工程水文学第四章知识题含答案解析
工程水文学第四章 水文统计基本方法
反应系列 总水平
定义模比系数： 则：
Ki
xi x
1
1 n
n i 1
Ki
K1 K2 Kn n
⒉ 均方差σ、变差系数Cv：
反映系列中各变量值集中或离散的程度
n
(xi x)2
i1
n
Cv
n
(Ki 1)2
i 1
n
例4-2： 5， 10， 15 x=10 σ=4.08 995，1000，1005 x=1000 σ=4.08
Cv=0.48 Cv=0.0048
⒊偏态系数（Cs）: 反映系列在均值两边对称程度
n
( Ki 1)3
Cs i1 nCv3
正态曲线或正态分布： 密度函数：
密度曲线：
例4-3：计算系列的统计参数均值、变差系数、 偏态系数。
样本 1 2 3 4 5
系列 300 200 185 165 150
例如:
T 1 1 P
当某一洪水的频率为P=1%时，则T=100年，称此洪
水为百年一遇洪水，表示大于等于这样的洪水平均100
年会遇到一次。
对于p=80%的枯水流量，则 T=5 年，称作以五年一
遇枯水流量作为设计来水的标准。表示小于等于这样的
流量平均5年会遇到一次。说明具有80%的可靠程度。
第五节 P—Ⅲ型分布参数估计
经验频率 （5） 9.1 18.2 27.3 36.4 45.5 54.5 63.6 72.7 81.8 90.9
某枢纽年最大洪峰流量经验频率曲线
二、理论频率曲线： 1、皮尔逊Ⅲ型分布曲线（ P-Ⅲ)
一端有限，一端无限 的不对称单峰曲线
形状、尺度和 位置参数
可以推证：
4 CS2
工程水文学-第四章
Pi f i
i 1
n
–条件：当流域地形变化较大，而雨量站分布较密， 能结合地形变化绘制等雨量线时。
– 该方法能考虑流域地形的变化绘制等雨量线，比 较好地反映了降雨在流域上的变化，精度较高。 – 但是绘制等雨量线需要较多站点的资料，且每次 都要重绘，工作量大。
12
等雨量线法
当流域内雨量站分布较密时，可根据各雨量站同时 段观测的雨量绘制等雨量线图，然后用等雨量线图 推算流域平均降雨量。
– 流域平均降雨量 – 时~面~深关系曲线
– 点~面关系曲线
9
流域平均降雨量的计算
算术平均法
– 当流域内雨量站分布较均匀、地形起伏不大时， 可根据各站同时段观测的降雨量用算术平均法 推求。 – 公式
P1 P2 ... Pn 1 n P Pi n n i 1
10
平均降雨量的计算
再分配作用的前提
– 包气带中土壤为有孔介质，具有吸收、储存和输 送水分的功能，使得包气带对降雨起着调节和再 分配作用。这种作用与土壤性质、水分带的分布 特性、水分的变换及变化状况有密切关系。
再分配作用表现在两方面
– 包气带地面对降雨的再分配作用 – 包气带土层对下渗水量的再分配作用
– 指流域蓄水量的消退过程线。
用途
– 其一为分割流量过程线；其二为划分不同水源。
特点
– 一般来说某一流域的地下径流退水过程比较稳定。
作法
– 可以通过多次实测洪水过程的退水部分，绘在透明 纸上，然后沿时间轴平移，使它们尾部重合，最后 作光滑的下包线，就是流域地下水退水曲线。
25
退水曲线公式
4
径流形成的定性分析
5
分析内容
工程水文学水文第四章统计3
二、优化适线法
优化适线是在一定的适线原则下，求解与经 验点据拟合最优的频率曲线的参数的方法
优化适线拟合最优的准则： （一）、离差平方和最小准则
离差平方和最小
n
2
SL ( ) = xi − f (Pi; ) i = 1,2,.....n
绝对值和最小准则的基本假定是，绝对值误差不随系列而变， 也迁就了大洪水，但其影响不及上法。
相对离差平方和最小准则的基本假定是系列相对误差不变。 这个假定较前两假定更符合实际资料条件。可获得较好的精度。
第六节 相关分析
一、相关分析的概念 前面分析的只是一种随机变量的变化规律。自然界中常遇到
两种或两种以上的随机变量，这些变量之间存在一定的联系。 相关分析：研究两个或两个以上随机变量之间的关系
4、由 X P = X (1+ CV )
计算不同的P 对应的 X P
值
5、点绘 (P , X P )
点据，分析人员凭经验判断调整 参数，看与经验点据配合的情况
若不理想，则修改参数再次计算。
由于频率曲线含有三个参数，无法同时判断哪种组合最优 修改参数时，先考虑改变 CS
其次考虑改变 CV 必要时调整 X
研究2个变量的相关关系，称为简相关，在水文中常见 研究3个或3个以上变量的相关关系------复相关
按相关图形可分为： 直线相关
非直线相关
3．相关分析的内容 （1）判断变量之间是否存在相关 （2）确定相关关系的数学形式和相关的 密切程度 （3）插补延长倚变量，并作误差分析。
二、简单直线相关 1、相关图解法
