工程水文水力學(xué)思考題和計(jì)算題25題思考問答題,20題計(jì)算題答案

1、.工程水文水力學(xué)思考題和計(jì)算題一、思考問答1、水文現(xiàn)象是一種自然現(xiàn)象，它具有什么特性，各用什么方法研究.答：1）成因分析法:根據(jù)水文變化的成因規(guī)律，由其影響因素預(yù)報(bào)、預(yù)測水文情勢的方法。如降雨徑流預(yù)報(bào)法、河流洪水演算法等。 2）數(shù)理統(tǒng)計(jì)法：根據(jù)水文現(xiàn)象的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對水文觀測資料統(tǒng)計(jì)分析，進(jìn)行水文情勢預(yù)測、預(yù)報(bào)的方法。如設(shè)計(jì)年徑流計(jì)算、設(shè)計(jì)洪水計(jì)算、地區(qū)經(jīng)驗(yàn)公式等。水文計(jì)算常常是二種方法綜合使用，相輔相成，例如由暴雨資料推求設(shè)計(jì)洪水，就是先由數(shù)理統(tǒng)計(jì)法求設(shè)計(jì)暴雨，再按成因分析法將設(shè)計(jì)暴雨轉(zhuǎn)化為設(shè)計(jì)洪水。 此外，當(dāng)沒有水文資料時，可以根據(jù)水文現(xiàn)象的變化在地區(qū)分布上呈現(xiàn)的一定規(guī)律（水文現(xiàn)象在各流域、

2、各地區(qū)的分布規(guī)律）來研究短缺和無資料地區(qū)的水文特征值。 2、何謂水量平衡.試敘閉合流域水量平衡方程在實(shí)際工作中的應(yīng)用和意義。答：對任一地區(qū)、任一時段進(jìn)入的水量與輸出的水量之差，必等于其蓄水量的變化量，這就是水量平衡原理，是水文計(jì)算中始終要遵循的一項(xiàng)基本原理。 依此，可得任一地區(qū)、任一時段的水量平衡方程。對一閉合流域：設(shè) P 為某一特定時段的降雨量，E 為該時段內(nèi)的蒸發(fā)量，R 為該時段該流域的徑流量，則有：P=R+EC+U U為該時段流域內(nèi)的蓄水量，U=U1+U 2。 對于多年平均情況，U 0，則閉合流域多年平均水量平衡方程變?yōu)椋篜=R+E 影響水資源的因素十分復(fù)雜，水資源的許多有關(guān)問題，難于由

3、有關(guān)的成因因素直接計(jì)算求解，而運(yùn)用水量平衡關(guān)系，往往可以使問題得到解決。因此，水量平衡原理在水文分析計(jì)算和水資源規(guī)劃的分析計(jì)算中有廣泛的應(yīng)用。 如利用水量平衡式可以用已知的水文要素推求另外的未知要素。例如：某閉合流域的多年平均降雨量P=1020mm ，多年平均徑流深R=420mm，試求多年平均蒸發(fā)量E 。 E=P-R600mm。 3、何謂年徑流.它的表示方法和度量單位是什么.徑流深度、徑流總量、平均流量、徑流模數(shù)的概念及相互關(guān)系。答：一個年度內(nèi)在河槽里流動的水流叫做年徑流。年徑流可以用年徑流總量W（m3）、年平均流量Q（m3/s）、年徑流深R（mm）、年徑流模數(shù)M（L/(skm2)）等表示。將

4、計(jì)算時段的徑流總量，平鋪在水文測站以上流域面積上所得的水層厚度，稱為徑流深度，徑流總量是指在指定時段t通過河流某一斷面的總水量。徑流模數(shù)是單位流域面積上單位時間所產(chǎn)生的徑流量。4、流量的觀測與水位流量關(guān)系曲線的延長。答： 測站測流時，由于施測條件限制或其他種種原因，致使最高水位或最低水位的流量缺測或漏測，在這種情況下，須將水位流量關(guān)系曲線作高、低水部分的外延，才能得到完整的流量過程。根據(jù)水位面積、水位流速關(guān)系外延：河床穩(wěn)定的測站，水位面積、水位流速關(guān)系點(diǎn)常較密集，曲線趨勢較明確，可根據(jù)這兩根線來延長水位流量關(guān)系曲線。根據(jù)水力學(xué)公式外延：此法實(shí)質(zhì)上與上法相同，只是在延長ZV曲線時，利用水力學(xué)公式

