工程水文學試題及答案

第1頁共2頁工程水文學一、名詞解釋1.水文學2.水資源3.成因分析法4.產(chǎn)流過程5.徑流形成過程：6.飽和水汽壓：7.水文遙感：8.水文年鑒：9.水位10.離散型隨機變量：11.總體12.隨機變量的概率分布13.人類活動：14.水文比擬法15.設計徑流量16.同倍比放大法：17.不跨期選樣：18.特大洪水：19.校核洪水20.徑流深：21.匯流時間：22.瞬時單位線：二、簡答題1.我國水資源具有哪些特點？2.按照年降雨量和年徑流深的大小，可將我國劃分成哪幾個地帶？3.我國水資源開發(fā)利用的主要問題是什么？4.一般情況下，地面徑流、壤中流、地下徑流是如何形成的？5.一次降雨在徑流形成過程中的損失量有哪些？6.河流有哪些主要特征？7.流量測驗的內(nèi)容有哪些？其中哪些屬外業(yè)、內(nèi)業(yè)內(nèi)容？8.在選擇水文測驗的河段時，應符合什么條件?9.在布設水文測站時為什么要布設基線？10.常用的樣本統(tǒng)計參數(shù)在水文計算中的用途是什么？11.進行相關分析的條件是什么？12.進行相關分析時什么樣的計算結果才能應用？13.多年綜合日流量歷時曲線、代表年日流量歷時曲線和平均日流量歷時曲線有何異同?14.隨著流域內(nèi)湖泊和沼澤的增多，年徑流量的Cv值如何變化？為什么？15.設計時段枯水流量與設計時段徑流量在計算方法上有什么區(qū)別?16.怎樣對設計洪峰流量、設計洪水總量推求成果進行合理性檢查?17.如何選取水利水電工程的防洪標準?18.推求設計洪水過程線的同頻率放大法有何優(yōu)缺點?適用于什么條件?19.如果流域缺乏雨量資料，如何推求定點~定面關系折算系數(shù)？20.如何繪制面平均雨深~面積~歷時曲線？21.如何應用泰森多邊形法計算流域平均降雨量？22.由暴雨資料推求設計洪水的主要程序包括哪幾部分？23.如何對暴雨資料進行一致性審查？24.為什么可以應用暴雨資料推求設計洪水？三、計算題1.聯(lián)合國教科文組織于1978年公布了當時最新的全球水量平衡數(shù)據(jù)，其中大陸多年平均降水量Pc為119000km3，大陸多年平均蒸發(fā)量Ec為72000km3，海洋多年平均降水量P0為458000km3。試根據(jù)這些數(shù)據(jù)分別計算：①從大陸流入海洋的多年平均年徑流量R；②海洋多年平均蒸發(fā)量E0；③全球多年平均蒸發(fā)量E；④全球多年平均降水量P。2.某水庫屬于中型水庫，已知最大洪峰流量系列的頻率計算結果為m3/s。如設計洪水標準按100年一遇、校核洪水標準按1000年一遇，試根據(jù)下面表中給出的P-Ⅲ型曲線模比系數(shù)值，計算該工程設計和校核標準下的洪峰流量。P-Ⅲ型頻率曲線模比系數(shù)Kp值部分表（Cs=3.5Cv）P(%)Cv0.112105090990.503.782.742.421.660.860.520.440.604.623.202.761.770.810.480.430.705.543.683.121.880.750.450.43四、論述題1.實施水資源可持續(xù)利用發(fā)展戰(zhàn)略有何意義？2.水文分析計算在水利工程建設和管理中的作用是什么？3.簡述面積-流速法測流及流量計算的工作內(nèi)容。4.簡述水位流量關系曲線的高、低水延長方法。5.洪峰流量資料選樣的年最大值法、一年多次法和超定量法有何區(qū)別?6.考慮特大洪水時，如何估算統(tǒng)計參數(shù)值?工程水文學答案一、名詞解釋1.水文學：通常是指研究對象只限于陸地水體的陸地水文學和具有較高應用價值的應用水文學。2.水資源：通常是指地球上可供人類利用的淡水資源。3.成因分析法：通過觀測資料和實驗資料的研究分析，可以建立某一水文現(xiàn)象與其影響因素之間的定量關系，這種解決問題的方法在水文學中稱為成因分析法。4.產(chǎn)流過程：通常把降雨扣除損失成為凈雨的過程稱為產(chǎn)流過程。5.徑流形成過程：自降雨開始至水流匯集到流域出口斷面的整個物理過程，稱為徑流形成過程。6.飽和水汽壓：在一定溫度下，空氣中所含水汽量的最大值。7.