建立回归方程 第一步：确定线型——直线，
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。
本书分为题库、题解和考研试题三大部分，题库中的题目覆盖了水文循环与径流形成、水文信息采集与处理、水文统计、年径流及年输沙量分析与计算、由流量资料推求设计洪水、由暴雨资料推求设计洪水、流域产汇流计算、水文预报等工程水文学的基本内容。
工程水文学 第四章水文统计基本知识
f(x)()(xa0)e(xa0) （密度分布图）
其中：
4 ； 2 ；
Cs
XCsCv
a0
X(1 2Cv Cs
)
三个参数： X，Cs，Cv
分布函数：
F(Xxp) xp f(x)dx
x p X X (C v 1 ) K pX
查值表K； p值表
如何求 X，Cs，Cv 在以后介绍
@COPY RIGHT 扬大陈平
600 500 400 300 200
0.01
1
10
50
图XX XXX站年雨量频率曲线
90 99.9%
@COPY RIGHT 扬大陈平
四、三参数对曲线的影响规律
前面配线时，如果配合不好，则改变参数，继 续求Xp值，第二次配线。
参数有3个，改变哪一个呢？无从下手。 这就需要弄清3参数对曲线的影响规律。
第四节 统计参数估计
一、样本与总体 1.总体：随机变量所有可能取值的全体。 水文总体往往是无限的。 2.样本：从总体中任意抽取的一部分。 3.样本容量：样本中包含的项数。n 4.总体与样本的关系：样本来自总体； 样本的分布基本上反映总体的分布规律。 水文的总体是无限的，所以采用样本来估计总 体；样本（实测资料）的分布反映总体分布规律。
@COPY RIGHT 扬大陈平
二、样本统计参数的估算
1.矩法估计
X 1 n
X
；
i
(Xi X)2
n
离差系数：
Cv
X
； 偏态系数：
Cs
(Ki 1)3 (n3)Cv3
2.无偏估计
X
1 n
Xi
1
CvX
(XiX)2 (ki1)2
工程水文学_第四章
第四章 流域产汇流计算
二. 流域产汇流计算基本流程和思路 产流与汇流之间的联系可简明地表示成图4.1所示的流程图。
图4.1
基本思路:先从实际降雨径流资料出发，分析产流或汇流的规律；然后， 用于设计条件时，则可由设计暴雨推求设计洪水，用于预报时，则由实际 暴雨预报洪水。
降降雨雨PP((tt)) 蒸蒸发发EE((tt))
产流计算
数量上相等
净雨R(t)
汇流计算
流域出口断面 径流过程Q(t)
第四章 流域产汇流计算
一. 流域产汇流计算基本内容 由流域降雨推求流域出口的河川径流，大体上分为
两个步骤： ①产流计算：降雨扣除截留、填洼、下渗、蒸发等损
失之后，转化为净雨的计算称为产流计算。 ②汇流计算：净雨沿着坡度汇入地面和地下河网，并
第一节 降雨径流要素的分析计算
2、降雨深—面积关系
降雨深—面积关系曲线，是反映同一场降雨过程中，降 雨深与面积之间对应关系的曲线，一般规律是面积越大， 降雨深越小。
3、降雨深与面积和历时关系曲线
一般规律是：面积一定时，历时 越长平均雨深越大；历时一定时，则 面积越大，平均雨深越小。
面积
雨深—面积—历时示意图
包气带含水量达到田间持水量时的蓄水容量称该包气带 的最大蓄水容量，记为W'm,包气带含水量达到田间持水 量时,习惯上称为“蓄满”。当包气带未蓄满时，下渗水 量将滞留在土壤中；当蓄满后，再渗入的水量在重力作用 下产生壤中流RG1和浅层地下径流RG2。
综上所述，在包气带的调节、分配作用下，降雨有两种 产流方式：包气带未蓄满产流方式和包气带蓄满产流方式， 包气带未蓄满产流方式称为超渗产流方式。
工程水文学课后复习思考题参考答案
工程水文学课后复习思考题及答案第一章绪论1、什么是水资源？怎样理解水资源并非是取之不尽，用之不竭的？水资源是指地球上可供人类利用的淡水。
与煤、石油等矿产资源不同，水资源的数量具有可更新补充的特点，但随着城市和农业的发展，人口和用水量的急剧增长，人类对水资源需求量日益增长，而可利用的水资源是有限的，可更新补充的水资源并非取之不尽、用之不竭的，必须十分重视，珍惜利用。
2、中国的水资源有哪些特点？中国的水资源总量不算少，但人均水量低；地区上分布极不均匀；与耕地、人口分布不相匹配；年内、年际变化大。
3、实施水资源可持续利用发展战略有何意义？在水资源开发利用中，应当使预期得到的社会效益和环境效益，亦即正面效益与因开发利用所导致的不利于环境的副作用，亦即负面效益相平衡，并力求前者稍大于后者以利人类社会的不断完善和进步。
4、水资源与水文学有何关系？水文学是研究地球水圈的存在与运动的科学。
主要研究地球上水的形成、循环、时空分布、化学和物理性质以及水与环境的相互关系，为人类防治水旱灾害、合理开发利用和保护水资源、不断改善人类生存和发展的环境条件提供科学依据。