5、計(jì)算出需要延長部分的V值。最常見的是用曼寧公式計(jì)算出需要延長部分的V值，并用平均水深代替水力半徑R。由于大斷面資料已知，因此關(guān)鍵在于確定高水時的河床糙率n和水面比降I。水位流量關(guān)系曲線的低水延長：低水延長常采用斷流水位法。所謂斷流水位是指流量為零時的水位，一般情況下斷流水位的水深為零。此法關(guān)鍵在于如何確定斷流水位，最好的辦法是根據(jù)測點(diǎn)縱橫斷面資料確定。5、流域平均降水量的計(jì)算方法。（1）算術(shù)平均法。設(shè)流域內(nèi)共有n個雨量站，各雨量站的雨量分別為x1，x2，xn（mm），則流域平均雨量為：此法簡單明了，適用于流域內(nèi)地形變化不大，雨量站數(shù)目較多且分布均勻的情況。（2）泰森多邊形法。此法是先把流域內(nèi)及

6、流域外附近的相鄰的雨量站用直線連接構(gòu)成三角形，再做各三角形每條邊的垂直平分線，則許多垂直平分線與流域的分水線組成若干不規(guī)則的多邊形。每個多邊形的面積用fi表示，每個多邊形的雨量用此多邊形內(nèi)的雨量站的雨量xi表示，用加權(quán)平均法可計(jì)算流域的平均雨量，公式為：本法應(yīng)用比較廣泛，當(dāng)流域內(nèi)雨量站分布不均勻或流域內(nèi)地形變化較大時，均可使用。（3）等雨量線法。對于較大的流域，地形起伏一般較大，當(dāng)流域內(nèi)有足夠的雨量站時，可繪出等雨量線，求出相鄰兩等雨量線間的面積及平均雨量值（xi+xi+1）/2，計(jì)算流域平均雨量。6、如何繪制累積頻率曲線.設(shè)計(jì)頻率標(biāo)準(zhǔn)如何確定.答：根據(jù)實(shí)測水文資料，按從大到小的順序排列，如下

7、左圖所示，然后用經(jīng)驗(yàn)頻率公式計(jì)算系列中各項(xiàng)的頻率，稱為經(jīng)驗(yàn)頻率。以水文變量x 為縱坐標(biāo)，以經(jīng)驗(yàn)頻率p 為橫坐標(biāo)， 點(diǎn)繪經(jīng)驗(yàn)頻率點(diǎn)據(jù)，根據(jù)點(diǎn)群趨勢繪出一條平滑的曲線，稱為經(jīng)驗(yàn)頻率曲線，下圖為某站年最大洪峰流量經(jīng)驗(yàn)頻率曲線。有了經(jīng)驗(yàn)頻率曲線，即可在曲線上求得指定頻率p 的水文變量值x。 對經(jīng)驗(yàn)頻率的計(jì)算，目前我國水文計(jì)算上廣泛采用的是數(shù)學(xué)期望公式 P=m/(n+1)x100%7、經(jīng)驗(yàn)頻率曲線的繪制方法。答：根據(jù)實(shí)測水文資料，按從大到小的順序排列，如下左圖所示，然后用經(jīng)驗(yàn)頻率公式計(jì)算系列中各項(xiàng)的頻率，稱為經(jīng)驗(yàn)頻率。以水文變量x為縱坐標(biāo)，以經(jīng)驗(yàn)頻率p為橫坐標(biāo)，點(diǎn)繪經(jīng)驗(yàn)頻率點(diǎn)據(jù)，根據(jù)點(diǎn)群趨勢繪出一條平滑

