、q上<q中<q下 c、 q上=q中=q下 d、q上>=q中>=q下 7.某流域根据暴雨中心都在中游，但三场净雨 强度分别为5、10、20mm/h的洪水分析出三条 6h10mm单位线，它们的单位线洪峰流量分别为 q5,q10,q20，则它们之间一般应[_ b ___] a、 q5>q10>q20 b、 q5<q10<q20 c、 q5=q10=q20 d、q5>=q10>=q20
10mm 流量m3/s
△t
时间h
倍比假定：如果单位时段内的净雨不是一个单位而是k个
单位，则形成的流量过程是单位线纵坐标的k倍。
流量m3/s
△t
10mm Qm
时间h 流量m3/s 19.7mm Qm×19.7/10
k
△t
Qm
Q×19.7/10 Q
时间h
叠加假定：如果净雨不是一个时段而是m个时段，则形成的流
径流量计算
地面径流
表层流径流
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 割除 非本次降雨补给的深层地下径流
Q(m3/s) B
本次降雨形成的径流过程
H
前期 洪水 未退 完的 部分
C
I
A
E
F G
深层地下径流（基流）
D t(h)
基流的分割： 取历年最枯流量的平均值或本年汛前最枯流量用水 平线分割（ED线）。
第三章 单位线分析计算
第三章 单位线分析计算本章着重介绍如何由净雨量过程预报流域出口的流量过程。
净雨量经过流域汇流形成出口的流量过程线，流域汇流历时是降雨径流预报预见期的来源，流域汇流物理过程是编制预报方案的理论依据。
舍尔曼时段单位线 3.1.1 基本原理舍尔曼(L. K. Sherman)于1932年提出了单位线的概念。
其定义为：流域上分布均匀的1个单位净雨直接径流产流量，所形成的直接径流过程线，即为单位线，记为UH 。
1个单位净雨是指单位时段内单位净雨深。
单位时段长可以任取，例如2h 、3h 、6h ，等。
而单位净雨深通常取为10mm 。
而实际发生的净雨，常常不是1个时段，也不是1个单位，应用于分析单位线时，有一些假定。
这些假定可归纳为以下两点：(1) 如果单位时段内净雨深不是一个单位，而是n 个，它所形成的出流过程线，总历时与UH 相同，流量则是UH 的n 倍。
(2) 如果净雨历时不是一个时段，而是m 个，则各个时段净雨所形成的出流过程之间互不干扰，出流过程的流量过程等于m 个流量过程之和。
由以上假定，净雨d r 、出流d Q 与UH 的纵坐标q 之间的关系如下：（∑=+-=mi i t i d t d q r Q 11,, (2-1)式中：m i ,3,2,1 =，为净雨时段数。
d Q 和q 的单位为s /m 3，d r 则用单位净雨深的n 倍来表示。
如果UH 已知，根据上式，可由净雨转换为出流，计算十分简便。
关键是如何求得UH 。
可以根据流域的实测水文资料，分析出净雨及直接径流过程后，依据上式推求出UH ，为式(2-1)的逆过程。
3.1.2 单位线的推求推求UH 是使用次洪时段净雨深及相隔为计算时段长的直接径流时序过程。
前者由次洪降雨量经过扣损后得到，后者由径流过程线分割地下水后得到。
这里需要补充说明一下具体问题：(1) 由扣损方案求得的次洪净雨深，常不等于过程线分割得到的实测值，为了不把扣损的误差带入汇流计算，需要将计算值改正，或谓平差。
水文学原理之单位线法
Q1+ Q2 + Q2
0
时间.7
三、单位线的确定
1、由流域的实测水文资料中选择若干次在洪 水量级及降雨时空分布方面有代表性的雨 洪过程。各次降雨的历时应较短，洪水过 程的峰形要完整，最好是单峰或易于分割 成单峰形的复式过程。 2、处理：在与所选降雨对应的洪水流量过程 中，割去与本次降雨无关的前期退水及深 层地下径流过程，需要时还应作水源划分， 得到不同水源的径流过程。
q(t , t ) 10 10 / t S (t ) S (t t ) (10 / t 0 )t 10 / t 0
转换步骤
• 1、做S（t）曲线 • 2、求S（t-△t）：将S（t）向后移一个时 段△t • 3、求S（t）- S（t-△t） • 4、求q（ △t，t） 设原来单位线的时段长为△t0，转换后单位 线的时段长为△t。转换公式： t0 q (t , t ) [ S (t ) S (t t )] t
•
6.某流域根据三场雨强相同，但暴雨中心分别在 上、中、下游的洪水分析的三条6h10mm 单位线， 它们的洪峰流量分别为q上、q中、q下 ，则它们 b 之间一般应该[__ _] a、 q上>q中>q下 b、q上<q中<q下 c、 q上=q中=q下 d、q上>=q中>=q下 7.某流域根据暴雨中心都在中游，但三场净雨 强度分别为5、10、20mm/h的洪水分析出三条 6h10mm单位线，它们的单位线洪峰流量分别为 q5,q10,q20，则它们之间一般应[_ b ___] a、 q5>q10>q20 b、 q5<q10<q20 c、 q5=q10=q20 d、q5>=q10>=q20