5、水文分析计算在水利工程建设和管理中的作用是什么？规划设计阶段水文学计算的主要任务是确定工程规模；施工阶段要修建一些临时性建筑，也需要进行水文计算；运用管理阶段，需知道未来一定时期的来水情况，据此编制水量调度方案。
6、水文分析计算经常采用哪些研究方法？根据是什么？成因分析法、数理统计法、地理综合法。
第二章水循环与径流形成1、何谓自然界的水循环？产生水循环的原因是什么？水圈中各种水体通过蒸发、水汽输送、凝结、降水、下渗、地面和地下径流的往复循环过程成为水循环，海陆间的水循环成为大循环，局部的水循环成为小循环。
产生水循环的内因是水在通常环境下气、液、固易于转化；外因是太阳辐射和重力作用。
2、何谓水量平衡原理？水量平衡方程中经常考虑的因素有哪些？根据物质不灭定律可知，在水循环过程中，对于任一区域，在任一时段内，进入的水量与输出的水量之差额必等于其蓄水量的变量，这就是水量平衡原理。
工程水文学题库及题解答案部分
5.[d] 11.[d] 17.[c] 23.[a] 29.[a] 35.[d] 41.[d] 47.[a] 53.[b] 59.[b] 65.[b] 71.[d]
6.[d] 12.[c] 18.[b] 24.[b]
30.[c] 36.[d] 42.[c] 48.[c] 54.[c] 60.[d] 66.[a]
32.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。 33.答：水面蒸发强度完全受控于当时当地的气象条件，如温度、风、湿度等；土壤蒸发强度除了受 气象因素影响外，还受土壤含水量的重要影响，如土壤含水量大于田间持水量时，土壤蒸发基本受控于 气象条件，蒸发按蒸发能力进行；土壤含水量减小到田间持水量以后，土壤蒸发基本上与土壤含水量、 土壤蒸发能力成正比。 34.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。 35.答：某闭合流域的年水量平衡方程式为：
268640036510001000150068第四章水文统计一概念题一填空题1事物在发展变化中必然会出现的现象2事物在发展变化中可能出现也可能不出现的现象3某一事件在总体中的出现机会4某一事件在样本中的出现机会7正态分布正偏态分布负偏态分布8大于等于10均值x和均方差110112均值x离势系数c1410152016事件的平均重现间隔时间即平均间隔多少时间出现一次17大于等于这样的洪水在很长时期内平均一百年出现一次18小于等于这样的年径流量在很长时期内平均10年出现一次19洪水或暴雨超过和等于其设计值的出现机会供水或供电得到保证的程度20000121误差抽样误差22频率分布来估计总体的概率分布23从总体中随机抽取的样本与总体有差别所引起的误差24样本系列越长其平均抽样的误差就越小251在经验频率曲线上读取三点计算偏度系数s2由s查有关表格计算参数值26偏态系数c6927皮尔逊型分布28变缓29中部上抬两端下降30下降31认为样本的经验分布与其总体分布相一致32完全相关零相关统计相关33完全相关零相关统计相关34插补延长系列35残余误差平方和即最小36将曲线回归转换成线性回归37两变量在物理成因上确有联系38倚变量与自变量之间的相关密切程度39x四问答题1答
工程水文学_第四章
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
Q(m3/s)
前期 洪水 未退 完的 部分
A E
G
B
本次降雨形成径流（基流）
t(h)
第一节 降雨径流要素的分析计算
（一）次洪水过程分割 次洪水过程分割的目的是把几次暴雨所形成的， 混在一起的径流过程线独立分割出来。 此类分割常用退水曲线进行。
②降雨量累积曲线
该曲线上任意一点的坡度即 是该时刻的瞬间雨强，而某一时 段的平均坡度就是该时段内的平 均雨强。
③ 降水强度~历时曲线： (Rainfall intensity-duration curve)
降雨强度过程线
时间（h）
说明： 根据一 场降雨过程的记 录统计其不同历 时内最大平均降 雨强度，以其为 纵坐标，以历时 为横坐标，由大 至小绘成的变化 曲线。它的变化 规律是雨强与历 时长短成反比。
第四章 流域产汇流计算
二. 流域产汇流计算基本流程和思路 产流与汇流之间的联系可简明地表示成图4.1所示的流程图。
图4.1
基本思路:先从实际降雨径流资料出发，分析产流或汇流的规律；然后， 用于设计条件时，则可由设计暴雨推求设计洪水，用于预报时，则由实 际暴雨预报洪水。
第一节 降雨径流要素的分析计算