8、的曲線，稱為經(jīng)驗(yàn)頻率曲線，下右圖為某站年最大洪峰流量經(jīng)驗(yàn)頻率曲線。有了經(jīng)驗(yàn)頻率曲線，即可在曲線上求得指定頻率p的水文變量值Xp。8、頻率曲線的三個統(tǒng)計(jì)參數(shù)各表示什么意義.對頻率曲線各有什么影響.答：三個統(tǒng)計(jì)參數(shù)：1）均值表示毓中變理的平均情況。高某水文變更的觀測毓為X1，X2，Xn，則其均值為2)變差系數(shù)：水文計(jì)算中用均方差與均值之比作為衡量系列的相對離散程度的一個參數(shù)，稱為變差系數(shù)，或稱離差系數(shù)、離勢系數(shù)， 用Cv表示，其計(jì)算式為：3）偏態(tài)系數(shù)：在數(shù)理統(tǒng)計(jì)中采用偏態(tài)系數(shù)CS作為衡量系列不對稱程度的參數(shù)，其計(jì)算式為：關(guān)于三個統(tǒng)計(jì)參數(shù)對頻率曲線的影響：1， 均值x對曲線的影響，Cv和Cs值固定時

9、，x大的在頻率曲線之上，相反在頻率曲線之下，x越大頻率曲線越陡。2， 2，Cv對曲線的影響，當(dāng)x與Cs為固定值時，Cv越大，則曲線越陡，左上方向上太高，右下方越下降，Cv越小，頻率曲線越平緩，Cv=0時，則為水平，3，當(dāng)Cs對曲線有影響時，且x與Cv固定值，且Cs0隨著Cs增大頻率曲線上端變得陡峭，下端變得平緩，此時曲線中部越來越偏向左邊，當(dāng)Cs2時，下端趨于水平，當(dāng)Cs=0時，曲線呈正態(tài)分布。當(dāng)Cs0時，隨著Cs減小上端變緩，下端變陡。9、偏態(tài)系數(shù)Cs0或<0，各說明隨機(jī)變量x的分布有何特點(diǎn).答：在數(shù)理統(tǒng)計(jì)中采用偏態(tài)系數(shù)CS作為衡量系列不對稱程度的參數(shù)，當(dāng)系列對于對稱時，CS0；當(dāng)系列

10、對于不對稱時，CS0，若CS0，稱為正偏；若CS0，稱為負(fù)偏，如下圖偏態(tài)系數(shù)Cs0，說明隨機(jī)變量x出現(xiàn)大于均值的機(jī)會比出現(xiàn)小于均值的機(jī)會少；偏態(tài)系數(shù)Cs<0，說明隨機(jī)變量x出現(xiàn)大于均值的機(jī)會比出現(xiàn)小于均值的機(jī)會多10、重現(xiàn)期（T）與頻率（P）有何關(guān)系.千年一遇洪水，是指什么意思.95的年徑流其重現(xiàn)期為多少.P=90%的枯水年，其重現(xiàn)期（T）為多少年.以P=90%的枯水年為設(shè)計(jì)依據(jù)，其安全率和風(fēng)險(xiǎn)率各為多少。答：頻率曲線繪制后，就可在頻率曲線上求出指定頻率p的設(shè)計(jì)值xp。由于"頻率"較為抽象，水文上常用"重現(xiàn)期"來代替"頻率"。所

11、謂重現(xiàn)期是指某隨機(jī)變量的取值在長時期內(nèi)平均多少年出現(xiàn)一次，又稱多少年一遇。根據(jù)研究問題的性質(zhì)不同，頻率P與重現(xiàn)期T的關(guān)系有兩種表示方法。1、當(dāng)為了防洪研究暴雨洪水問題時，一般設(shè)計(jì)頻率P50，則: 式中：T重現(xiàn)期，年； 頻率，。（2）當(dāng)考慮水庫興利調(diào)節(jié)研究枯水問題時，設(shè)計(jì)頻率P50，則: 千年一遇洪水是指在長時期內(nèi)平均1000年出現(xiàn)一次的洪水情況，換句話說，大于等于這樣的洪水平均1000年可能出現(xiàn)一次； 95的年徑流其重現(xiàn)期T=20年；P=90%的枯水年，其重現(xiàn)期T=10年，在長時期內(nèi)平均10年出現(xiàn)一次的枯水情況，若以P=90%的枯水年為設(shè)計(jì)依據(jù)，其安全率和風(fēng)險(xiǎn)率分別為90和10%.11、若年徑