第三节 单位线法
工程水文学计算题
28.某平原流域，流域面积F=360km2,其中水面面积占21.0%，从有关水文手册中查得该流域的多年流域平均降水量P=1115.0mm，多年平均陆面蒸发量陆E=750.0mm，多年平均水面蒸发量E水=1040.0mm，试求该流域的多年平均径流深为多少？
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
270
300
310
320
R(t)
（3）
0
32.7
79.5
133.0
151.6
173.2
196.7
201.3
206.6
时间t(h)
（1）
9
10
11
12
13
14
15
16
17
P(t)
29.某水文站控制流域面积F=800km2,其上有一次降雨，流域平均雨量P=230mm,形成的洪水过程如表1-2-7，试求：1）该次洪水的径流总量；2）该次洪水的径流深；3）该次洪水的径流系数。
表1-2-7某水文站一次降雨的洪水过程
时间t（h）
0
6
12
18
24
30
36
42
48
54
60
66
72
78
湖北省暴雨径流查算图表使用说明增强版
《湖北省暴雨径流查算图表》使用说明水电部（83）水电水规字7号文通知指出：“各省（市、自治区）编制的《暴雨径流查算图表》，在无实测流量资料系列的地区，可作为今后中小型水库（一般用于控制流域面积在1000km 2以下的山丘区工程）进行安全复核及新工程设计洪水计算的依据，可在当前水库工程普遍“三查三定”中发挥应用的作用，也可供其他工程参考”。
按水电部指示精神，对流域面积较大的大中型水库的设计洪水应该进行专门分析，本《图表》应用范围主要是中小流域。
在地县水利部门应用较多，因此《使用说明》仍以手算方法为主，有电算条件的单位可根据本说明有关方法编制电算程序。
第一章瞬时单位线方法计算设计洪水一、流域参数本《图表》用于计算设计洪水的流域参数有：流域面积（km 2）为设计流域出口断面以上集水面积，主河道长度（km ），为出口断面沿主河道至分水岭的长度；主河道平均比降为主河道各高程转折点分段比降的加权平均值，一般用实际比值，瞬时单位线参数综合公式中以千分率计。
以上三参数，用五万分之一军用地形图量算，如＜10km 2，应采用更大比例尺的地形图。
为计算，在量算的同时，沿程读出若干河底高程（一般应在地形转折点和有等高线与河底线相交的点读数），量算相应两点间距，按下式算（见下页示意图）。
201221110/]2)()()[(L L H l H H l H H l H H j n n n -++⋯⋯++++=-(1-1）式中：∑=ni l L 1也可令0H H h i i -=2122111/])()([L l h h l h h l h j a a n ++⋯⋯+++=-（1-2）二、设计暴雨 1、点雨量可能最大点暴雨量（PMP ），查《湖北省可能最大暴雨图集》（下称《图集》）中附图1“可能最大24小时点雨量等值线图”。
根据流域中心在图中的位置读得24小时点雨量。
各设计频率的点雨量点p H ，可先分别从1、6、24小时点暴雨均值和变差系数等值线图查出相应历时的、，再按下式计算：p p k H H =点（1-3）查读v s C C 5.3=皮尔逊Ⅲ型频率曲线值表。
《湖北省暴雨径流查算图表》使用说明(增强版)
H t面 = α t ⋅ H t点
（1-4）
式（1-4）中αt ，从《图集》或附表（8）中《湖北省暴雨面深系
数表》查得。需作流域形状改正的应乘以改正系数α F ，即：
H t面 = α t ⋅α F ⋅ H t点
（1-5）
式中 t 为设计暴雨历时， Ht点 为设计点雨量，有下列情况之一者，
时面深系数应作流域形状改正：
设计流域的面雨量减去初损 I0 即为该设计频率的径流深。 I0 = 0.25Im （ Im 在全省各地差别不大，设计条件下 Im =90mm） 将 Im =90 代入上式，则 I0 = 0.25× 90mm = 22.5mm 先选定设计毛雨量历时，将时段毛雨量按选用的雨型进行排列，
例如毛雨历时选用 24 小时则从第一时段开始顺次扣除 22.5mm，其余
（1-9）
或 H t面 = H 6面 ⋅ 6n2 −1 ⋅ t1−n2
（1-10）
（1-6）式中 t 以分钟计，其它各式 t 以小时计，以上各式中 n0 ， n1，
n2 分别为 10-60 分钟，1-6 小时，6-24 小时的设计面暴雨递减指数，
可分别由相应的面雨量反算求得。
n0 = 1 + 0.558Lnβ0 n1 = 1 + 0.558Lnβ1 n2 = 1 + 0.721Lnβ 2
（1-24）
某些流域 n 值较大，例如解家河、皮家集、武镇以及某些 j <4‰