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。
工程水文学第四章-6
• 内容提要
瞬时单位线属于一种概念性模型，它是 1957 由 J.E.Nash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。 1.瞬时单位线法的基本概念； 2.由瞬时单位线转换为时段单位线； 3.瞬时单位线参数n、K的计算。
t mQm n 1 (n 1) t m ,计 Q m ,计
2
t m n 1 K K t m ,计 n 1
式中，n’、K’为调整后的n、K值： Qm 、Qm,计分别为实测 的和还原的地面径流洪峰值 (m3/s)；tm、tm,计分别为实测的 和还原的洪峰出现时间（h）。
u()1/dt)
u(0,t)
1.0
t(h)
瞬时单位线示意图
§4.7.1 瞬时单位线的基本概念
•J.E.Nash 设 想 流 域 的汇流作用可由串 联的n个相同的线 性水库的调蓄作用 来代替，如图所示。 流域出口断面的流 量过程是流域净雨 经过这些水库调蓄 后的出流。
§4.7.1 瞬时单位线的基本概念
§4.7.5 瞬时单位线转化为单位线的计算步骤
• ⑴计算流域出口的地面径流过程及流域的地面净雨过程 • ⑵用矩法计算参数n、K 由求出的地面径流过程和地面净雨过程，按（ 4-58 ） ~ （4-61）计算它们的一阶及二阶原点矩，进而按（4-56） （4-57）按计算K、n。 • ⑶计算S曲线及时段单位线 将时间t除以K，得t/K。然后由n和t/K查S曲线表，得S(t)； 将它错后Δt ，得S(t-Δt) ；将S(t)、S(t-Δt)相减，得无因次 时段单位线 u(Δt,t) ；根据式（ 4-55 ）可计算得 Δt 为时段间 隔的单位线。 • ⑷瞬时单位线的检验 利用矩法求得的参数 n 、 K 和时段单位线，对历史洪水 做还原计算，若还原的精度不能令人满意，则需要对n、K 进行调整，直到满足精度要求。
工程水文学第四章-2,3
I=E+(W’e-W’0)
8
§4.3.2 基本产流形式
根据包气带对降雨的再分配作用，有哪几种 产流形式 自然界有两种基本产流形式： 蓄满产流和超渗产流。
9
§4.3.2 基本产流形式
1. 超渗产流
雨末包气带未达到田间持水量，仅当降雨强度大于下渗 能力才产生地面径流的产流形式。根据水量平衡方程:
P3 P2
P3 , P4 , 则 在 Pa=58mm
的相关线（红线）上 相应的 R1 ， R2 ， R3 ， R4 就 是这 4 个时段 的径
R1 R2 R3 R4
P1
取得1，2，3，4 等点，
R(mm)
流量。
29
利用Pe～Pa～R 相关图查算时段径流量
§4.4 产流计算-§4.4.1 降雨径流相关法
4
§4.3 流域产流分析
2. 影响产流的主要因素
1）气象因素： 降雨 P 降雨强度、历时和分布：直接影响产流。 蒸发 E 雨间蒸发：有效雨量减少； 雨后蒸发：将影响到流域土壤蓄水量消退的快慢。 2）下垫面因素 流域土壤的性质和结构 植被率 坑洼状况 地下水埋深等
5
4.3.1 包气带对水分的再分配作用
大，不易蓄满
地面径流 雨期下渗水量 与降雨强度关系密切
13
损失量
产流与降雨特征的关系
W’m -W’0
与降雨量关系密切
§4.3.2 基本产流形式
• 判断：哪个站是蓄满产流，哪个站是超渗产流？
14
§4.3.3 产流面积的变化
• 在降雨过程中，流域上产生径流的区域称为产流 区，其面积称为产流面积。
单点产流
• 将全流域各点的W’m从小到大排序，计算小于和等于某一值 各点的面积之和FR占全流域面积的比重(α=FR/F)，即可绘出 关系曲线。
工程水文学第四章知识题含答案解析
第四章习题【思考题】1、选择题水文现象是一种自然现象，它具有[D_]。
a、不可能性；b、偶然性；c、必然性；d、既具有必然性，也具有偶然性。
水文统计的任务是研究和分析水文随机现象的[C]。
a、必然变化特性；b、自然变化特性；c、统计变化特性；d、可能变化特性。
2、是非题由随机现象的一部分试验资料去研究总体现象的数字特征和规律的学科称为概率论？（×）偶然现象是指事物在发展、变化中可能出现也可能不出现的现象？（√）3、简答题什么是偶然现象？有何特点？何谓水文统计？它在工程水文中一般解决什么问题？1、选择题一棵骰子投掷一次，出现4点或5点的概率为[A]。
a、；b、；c、；d、一棵骰子投掷8次，2点出现3次，其概率为[C]。
a、；b、；c、；d、2、是非题在每次试验中一定会出现的事件叫做随机事件？（×）随机事件的概率介于0与1之间？（√）3、简答题概率和频率有什么区别和联系？两个事件之间存在什么关系？相应出现的概率为多少？1、选择题一阶原点矩就是[A]。