12、流量與年降水量之間的回歸線近似為冪函數(shù)，試以分析法為例說明推求其回歸方程的方法步驟.答：冪函數(shù)y=axb兩邊取對數(shù)后變?yōu)橹本€方程Y=A+bX，其中Y=lgy，X=lgx，A=lga。因此，此時建立回歸方程的步驟為：將xj，yj變換為Xj，Yj；按一元線性回歸方法計(jì)算A、b；將A取反對數(shù)得a；把a(bǔ)、b代入y=axb中，即得要推求的回歸方程。12、推求設(shè)計(jì)洪水過程線的基本方法是什么，洪水過程線放大有哪兩類方法.答：推求設(shè)計(jì)洪水時要確定設(shè)計(jì)洪水過程線，亦即確定設(shè)計(jì)洪水的時程分配。目前，生產(chǎn)上一般采用放大典型洪水過程線的方法確定設(shè)計(jì)洪水過程線。進(jìn)行洪水過程線放大通常采用兩種方法，即同倍比法和同頻率法。

13、 同倍比法較為簡單，可采用設(shè)計(jì)洪峰流量與典型洪峰流量的比值或某時段的設(shè)計(jì)洪量與典型洪量的比值對典型洪水過程線進(jìn)行放大。但按此法進(jìn)行放大后，不能保證設(shè)計(jì)洪水過程線各個時段的洪量或洪峰流量都與設(shè)計(jì)值相等。 采用同頻率法放大典型洪水過程線時，對洪峰流量和各個時段的洪量采用不同倍比，使得放大以后的過程線洪峰流量以及各時段的洪量可分別等于設(shè)計(jì)洪峰流量和設(shè)計(jì)洪量值。13、某流域下游有一個較大的湖泊與河流連通，后經(jīng)人工圍墾湖面縮小很多。試定性地分析圍墾措施對正常年徑流量、徑流年際變化和年內(nèi)變化有何影響.答：由于水面蒸發(fā)減小，使年徑流增加；由于調(diào)蓄能力減小，使年際、年內(nèi)變化加劇。14、人類活動對年徑流有哪些方

14、面的影響.其中間接影響如修建水利工程等措施的實(shí)質(zhì)是什么.如何影響年徑流及其變化.答：有直接與間接兩方面的影響。修建水利工程等措施的實(shí)質(zhì)是改變下墊面性質(zhì)而影響年徑流，它們將使蒸發(fā)增加，從而使年徑流量減少；調(diào)蓄能力增加，從而使徑流的年內(nèi)、年際變化趨于平緩。15、水文資料的三性審查是指什么.對年徑流系列一致性審查是建立在氣候條件和下墊面條件穩(wěn)定性上的，一般認(rèn)為什么條件是相對穩(wěn)定的，主要由于什么條件受到明顯的改變使資料一致性受到破壞.答：水文資料的三性審查是指對資料的可靠性、一致性和代表性進(jìn)行審查。對年徑流系列一致性審查是建立在氣候條件和下墊面條件穩(wěn)定性上的，一般認(rèn)為氣候條件是相對穩(wěn)定的，主要由于下墊

15、面條件受到明顯的改變使資料一致性受到破壞。16、缺乏實(shí)測資料時，怎樣推求設(shè)計(jì)年徑流量.答:缺乏實(shí)測資料時，一般可采用水文比擬法或年徑流量統(tǒng)計(jì)參數(shù)等值線圖、分區(qū)圖法求得均值、Cv、Cs，并確定線型，推求年徑流理論頻率曲線，再由設(shè)計(jì)頻率查此曲線得設(shè)計(jì)年徑流量。17、為什么年徑流的CV值可以繪制等值線圖.從圖上查出小流域的Cv值一般較其實(shí)際值偏大還是偏小.為什么.答：因年徑流變化主要受氣候因素的影響，后者在地區(qū)上的變化具有緩變的規(guī)律性，因此，年徑流Cv值可繪成隨地區(qū)變化的等值線圖。因Cv等值線圖大多是由中等流域資料計(jì)算的Cv值繪制的，而中等流域比小流域有較大的調(diào)蓄補(bǔ)償作用，故從等值線圖上查得的小流域