的流域可参考下式计算 n ：
n = 0.529F 0.25 ⋅ j 0.82
（1-25）
溶岩地区，流域内天坑面积超过 10%时：
m1 = 0.76F 0.33 ⋅ L0.11 ⋅ j −0.07 ⋅ f −0.12 f = 1 − 天坑率 = 1 − F天
瞬时单位线法求雨水管网系统入流流量过程线的数值计算方法
( 给水排水系统研究室) ( 给水排水教研室)
摘 要 用瞬时单位线法求 S 曲线, 时段单位过程线及雨水管网系统入流流量过程线
的计算方法, 并给出了计算实例。
关键词 入流流量过程线; 雨水管网系统; 数值计算方法; 瞬时单位线 分类号 TU 992 水文学常用等流时线法、 经验单位线法和瞬时单位线法推求流域地表径流流量过程 线。 其中, 瞬时单位线法具有理论性强、 数学推导严密、 参数可通过统计计算求得便于 推求综合公式向无资料地区推广等优点。 本文旨在介绍用瞬时单位线法求城市雨水管网 系统入流流量过程线的数值计算方法。
Q ( t) =
∫u (∃ t, Σ) i dΣ = ∫[S (Σ) - S (Σ 0
t- Σ
Σ m
Σ m
0
∃Σ) ]
i i-
∃t
Σ
dΣ
( 13)
则
m
Q K, j=
∑H
i= 1
j - i+ 1
u ( ∃ t , t i ) F K 60∃ t u ( ∃ t, t i )
=
60∃ t
FK
m
∑H
i= 1
21867 121412 291831 141960 51182 11829
41507 131351 291036 131430 41667 11649
51126 151211 271159 121064 41204 11568
41505 161798 241176 101843 31787 11489
[
(40- t i K ) U j 40+ t i K + ] 2 2
( 10)
式中: W j , U j 分别为高斯积分系数, 详见计算程序。 用以上方法计算的 S 曲线其精度均高于现有 S ( t) 数表的值, 而且计算程序简单, 计 算速度较快。
(整理)工程水文学第3章流域产流与汇流计算
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 (9)第四节产流计算 (11)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学习要求掌握由降雨过程推求径流过程的主要环节与基本思路1、流域产汇流计算基本内容与流程由流域降雨推求流域出口的流量过程，大体上分为两个步骤：a、产流计算：降雨扣除植物截留、蒸发、下渗、填洼等各种损失之后，剩下的部分称为净雨，在数量上等于它所形成的径流深。
在我国常称净雨量为产流量，降雨转化为净雨的过程为产流过程，关于净雨的计算称为产流计算。
工程水文学题库 第7章习题流域产汇流计算
第七章流域产汇流计算本章学习的内容和意义：本章从定量上研究降雨形成径流的原理和计算方法，包括流域的产流计算和汇流计算。
产流计算主要研究流域上降雨扣除植物截留、补充土壤缺水量、填洼、蒸发等损失，转化为净雨过程的计算方法。
汇流计算主要研究净雨沿地表和地下汇入河网，并经河网汇集形成流域出口断面径流过程的计算方法。
本章研究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。
本章习题内容主要涉及：流域产汇流计算基本资料的整理与分析；前期流域蓄水量及前期影响雨量的计算；降雨径流相关图法推求净雨；初损后损法计算地面净雨过程；流域汇流分析；单位线法推求流域出口洪水过程；瞬时单位线法推求流域出口洪水过程；综合单位线法计算流域出口洪水过程。
一、概念题（一）填空题1. 流域产汇流计算所需要的基本资料一般包括_____________,______________,_______________, 三大套资料。
2. 图1-7-1是一次实测洪水过程,ac为分割线,ad为水平线,请指出下列各面积的含义:abca代表_______________; acdefa代表__________________; abcdefa代表___________________。
图1-7-1 一次实测洪水过程3.常用的地面地下径流分割方法有_________________和_________________。
4.蒸发能力E m,它反映了_______________________________________等气象因素的作用。
5.蓄满产流是以________________________________为产流的控制条件。
6.按蓄满产流模式，当降雨使土壤未达到田间持水量时，降雨全部用以补充__________________。