a、算术平均数；b、均方差c、变差系数；d、偏态系数偏态系数Cs﹥0，说明随机变量x[B]。
a、出现大于均值的机会比出现小于均值的机会多；b、出现大于均值的机会比出现小于均值的机会少；c、出现大于均值的机会和出现小于均值的机会相等；d、出现小于均值的机会为0。
水文现象中，大洪水出现机会比中、小洪水出现机会小，其频率密度曲线为[C]。
a、负偏；b、对称；c、正偏；d、双曲函数曲线。
2、是非题x、y两个系列的均值相同，它们的均方差分别为σx、σy，已知σx＞σy，说明x系列较y系列的离散程度大。
【答案】Y统计参数Cs是表示系列离散程度的一个物理量。
【答案】N3、简答题分布函数与密度函数有什么区别和联系？不及制累积概率与超过制累积概率有什么区别和联系？什么叫总体？什么叫样本？为什么能用样本的频率分布推估总体的概率分布？统计参数、σ、Cv、Cs的含义如何？【思考题】1、选择题在水文频率计算中，我国一般选配皮尔逊III型曲线，这是因为[D]。
工程水文学第四章
工程水文学第四章：水文资料的收集与处理1. 简介水文学是研究水文过程，利用运筹学和水利工程技术等学科工具，解决水资源合理利用的科学。
整体来看，水文学的关键是数据，所以收集及处理水文资料的质量将直接影响到分析与预测的结果。
该文档将对水文资料的收集与处理方法进行介绍。
2. 水文资料收集水文资料的收集是水文学研究的基础，主要包括历史资料的搜集和现代仪器的观测数据的收集。
2.1 历史资料的收集历史资料的收集主要是指古代和现代气象、地质、水文序列资料的分析、提取和整理。
古代气象、地质和水文序列资料的收集往往需要查阅历史文献，了解古人的实地经验和观察，这些都是得出长时间序列数据的可靠依据。
2.2 现代仪器资料的收集现代仪器资料是指气象、水文、水文生态等要素的现场观测数据。
如国内观测水污染的数万个断面，其中大部分都配备有水文仪器。
我们只要选取合适的仪器，采集计算机数据，就能够得到大量的准确数据。
3. 水文资料处理水文资料处理主要是获取最终的现象、输入和系统响应，通常可以分为以下几个步骤。
3.1 数据的预处理预处理阶段是数据处理中的一个重要环节，针对数据的不同特点和要求，进行归一化处理、数据偏差修正、数据降噪等处理工作。
这个阶段的核心是确定数据处理的目的，选择合适的数据预处理方法。
3.2 数据的分析数据分析是要对已经处理好的数据进行分析，找到数据中有用的信息，从而发现数据的规律和趋势。
数据分析的主要方法有统计分析、时间序列分析、频谱分析和空间分析。
3.3 模型的建立根据所分析的数据特点和趋势，可以建立相应的模型。
这个阶段的任务是将已经分析好的数据和理论知识深入结合起来，以找到合理的模型形式，达到模型的科学性和合理性。
3.4 模型的求解解决模型即是指在模型中提取系统的参数，确定参数的值。
根据不同的求解方法，我们可以选择确定性的方法和随机的方法，它们的选择必须根据我们的输入与系统响应两者之间的关系来决定。
3.5 模型的验证模型的验证主要是指将已经得出的模型应用于不同的数据情况中，检验模型的预测能力。
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 第四章的 蓄满产流计算
主要讲授内容
一、蓄满产流基本概念 二、蓄满产流模型构建 三、蓄满产流应用
本堂课重点与难点：
主要解决的问题：
？？
产流量计算模块：Pt , Ept ,W0 Rt
蓄满产流模型
RS
分水源计算模块：RRGS
RI RG
一、基本概念（是什么？）
概念的提出—实地实验： 在湿润地区用 R f (P,W ) 相关图进行降雨产流 量计算。
a
未知？
1
二、模型构建（如何概化？）
1 (1 WM ' )b
WM '
WMM
dPE dR
dW
a
0 0
W 1
a
W (1 )dWM '
0
已知
1
a WMM[1 (1
W
1
)1b ]
WM
二、模型构建（如何概化？）
降雨产流量的计算：
WM ' WMM
1）当 a PE WMM,
R aPE dWM '
值越小表示越均匀，越大表示越不均匀。
WM WMM (1 )dWM ' 0 可由降雨径流资料推求
WMM WM (1 b)
常参数
二、模型构建（如何概化？）
（2）降雨产流量的计算
蓄满产流计算示意图：
1 (1 WM ' )b
WM '
WMM
dPE dR
a
0 0
dW
W 1
adPE
dR dWM '
PE
0 10 20 30 40 。。。
W
R
适用区域
三、应用（怎样用？）
湿润地区流域参数值为： WM 120mm,WUM 15mm,
工程水文学第四章习题含答案
工程水文学第四章习题含答案1、选择题一棵骰子投掷一次，出现4点或5点的概率为[A]。