16、Cv值常常比實(shí)際的偏小。18、推求設(shè)計(jì)年徑流量的年內(nèi)分配時，應(yīng)遵循什么原則選擇典型年.答：選擇典型年的原則有二：典型年的年徑流量應(yīng)接近設(shè)計(jì)年徑流量；對工程設(shè)計(jì)偏于安全。19、簡述具有長期實(shí)測資料情況下，用設(shè)計(jì)代表年法推求年內(nèi)分配的方法步驟.答：方法步驟為：根據(jù)長期年徑流系列進(jìn)行頻率計(jì)算，推求設(shè)計(jì)年徑流量Qp；按選擇代表年（典型年）的原則，在實(shí)際資料中選擇典型年Q典；以K=Qp/Q典分別乘典型年各月的月徑流量，得設(shè)計(jì)年徑流的各月徑流量，即設(shè)計(jì)年徑流的年內(nèi)分配。20、簡述年徑流年內(nèi)、年際變化的主要特性.答：（1）年內(nèi)變化具有一年為周期的周期性變化；（2）年際變化具有豐、枯年組的交替現(xiàn)象，但周期很不

17、固定；（3）年內(nèi)、年際變化還具有明顯的地區(qū)性，我國北方的徑流變化一般比南方多雨地區(qū)劇烈。21、何謂保證率.若某水庫在運(yùn)行100年中有85年保證了供水要求，其保證率為多少.破壞率又為多少.答：用水的保證程度。p=85%；q=1-85%=15%22、何為抽樣誤差，如何減少抽樣誤差.答：用一個樣本的統(tǒng)計(jì)參數(shù)來代替總體的統(tǒng)計(jì)參數(shù)是存在一定誤差的，這種誤差是由于從總體中隨機(jī)抽取的樣本與總體有差異而引起的，與計(jì)算誤差不同，稱為抽樣誤差。抽樣誤差的大小由均方誤來衡量。計(jì)算均方誤的公式與總體分布有關(guān)。對于皮爾遜型分布且用矩法估算參數(shù)時，用、分別代表、Cv 和Cs 樣本參數(shù)的均方誤，計(jì)算公式略。抽樣誤差的大小，

18、隨樣本項(xiàng)數(shù)、cv、和cs 的大小而變化。樣本容量大，對總體的代表性就好，其抽樣誤差就小，這就是為什么在水文計(jì)算中總是想方設(shè)法取得較長的水文系列的原因。23、設(shè)計(jì)洪水的概念答：由于流域內(nèi)降雨或溶雪，大量徑流匯入河道，導(dǎo)致流量激增，水位上漲， 這種水文現(xiàn)象，稱為洪水。在進(jìn)行水利水電工程設(shè)計(jì)時，為了建筑物本身的安全和防護(hù)區(qū)的安全，必須按照某種標(biāo)準(zhǔn)的洪水進(jìn)行設(shè)計(jì)，這種作為水工建筑物設(shè)計(jì)依據(jù)的洪水稱為設(shè)計(jì)洪水。在工程設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)由國家制定,以設(shè)計(jì)規(guī)范給出。規(guī)劃中按工程的種類、大小和重要性,將水工建筑物劃分為若干等級,按不同等級給出相應(yīng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。24、等流時線的原理以及應(yīng)用答：假定流域中任一地點(diǎn)的雨

19、水流速都相同，則任一地點(diǎn)凈雨水質(zhì)點(diǎn)流達(dá)出口斷面的時間就取決于它與出口斷面的距離。據(jù)這一假定，將流域內(nèi)匯流時間相等的點(diǎn)連接起來，稱為等流時線。 等流時線概念簡明地闡述了流域出口流量是如何組成的。它是水量平衡方程在動態(tài)條件下的表述，是流域匯流計(jì)算的一個基本概念。但它只考慮了匯流的平均流速，沒有考慮同一條等流時線上的水質(zhì)點(diǎn)具有不相同的流速。在匯流過種中，各條等流時線上的水質(zhì)點(diǎn)可以相互混合。這種現(xiàn)象稱為流域的調(diào)節(jié)作用。它使得出口的流量過程比上述公式所計(jì)算的更為平緩。因此，等流時線方法的誤差很大，現(xiàn)已很少直接應(yīng)用，或需經(jīng)調(diào)蓄改正后，才能實(shí)際應(yīng)用。25、推求設(shè)計(jì)洪水有哪幾種基本途徑.這里所指的設(shè)計(jì)洪水是廣

