河海大学811水文学原理2012年真题答案

1、答案：流域调蓄作用：在dt时段内进入流域的水量是净雨i（t）dt，而流出流域的水量的Q（t）dt，涨洪时由于i（t）dt＞Q（t）dt，时段内的流域蓄水量必将增加，反之落洪时＜Q（t）dt，时段内的流域蓄水量必将减少，这种在洪水形成过程中所呈现出的流域蓄水量增加和减少的现象称为流域调蓄作用。

原因：①降水并不是从一个地点注入流域的，在同一场降雨中，降雨注入点离出口有远近之分；

②由于流域各处水力条件（如糙率、坡度）不同，流域各处水滴的速度在流域上的分布是不均匀的

2、答案：毛管悬着水达到最大时的土壤含水量；它反映了在不受地下水影响条件下土壤在田间或自然状态下所能达到的最大含水量。

其蒸发因供水充分而持续稳定，达到蒸发能力；

其下渗因只受重力影响而趋于稳定，达到稳定下渗率；

其产流为蓄满产流模式，包气带饱和，降雨都会用于产流。

3、答案：土壤水相对于标准参照下的水所具有的特定势能。

纯水中土水势包括重力势和静水压力势。

饱和土壤的土水势由静水压力势和重力势构成：

φ=φp+φg

非饱和土壤的土水势由基质势和重力势构成：

φ=φm+φg

4、答案：分子力、毛管力和重力的作用。

渗润阶段：土壤含水量较少，分子力、毛管力和重力的作用，土壤吸收水分的能力特别强，下渗容量很大。由于分子力和毛管力随土壤含水量增加快速减小，下渗容量递减迅速。

渗漏阶段：土壤颗粒表面形成水膜，分子力趋于0，这时水主要受毛管力和重力的作用，下渗容量比深润阶段明显减小，而且由于毛管力随土壤含水量增加趋于减小阶段，下渗容量递减速度趋于缓慢

渗透阶段：土壤含水量达到田间持水量，分子力、毛管力不起作用

控制下渗仅为重力，与分子力、毛管力相比，重力只是一个小而稳定的力，此时下渗容量达到一个小而稳定极小值，即稳定下渗率。

5、答案：①降雨空间分布不均，由于太阳能在地球上分布不均，而且时间也有变化，导致降雨时空分布不均，其地理位置、气旋、台风路径也有影响；

②下垫面条件分布不均，如土壤性质、植被、初始土壤含水量不同；

③各处产流类型的差异，有的地方满足产流条件先产流，有的地方后产流，有的地方甚至不产流。

这样，降雨过程中产流面积会随时间变化。

流域蓄水容量曲线：以包气带达到田间持水量时土壤含水量Wm’为纵坐标，以小于等于该Wm’所占的流域面积比重为横坐标所得的曲线。

蓄满产流的产流面积变化特点：

①随着降雨量不断增加，产流面积不断增大；

②产流面积与降雨强度无关；

③全流域发生蓄满产流的条件∑（P-E) ≥Wm’m。

6、答案：质量守恒定律

闭合流域：P0=E0+R0

全 球：P0=E0

7、答案：a.两者的总势组成不同，饱和水流总土水势由重力势和静水压力势组成；非饱和水流总土水势由重力势和基模势组成。b.两者的水力传导度不同，饱和水流水力传导度为常数，非饱和水流水力传导度为土壤含水量的函数。

8、答案：壤中水径流：存在相对不透水层，上层土壤质地比下层粗，至少上层土壤达到田间持水量。

饱和地表径流：存在相对不透水层，上层土壤透水性比下层强，至少上层土壤达到饱和含水量。

9、答案：由流域上分布均匀，历时趋于零，强度趋于无穷大，但净雨量等于1个单位净雨在出口断面所形成的流量过程线称为流域瞬时单位线。

S 曲线与瞬时单位线：()()⎰=t

dt t x u t x ，，S S 曲线与时段单位线：u （△t ，x ，t ）=S （x ，t ）-S （x ，t-1）

时段单位线与瞬时单位线：u （△t ，x ，t ）=

⎰∆t

t -t dt t x u ），（

10、答案：同一时间间隔内液体流入质量与流出质量之差等于蓄水变化量。

dt 时间内，从左侧面流入微元体的质量流量为：dydzdt 2dx x -x x ⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛∂∂ννρρ

dt 时间内，从右侧面流出微元体的质量流量为：dydzdt 2dx x x x ⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛∂∂+ννρρ 则微元体在 dt 时间内，沿 x 方向流入流出的质量流量差为：dx dydzdt x -x

∂∂νρ

同理：y 方向：dxdydzdt y -

y ∂∂νρ

z 方向：dx dydzdt z -

z ∂∂νρ

dt 时间内，纯流入微元体的流体质量为：()dxdydzdt t

-

∂∂ρθ

11、答案：特征河长：河段中，由水位变化引起的流量变化量与由附加比降变化引起的流量变化量相抵消，具有河段槽蓄量与下断面流量呈单一关系的河段长。

①L ＜ l 时；涨洪时，水位变化引起的流量减少量小于附加比降变化引起的流量增加量 ②L = l 时；涨洪时，水位变化引起的流量减少量等于附加比降变化引起的流量增加量； ③L ＞ l 时；涨洪时，水位变化引起的流量减少量大于附加比降变化引起的流量增加量

12、答案：基本假定：①以湿润锋为界，上层土壤含水量达到饱和含水量，下层土壤为初始土壤含水量；

②湿润锋向下移动的条件是上层土壤含水量达到饱和含水量。

控制方程组：

达西定律：fp=ks （1+Hc ／l ）

水量平衡方程：fp=dFp ／dt=（θn-θ0）dl ／dt

13、解：1.流域平均蓄水容量Wm

为曲线包围的面积

Wm=20mm*0.25+80mm*0.5+

140mm*0.25=80mm 。

2. ① （20-2）*0.25=4.5mm

②（20+40-2-4）-40-4.5=9.5mm

第二阶段后全流域都达到田间持水量，以后全部净雨都用于产流，

③50-4=46mm

④20mm

14、解：考虑了重力作用，因为当t →∞时，下渗能力fp 为一常数0.4.达到稳定下渗率，S

的因次是mm*t -1／2

Fp=

t

0p dt f =St 1／2+0.4t ，当t=9min 时，Fp=21mm ，带入得S=5.8mm*t -1／2