a、；b、；c、；d、一棵骰子投掷8次，2点出现3次，其概率为[C]。
a、；b、；c、；d、2、是非题在每次试验中一定会出现的事件叫做随机事件？（×）随机事件的概率介于0与1之间？（√）3、简答题概率和频率有什么区别和联系？两个事件之间存在什么关系？相应出现的概率为多少？1、选择题一阶原点矩就是[A]。
a、算术平均数；b、均方差c、变差系数；d、偏态系数偏态系数Cs﹥0，说明随机变量x[B]。
a、出现大于均值的机会比出现小于均值的机会多；b、出现大于均值的机会比出现小于均值的机会少；c、出现大于均值的机会和出现小于均值的机会相等；d、出现小于均值的机会为0。
水文现象中，大洪水出现机会比中、小洪水出现机会小，其频率密度曲线为[C]。
a、负偏；b、对称；c、正偏；d、双曲函数曲线。
2、是非题x、y两个系列的均值相同，它们的均方差分别为σx、σy，已知σx＞σy，说明x系列较y系列的离散程度大。
【答案】Y统计参数Cs是表示系列离散程度的一个物理量。
【答案】N3、简答题分布函数与密度函数有什么区别和联系？不及制累积概率与超过制累积概率有什么区别和联系？什么叫总体？什么叫样本？为什么能用样本的频率分布推估总体的概率分布？统计参数、σ、Cv、Cs的含义如何？【思考题】1、选择题在水文频率计算中，我国一般选配皮尔逊III 型曲线，这是因为[D]。
a、已从理论上证明它符合水文统计规律；b、已制成该线型的Φ值表供查用，使用方便；c、已制成该线型的k p值表供查用，使用方便；d、经验表明该线型能与我国大多数地区水文变量的频率分布配合良好。
百年一遇洪水，是指[B]。
a、大于等于这样的洪水每隔100年必然会出现一次；b、大于等于这样的洪水平均100年可能出现一次；c、小于等于这样的洪水正好每隔100年出现一次；d、小于等于这样的洪水平均100年可能出现一次；正态频率曲线绘在频率格纸上为一条[A]。
工程水文学第四章题目
第三章水文信息采集与处理1、日雨量是将至的降水量作为本日的降水量。
日蒸发量是以作为分界，将至的蒸发水深，作为本日的水面蒸发量。
13．我国现在统一规定的水准基面为。
18. 计算日平均流量的日分界是从_ _时至时。
19．由各次观测或从自记水位资料上摘录的瞬时水位值计算日平均水位的方法有和两种。
21．流量测量工作实质上是由和两部分工作组成。
26．用流速仪施测某点的流速,实际上是测出流速仪在该点的。
27．为了消除水流脉动的影响，用流速仪测速的历时一般不应少于。
42．水位流量关系可分为和两类，同一水位只有一个相应流量，其关系呈单一的曲线，这时的水位流量关系称为，同一水位不同时期断面通过的流量不是一个定值，点绘出的水位流量关系曲线，其点据分布比较散乱，这时的水位流量关系称为。
43．一般说来，天然河道的水位流量关系是不稳定的，其影响的主要因素、、、、等。
4.目前全国水位统一采用的基准面是( )A.大沽基面B.吴淞基面C.珠江基面D.黄海基面6.当一日内水位变化不大时，计算日平均水位应采用( )A.加权平均B.几何平均法C.算术平均法D.面积包围法7.当一日内水位较大时，由水位查水位流量关系曲线以推求日平均流量，其水位是用( )A.算术平均法计算的日平均水位B.12时的水位C.面积包围法计算的日平均水位D.日最高水位与最低水位的平均值8.我国计算日平均水位的日分界是从( )时至( ) 时。
A.0~24B.08~08C.12~12D.20~209.我国计算日降水量的日分界是从( )时至( ) 时。
A.0~24B.08~08C.12~12D.20~2011.水文测验中断面流量的确定，关键是( )A.施测过水断面B.测流期间水位的观测C.计算垂线平均流速D.测点流速的施测12.用流速仪施测点流速时，每次要求施测的时间( )A.越短越好B.越长越好C.大约100sD.不受限制13.一条垂线上测三点流速计算垂线平均流速时，应从河底开始分别施测（）处的流速。
工程水文学课后题4-3-4
工程水文学课后题4-3-4
工程水文学第三次作业
4-3解：
（1）1.根据式（4-43），推出分析单位线q′（单位线纵坐标值）。
法求出的单位线往往会呈现锯齿状，甚至出现负值，需作光滑修正，但应保持单位线的径流深为10mm，按（式4-45）得
修正后单位线见最后一栏.
洪水单位线如下图所示：
（2）3h单位线转换为6h单位线
单位线的时段转换计算
3. 根据单位线的倍比假定:
第一时段净雨m m 3.15h 1=是单位净雨的1.53倍，所形成的部分径流）（t q 53.1'
1=Q ，见表第4栏。
第二时段净雨h 2 = 21.8mm 所形成部分径流晚一个时段，）（t q 18.2)t t ('
2=?+Q ，见表第5栏.