20、義的，包括校核洪水。設(shè)計(jì)洪水的計(jì)算內(nèi)容包括洪峰流量、設(shè)計(jì)洪量和設(shè)計(jì)洪水過程線。由于每個工程的特點(diǎn)和設(shè)計(jì)要求不同，設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和計(jì)算的內(nèi)容不同。例如，提防、灌溉用渠道、橋涵等建筑物沒有調(diào)蓄能力，則對工程起控制作用的是洪峰流量，因此，只需重點(diǎn)計(jì)算設(shè)計(jì)洪峰流量；而對于滯洪、蓄洪區(qū)則主要計(jì)算洪水總量；對于水庫，由于設(shè)計(jì)洪峰流量、設(shè)計(jì)洪水總量和設(shè)計(jì)洪水過程線對水庫都有影響，則需要計(jì)算設(shè)計(jì)洪峰流量、設(shè)計(jì)洪水總量和設(shè)計(jì)洪水過程線。設(shè)計(jì)洪水的推求一般分為有資料和無資料兩種情況。有資料推求設(shè)計(jì)洪水分為三種：由流量資料推求設(shè)計(jì)洪水；由暴雨資料推求設(shè)計(jì)洪水；由水文氣象資料推求設(shè)計(jì)洪水。無資料推求設(shè)計(jì)洪水分為地理差值法

21、和經(jīng)驗(yàn)公式法兩種方法。地理差值法是對于缺乏實(shí)測資料地區(qū)，根據(jù)鄰近地區(qū)的實(shí)測或調(diào)查資料，對洪峰流量模數(shù)、暴雨特征值、暴雨和徑流的統(tǒng)計(jì)參數(shù)等，進(jìn)行地區(qū)綜合，繪制相應(yīng)的等值線圖，一般供無資料的中小流域使用；經(jīng)驗(yàn)公式法是在上述地區(qū)綜合分析基礎(chǔ)上，建立洪水與暴雨特征值和流域特征值的簡化公式，用于估算無資料地區(qū)的設(shè)計(jì)洪水。無論采用何種方法推求設(shè)計(jì)洪水，均需要進(jìn)行歷史洪水調(diào)查，用來參加計(jì)算或作為分析論證的依據(jù)，上述各種方法是相輔相成的，可同時使用幾種方法，相互驗(yàn)證、綜合分析，選定合理成果。 二、分析計(jì)算題1、某水文站控制流域面積F=560KM2，已知多年平均降雨量，多年平均徑流系數(shù)0.40，試求其多年平均年

22、徑流總量，多年平均年徑流量，多年平均徑流深及多年平均年徑流模數(shù)。解: 多年平均徑流深年平均年徑流總量18368（萬m3）多年平均年徑流量多年平均年徑流模數(shù)2、某流域面積F=900KM2，其多年平均降雨量，多年平均徑流深，試求多年平均蒸發(fā)量。又該地多年平均水面蒸發(fā)量，如該河修建水庫后，在該河流域面積之內(nèi)的水面面積比之未建水庫時增加60KM2，試分析建水庫后流域多年平均蒸發(fā)量是增大還是減小.并計(jì)算建水庫后的多年平均徑流深及多年平均年徑流量。答：根據(jù)流域多年平均水量平衡關(guān)系有：修建水庫后，由于增加了水面面積，而水面蒸發(fā)量大于陸面蒸發(fā)量，因此，修建水庫后增大了蒸發(fā)量。可近似取陸面蒸發(fā)量為流域多年平均蒸