7.按蓄满产流模式,当流域蓄满时,以后的降雨减去雨期蒸发后，剩余的雨水全部转化为__________。
工程水文学 4、产流及汇流计算
Q
R
t
图4－5 退水曲线 图4－6 次洪水过程线划分
t
实测流量过程示意图（曲线下方数字为洪号）
流域退水曲线用数学公式表示如下：
Q (t ) Q (0)e t / Kg Q (t t ) Q (0)e ( t t ) / Kg Q (t )e t / Kg t Kg InQ(t ) InQ(t t )
P1 P2 ... Pn 1 n P Pi n n i 1
式中：P — 流域平均降水量，mm; P1……Pn — 各雨量站同时期内的降水量，mm; n — 测站数。
泰森多边形法： 当流域内雨量站分布不太均匀时， 假定流域各处的降水量由距离最近的雨量站代表。设P1 ，P2，……，Pn为各站雨量，f1, f2,……, fn为各站所 在的部分面积，F为流域面积，则流域平均降水量P可由 下式计算：
n P f P f ... P f fi 1 1 2 2 n n P Pi F F i 1
式中fi / F表示第i雨量站所代表面积占整个流域面 积的份额，通常称为权重。求得的流域平均雨深又称为 加权平均雨深。
某一流域
n个雨量站 P1, P 2, … P
n
要求划分各雨量站权重面积
（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
90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
工程水文学(第七章流域产汇流计算)
C
I
A E F G
C’ D D’
深层地下径流（基流） 深层地下径流（基流） t(h)
C′D′D的面积与AEF大约相等， C′D′D的面积与AEF大约相等，ABCDFA≈ABCC′D′FEA 的面积与AEF大约相等
@COPY RIGHT 扬大陈平
2、 水源的划分——斜线分割法 水源的划分——斜线分割法
Pa,t
Q Pa = 0时，Et = 0；Pa = I m时，Et = E m
故 又
Pa ,t EtPa ,t +1 = (1 − k ) Pa ,t
Em K = 1− Im
求得： 求得： （3）Pa计算示意 ） 计算示意
@COPY RIGHT 扬大陈平
1
。。。
2
。。。
3
。。。 。。。 。。。 。。。 。。。
。。。
。。。
@COPY RIGHT 扬大陈平
等流时线法汇流计算算例： 等流时线法汇流计算算例：
地面净雨 等流面积 时间 （mm） （km2） ） 部分径流（ 部分径流（m3/s） ） 总径流 （m3/s） ）
h1=5
0 2.3 4.6 2.3 0
土壤 包气带
缺水量 前期影响雨量
Pa
Im
数学模型： 数学模型：R=P-（Im-Pa） （ ）
@COPY RIGHT 扬大陈平
在干旱半干旱地区，地下水埋藏很深， 在干旱半干旱地区，地下水埋藏很深，流域的包 气带很厚，缺水量大。不可能蓄满。 气带很厚，缺水量大。不可能蓄满。 2、超渗产流：只有当降雨强度大于下渗强度时才产 、超渗产流： 生地面径流，这种产流方式称为超渗产流 称为超渗产流。 生地面径流，这种产流方式称为超渗产流。
单位线时段转换
第四节 瞬时单位线的汇流计算1945年，..C O 克拉克（..C O Clark ）提出瞬时单位线的概念之后，1957年..J E 纳西（..J E Nash ）进一步推导出瞬时单位线的数学方程，用矩法确定其中的参数，并提出时段转换等一整套方法，从而发展了..L K 谢尔曼（..L K Serman ）提出的单位线法。
目前..J E Nash 瞬时单位线法在我国已得到比较广泛的运用。
所谓瞬时单位线就是指无穷小时段内流域上均匀的单位净雨所形成的地面径流过程线。
可用数学式表示，瞬时单位线的纵标值通常以(0,)u t 表示。
一、瞬时单位线的原理1、IUH 概念流域上输入一个单位净雨后，在流域出口的出流过程就是IUH ，前述UH 法中入流时段0t D ?的UH 就是IUH 。
由此可见，IUH 与UH 一样，同样是流域汇流曲线和线性时不变系统。
用IUH 来计算出流也符合径流成因公式。
00()()()()()ttA t A Q t i d i t d t t t t t t tt??==-抖蝌()A t t¶¶：流域汇流曲线，或流域瞬时单位线，令()()A t u t t ¶=¶，则上式可写成更紧凑的型式： 0()()()tQ t u t i d t t =ò2、瞬时入流与出流过程IUH 的瞬时入流，取为脉冲函数()t d ，它具有下列特性：01()0t d e e e e 骣£÷ç÷ç÷ç÷ç÷ç=?÷ç÷ç÷÷ç÷ç÷ç桫t 0 0<t < 0 t > ()1t dt d +?-?=ò 脉冲函数()t d 在瞬间具有最大值，且为1个单位，在其它时间均为0。