第三时段净雨mm 0h 3=所形成部分径流晚2个时段，0)t 2t (' 3=?+Q ，见表第6栏。
第四时段净雨m m 42.0h 4=所形成部分径流晚3个时段，)(*42.0)t 3t ('3t q Q =?+，见表第7栏。
按单位线的叠加假定，计算得出口断面流量过程=)t (Q ）（t '
1Q +）
（t Q '
2+)('
3t Q +)('
4t Q ，见表第8栏。
表单位线法推求流计算表（F=8812 km ）。
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* *第四章习题【思考题】1、选择题水文现象是一种自然现象，它具有[D_] 。
a、不可能性；b、偶然性；c、必然性；d、既具有必然性，也具有偶然性。
水文统计的任务是研究和分析水文随机现象的[C] 。
a、必然变化特性；b、自然变化特性；c、统计变化特性；d、可能变化特性。
2 、是非题由随机现象的一部分试验资料去研究总体现象的数字特征和规律的学科称为概率论？(x)偶然现象是指事物在发展、变化中可能出现也可能不出现的现象？(V)3 、简答题什么是偶然现象？有何特点？何谓水文统计？它在工程水文中一般解决什么问题？1、选择题一棵骰子投掷一次，出现4点或5点的概率为［A］。
1 丄1 1a、」；b、^ ；c、」；d、一棵骰子投掷8次，2点出现3次，其概率为［C］。
I 1 孑丄a、-' ；b、■-' ;c、・-'；d、'■2、是非题在每次试验中一定会出现的事件叫做随机事件？（X）随机事件的概率介于0与1之间？（V）3、简答题概率和频率有什么区别和联系？两个事件之间存在什么关系？相应出现的概率为多少?1、选择题—阶原点矩就是［A］。
a、算术平均数；b、均方差c、变差系数；d、偏态系数偏态系数Cs > 0 ,说明随机变量x［B］。
a、出现大于均值的机会比出现小于均值的机会多；b、出现大于均值的机会比出现小于均值的机会少；c、出现大于均值的机会和出现小于均值的机会相等；d、出现小于均值的机会为0。
水文现象中，大洪水出现机会比中、小洪水出现机会小，其频率密度曲线为［C］。
a、负偏；b、对称；c、正偏；d、双曲函数曲线。
2、是非题x、y两个系列的均值相同，它们的均方差分别为c x、c y，已知c x >c y，说明x系列较y系列的离散程度大。
【答案】Y统计参数Cs是表示系列离散程度的一个物理量。
［答案］N3、简答题分布函数与密度函数有什么区别和联系？不及制累积概率与超过制累积概率有什么区别和联系？* *什么叫总体？什么叫样本？为什么能用样本的频率分布推估总体的概率分布?统计参数、b、Cv、Cs的含义如何?* *【思考题】1、选择题在水文频率计算中，我国一般选配皮尔逊III 型曲线，这是因为[D] 。
a、已从理论上证明它符合水文统计规律；b、已制成该线型的①值表供查用，使用方便；c、已制成该线型的k p值表供查用，使用方便；d、经验表明该线型能与我国大多数地区水文变量的频率分布配合良好。
百年一遇洪水，是指[B] 。
a、大于等于这样的洪水每隔100年必然会出现一次；b、大于等于这样的洪水平均100年可能出现一次；c、小于等于这样的洪水正好每隔100年出现一次；d、小于等于这样的洪水平均100年可能出现一次；正态频率曲线绘在频率格纸上为一条[A] 。
a、直线；b、S型曲线；c、对称的铃型曲线；d、不对称的铃型曲线。
如图4-1-4 ，为两条皮尔逊III 型频率密度曲线，它们的Cs[B] 。
a、Cs1 < 0, Cs2 > 0 ；b、Cs1 > 0 , Cs2 < 0 ；c、Cs1 = 0, Cs2 = 0 ；d、Cs1 = 0, Cs2 > 0。
* *fW图4-卜5槪率密虞曲线如图4-1-5，为不同的三条概率密度曲线，由图可知[D_]。
a、Cs1 > 0, Cs2 v 0, Cs3=0 ; b 、Cs1 v 0, Cs2 > 0, Cs3=0 ; c 、Cs1=0 , Cs2 > 0, Cs3 v 0 ； d 、Cs1 > 0, Cs2=0 ,Cs3 v 0 ；2、是非题我国在水文频率分析中选用皮尔逊III 型曲线，是因为已经从理论上证明皮尔逊线符合水文系列的概率分布规律。
（N ） 正态频率曲线在普通格纸上是一条直线。
（ N ）04-1-4皮尔逊口理频率密度曲线f(x)III 型曲* *皮尔逊III 型频率曲线在频率格纸上是一条规则的S 型曲线。
（N）在频率曲线上，频率P 愈大，相应的设计值x p 就愈小。
（Y）3、简答题皮尔逊III 型概率密度曲线的特点是什么？何谓离均系数①？如何利用皮尔逊III型频率曲线的离均系数①值表绘制频率曲线？何谓经验频率？经验频率曲线如何绘制？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？* *【思考题】1、选择题无偏估值是指[B] 。
a、由样本计算的统计参数正好等于总体的同名参数值；b 、无穷多个同容量样本参数的数学期望值等于总体的同名参数值；c、抽样误差比较小的参数值；d 、长系列样本计算出来的统计参数值。
用样本的无偏估值公式计算统计参数时，则[B]。