23、發(fā)量，則建水庫后多年平均增加的蒸發(fā)量：故修建水庫后的多年平均蒸發(fā)量為：故建水庫后的多年平均徑流深為：多年平均年徑流量3、某水庫屬大（2）型水庫，已知年最大7天暴雨系列的頻率計(jì)算結(jié)果為=432mm、CV=0.48，CS=3CV。試確定大壩設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)，并計(jì)算該工程7天設(shè)計(jì)暴雨。提示已知適線結(jié)果的情況下，推求設(shè)計(jì)值均用如下公式：或答：因?yàn)樵撍畮鞂俅螅?）型水庫，根據(jù)水利部2000年頒發(fā)的編號為SL 252-2000的水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)，水庫工程為等，大壩為2級建筑物，設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為500100年一遇，從工程的重要性考慮，最后選定按500年一遇洪水設(shè)計(jì)。因?yàn)楸┯旰秃樗l率，因此要推求5

24、00年一遇的設(shè)計(jì)暴雨，即：mm4、某工程設(shè)計(jì)暴雨的設(shè)計(jì)頻率為P=2%，試計(jì)算該工程連續(xù)2年發(fā)生超標(biāo)準(zhǔn)暴雨的可能性.答：因?yàn)楸┯晔请S機(jī)事件，每年都有P=2%的可能性發(fā)生超標(biāo)準(zhǔn)暴雨，連續(xù)2年發(fā)生超標(biāo)準(zhǔn)暴雨的概率為：5、已知某流域多年平均最大3天暴雨頻率曲線：=210mm、CV=0.45，CS=3.5CV，試求該流域百年一遇設(shè)計(jì)暴雨。答： mm6、某流域根據(jù)實(shí)測暴雨和歷史調(diào)查大暴雨資料，已經(jīng)繪制出7d暴雨量經(jīng)驗(yàn)頻率曲線，現(xiàn)從經(jīng)驗(yàn)頻率曲線上讀取三點(diǎn)（945，5%）、（345，50%）、（134，95%），試按三點(diǎn)法計(jì)算這一7d暴雨系列的統(tǒng)計(jì)參數(shù)。答：（1）計(jì)算S=（945+134-2×345

25、）/（945-134）=0.48，由S查S=f（CS）關(guān)系表得CS=1.70。（2）由CS查離均系數(shù)值表得：，。計(jì)算 mm（3）mm（4）CV=/ =267.7/417.3=0.6427、已知某流域50年一遇24h設(shè)計(jì)暴雨為490mm，徑流系數(shù)等于0.83，后損率為1.0mm/h，后損歷時為17h，試計(jì)算其總凈雨及初損。答：總設(shè)計(jì)凈雨量為： mm因后損率=1.0mm/h，后損歷時17h，故總后損量為17mm，則初損為： mm8、已知某流域百年一遇設(shè)計(jì)暴雨過程如下表，徑流系數(shù)等于0.85，后損率為1.5mm/h，試用初損、后損法確定初損和設(shè)計(jì)凈雨過程。時段(t=6h)123456雨量（mm）6.

26、45.6176998251答：總設(shè)計(jì)凈雨量為： mm按 =1.5mm/h將降雨過程從后向前逐時段扣除后損，并累加凈雨，當(dāng)累加凈雨量等于總設(shè)計(jì)凈雨量時，其前的降雨即為初損I0，從下表可知，I0=27 mm。9、已知百年一遇的設(shè)計(jì)暴雨，其過程如下表，徑流系數(shù)，后損，試用初損、后損法確定初損及設(shè)計(jì)凈雨過程。時段（）123456雨量（mm）6.45.6176998251答：1）設(shè)計(jì)總降雨量為=0.88×420=369.6mm 2）按=1mm/h在降雨過程線上自前向后計(jì)算累計(jì)凈雨，當(dāng)=369.6mm時，其前面的降雨即為，依此求得=27.0mm 用初損、后損法確定初損和設(shè)計(jì)凈雨過程時段(t=6h

27、)123456雨量（mm）6.45.6176998251初損 t（mm）9999后損I0（mm）6.45.615設(shè)計(jì)凈雨（mm已知百年一遇暴雨為460mm，暴雨徑流系數(shù)，后損歷時，試確定其初損。答：P1%=460mm，=0.87，=1mm/h，tc=24h Ic + tc=(1- ) P1%所以 Ic=(0.13×460)-1×24=59.8-24=35.8mm11、如圖所示為一溢流壩上的弧形門。已知：R=10m，門寬b=8m，=30°，試求：作用在弧形閘門上的靜水總壓力及壓力中心的位置。解：靜水壓力的計(jì)算水平分力的計(jì)算靜水總壓力的鉛直分