a、计算出的统计参数就是相应总体的统计参数；b、计算出的统计参数近似等于相应总体的统计参数；c、计算出的统计参数与相应总体的统计参数无关；d 、以上三种说法都不对。
减少抽样误差的途径是[A] 。
a、增大样本容量；b、提高观测精度；c、改进测验仪器；d、提高资料的一致性。
2 、是非题改进水文测验仪器和测验方法，可以减小水文样本系列的抽样误差。
（X）由于矩法计算Cs 的公式复杂，所以在统计参数计算中不直接用矩法公式推求Cs 值。
（X）由于样本估算总体的参数，总是存在抽样误差，因而计算出的设计值也同样存在抽样误差。
（X）水文系列的总体是无限长的，它是客观存在的，但我们无法得到它。
(V)3、简答题什么叫无偏估计量？样本的无偏估计量是否就等于总体的同名参数值？为什么？简述三点法的具体作法与步骤？权函数法为什么能提高偏态系数Cs 的计算精度？何谓抽样误差？如何减小抽样误差？【思考题】1、选择题如图6-1-1，若两频率曲线的 壬、Cs 值分别相等，则二者 Cv[A]。
a 、Cv1 > Cv2 ;b 、Cv1 < Cv2 ;c 、Cv1 = Cv2 ;d 、Cv1 = 0 , Cv2 > 0。
图知弋凸值相比笹的两条频率曲线如图6-1-2，绘在频率格纸上的两条皮尔逊 III 型频率曲线，它们的、则二者的Cs[A]。
a 、Cs1 > Cs2 ;b 、Cs1 < Cs2;E 值相比较的两条频率曲线Cv 值分别相等,图6-1-1 011相比较的两杀频率曲线Gs 值相比较的两条频率曲线c 、Cs1 = Cs2 ;d 、Cs1 = 0 , Cs2 < 0。
皮尔逊III 型曲线，当Cs 丸 时，为一端有限，一端无限的偏态曲线，其变量的最小值 a0= ( 1-2Cv/Cs )；由此可知，水文系列的配线结果一般应有［D ］。
a 、Cs v 2Cv ;b 、Cs = 0;c 、Cs w 2Cv ;d 、Cs >2Cv 。
如图6-1-5，为以模比系数 k 绘制的皮尔逊III 型频率曲线，其 Cs 值［C ］。
a 、等于2Cv ; b 、小于2Cv ; c 、大于2Cv ; d 、等于0。
如图6-1-6，为皮尔逊III 型频率曲线，其 Cs 值［C ］。
a 、小于2Cv ; b 、大于2Cv ; c 、等于2Cv ; d 、等于0。
如图6-1-3 ,则二者的均值相比较[B]。
均值相比较的两条频率曲线图6-1-5均值相比较的两条频率曲线频率叫旳100皮尔逊⑴型频率曲线團S-1-6皮尔逊工巩型频率曲线u频率P舅）100皮尔逊m型频率曲线图e-1-e皮尔jaiiiss频率曲线用配线法进行频率计算时，判断配线是否良好所遵循的原则是[C]。
a、抽样误差最小的原则；b、统计参数误差最小的原则；c、理论频率曲线与经验频率点据配合最好的原则；d、设计值偏于安全的原则。
2、是非题水文频率计算中配线时，增大Cv可以使频率曲线变陡。
（V）给经验频率点据选配一条理论频率曲线，目的之一是便于频率曲线的外延。
（V）某水文变量频率曲线，当斤、Cs不变，增加Cv值时，则该线呈反时针方向转动。
（V ）某水文变量频率曲线，当、Cv不变，增大Cs值时，则该线两端上抬，中部下降。
（V）某水文变量频率曲线x〜p，当Cv、Cs不变，增加均值时，则x〜p线上抬。
（V）3、简答题在频率计算中，为什么要给经验频率曲线选配一条”理论"频率曲线？为什么在水文计算中广泛采用配线法？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?* * 统计参数、Cv、Cs 含义及其对频率曲线的影响如何？用配线法绘制频率曲线时，如何判断配线是否良好？【思考题】1、选择题y = J + r—1203、已知y倚x的回归方程为：，T，则x倚y的回归方程为［C］。
^ = 3^ + / —（7-^）s =y+r^-O-J）a、丁：b、丁c、d、1223、相关系数r的取值范围是［C］。
a、r > 0;b、r < 0;c、r=-1~1 ;d、r=0~1 。
1224、相关分析在水文分析计算中主要用于［D］。
a、推求设计值；b、推求频率曲线；c、计算相关系数；d、插补、延长水文系列。
2、是非题3201、相关系数是表示两变量相关程度的一个量，若r= —0 • 95，说明两变量没有关系。
（x）3203、相关系数也存在着抽样误差。
（V）3204、y倚x的回归方程与x倚y的回归方程，两者的回归系数总是相等的。
（X）3205、y倚x的回归方程与x倚y的回归方程，两者的相关系数总是相等的。
（V）3206、已知y倚x的回归方程为y=Ax+B ，则可直接导出x倚y的回归方程为1 B3207、相关系数反映的是相关变量之间的一种平均关系。
(V)* * 3、简答题4203 、何谓相关分析？如何分析两变量是否存在相关关系？4209 、怎样进行水文相关分析？它在水文上解决哪些问题？4213 、为什么相关系数能说明相关关系的密切程度？4216 、什么叫回归线的均方误？它与系列的均方差有何不同？4218 、什么是抽样误差？回归线的均方误是否为抽样误差？4215 、当y 倚x 为曲线相关时，如y=axb ，如何用实测资料确定参数a 和b ？。