28、力的計(jì)算靜水總壓力合力與水平線的夾角壓力中心D：12、水從水箱流入一管徑不同的管道，管道連接情況如圖所示。已知：d1為150mm，l1為25m，1為0.037；d2為125mm，l2為10m，2為0.039。局部水頭損失系數(shù)：進(jìn)口1為0.5，逐漸收縮2為0.15，閥門3為2.0。（以上值相應(yīng)的流速均采用發(fā)生局部水頭損失后的流速。）試求：（1）沿程水頭損失hf；（2）局部水頭損失hj；（3）要保持流量Q為25000cm3/s所需要的水頭H。解：（1）求沿程水頭損失第一管段：第二管段：故（2）求局部水頭損失進(jìn)口水頭損失逐漸收縮水頭損失閥門水頭損失故（3）要保持Q為25000cm3/s所需要的水頭以

29、0-0為基準(zhǔn)面，對水箱液面上與管子出口取能量方程式得因故所需水頭13、一簡單管道，如圖所示。長為800m，管徑為0.1m，水頭為20m，管道中間有2個彎頭，每個彎頭的局部水頭損失系數(shù)為0.3，已知沿程阻力系數(shù)=0.025，試求通過管道的流量。解：（一）先將管道作為短管，求通過管道流量。根據(jù)（4-4）式并且不考慮行近流速水頭，則局部損失共包括進(jìn)口損失和彎頭損失。進(jìn)口局部損失系數(shù)故(二)計(jì)算沿程損失及局部損失管中流速流速水頭沿程損失局部損失故沿程水頭損失占總水頭的百分?jǐn)?shù)為所以該管道按長管計(jì)算就可以了。（三）按長管計(jì)算管道所通過的流量根據(jù)故按長管計(jì)算與短管計(jì)算所得流量相差0.00004m3/s，相對

30、誤差為。由此可見，將上述管道按長管計(jì)算，誤差很小。14、一矩形斷面的棱柱體渠道，底寬b=6m，底坡i=1.25×10-4，粗糙系數(shù)n=0.025。當(dāng)正常水深h0=3m時，問能否通過設(shè)計(jì)流量Q設(shè)=20m3/s。解:用式進(jìn)行計(jì)算，當(dāng)正常水深h0=3m時相應(yīng)過水?dāng)嗝孢^水?dāng)嗝婷娣e A=bh=6×3=18濕周 =6+2 x 312水力半徑 流量 =×1.5×0.00012510.545計(jì)算渠道通過的流量小于設(shè)計(jì)流量。所以該渠道不能滿足設(shè)計(jì)要求。15、某梯形斷面渠道，土質(zhì)為粘土，其底寬b=0.4m，邊坡系數(shù)m=1.5，渠道底坡i=0.001，糙率n=0.025，渠道

31、的設(shè)計(jì)流量Qp=0.55m3/s，渠底至渠頂高差為0.86m，渠頂?shù)陌踩邽?.2m，渠道不淤流速v不淤=0.5m/s。試校核渠道的輸水能力和流速。解：渠堤的安全超高為0.2m，則渠中水深為h=0.66m 渠道水面寬度 B=b+2mh=0.4+2×1.5×0.66=2.38 (m) 過水?dāng)嗝婷娣e(m) 濕周水力半徑流量計(jì)算的流量大于已知流量，表明該渠道滿足設(shè)計(jì)要求。道的穩(wěn)定校核按進(jìn)行，查表，當(dāng)水力半徑R=1m時，粘土的不沖流速；當(dāng)水力學(xué)半徑R=0.33m時，不沖流速，渠中不淤流速。渠中實(shí)際流速所以，渠中流速滿足，渠道是穩(wěn)定的。16、一矩形渠道，渠中水深h=0.8m，渠道底寬b=2m，通過的流量Q=2.0m3/s，試用波速c和弗勞德數(shù)Fr判別渠中流態(tài)。解：斷面平均流速微波波速弗勞德數(shù)因?yàn)镕r1、vc，所以水流為緩流。17、某一矩形斷面棱柱體渠道，底寬b=4.0m，通過的流量Q=16m3/s，