水文遙感：把遙感技術應用于水文科學領域稱為水文遙感。8.水文年鑒：水文站網(wǎng)觀測的水文成果，按全國統(tǒng)一規(guī)定的格式，分流域和水系進行整編，作為正式水文資料，每年刊布一次，稱水文年鑒。9.水位：河流、湖泊、水庫及海洋等水體的自由水面距離固定基面的高程稱為水位。10.離散型隨機變量：若某隨機變量只能取得有限個或可列無窮多個離散數(shù)值，則稱此隨機變量為離散型隨機變量。11.總體：在數(shù)理統(tǒng)計中，把研究對象的個體集合稱為總體。12.隨機變量的概率分布：隨機變量的取值與其概率有一定的對應關系。13.人類活動：是指人類對流域的開發(fā)利用等各種活動，如為了某種目的所采取的工程措施和非工程措施。14.水文比擬法：將氣候與自然地理條件一致的參證站的資料移置到設計流域使用的方法。15.設計徑流量：指根據(jù)一定方法推求的某指定頻率的徑流量。16.同倍比放大法：按同倍比控制放大洪峰和洪量，即按洪峰或洪量用同一個倍比放大典型洪水過程線的各縱坐標值，從而求得設計洪水過程線的方法。17.不跨期選樣：當一次洪水過程位于兩個分期時，視其洪峰流量或時段洪量的主要部分位于何期，就作為該期的樣本，不作重復選擇，這種選樣方法稱為不跨期選樣。18.特大洪水：比系列中一般洪水大得多，并且通過洪水調(diào)查或考證可以確定其量值大小及其重現(xiàn)期的洪水稱為特大洪水。19.校核洪水：按非常運用標準算出的洪水稱為校核洪水。20.徑流深：把徑流量平鋪到流域面積上得到的水深。21.匯流時間：凈雨從流域上某點流至出口斷面所經(jīng)歷的時間，稱為匯流時間。22.瞬時單位線：在無限小的時段內(nèi)，流域上均勻的單位地面凈雨所形成的地面徑流過程線。二、簡答題1.我國水資源具有哪些特點？答題要點：①總量不算少，但人均水量低；②地區(qū)上分布極不均勻；③水資源與耕地、人口的分布不相匹配；④年內(nèi)、年際變化大。2.按照年降雨量和年徑流深的大小，可將我國劃分成哪幾個地帶？答題要點：按照年降水量和年徑流深的大小，可將我國劃分為5個地帶：多雨--豐水帶，濕潤--多水帶，半濕潤--過渡帶，半干旱--少水帶，干旱--干涸帶。3.我國水資源開發(fā)利用的主要問題是什么？答題要點：①水資源供需矛盾突出；②城市和工業(yè)集中地區(qū)和北方部分井灌區(qū)地下水超采嚴重；③水質(zhì)惡化，地表水和地下水均受到污染；④用水浪費，水的重復利用率低；⑤水資源管理分散。4.一般情況下，地面徑流、壤中流、地下徑流是如何形成的？答題要點：隨著降雨的持續(xù)，滿足了填洼的地方開始產(chǎn)生地面徑流。下滲到土壤中的雨水，除補充土壤含水量外，并逐步向下層滲透。當土壤含水量達到田間持水量后，下滲趨于穩(wěn)定。繼續(xù)下滲的雨水，一部分從坡側土壤空隙流出，注入河槽，形成表層流或壤中流。另一部分繼續(xù)向深層下滲，到達地下水面后，以地下水的形式匯入河流，則成為地下徑流。5.一次降雨在徑流形成過程中的損失量有哪些？答題要點：降雨開始后，有少量的雨水在降雨過程中被蒸發(fā)掉；一部分降雨被植物截留，最終消耗于蒸發(fā)；降落到地面上的雨水，超出下滲能力的雨水先填滿地面的坑洼，稱為填洼，填洼的雨量最終耗于下滲和蒸發(fā)；下滲到土壤中的雨水，有一部分補充了土壤含水量。因此，在一次降雨在徑流形成過程中的損失量為雨期蒸發(fā)、植物截留和填洼、補充土壤含水量。6.河流有哪些主要特征？答題要點：①河流長度；②河流斷面；③河道縱比降；④河網(wǎng)密度。7.流量測驗的內(nèi)容有哪些？其中哪些屬外業(yè)、內(nèi)業(yè)內(nèi)容？答題要點：流量測驗的內(nèi)容包括測流和流量計算2部分內(nèi)容，其中測流屬于外業(yè)，流量計算屬于內(nèi)業(yè)。測流又可細分為斷面測量及流速測量2部分工作，而流量計算包括繪出制斷面圖、計算流速、計算面積、計算流量及其他水力要素等。8.在選擇水文測驗的河段時，應符合什么條件?答題要點：測驗河段的選擇應符合兩個條件：①滿足設站的目的、要求；②在保證成果有必要精度的前提下，有利于簡化觀測和資料整理工作。9.在布設水文測站時為什么要布設基線？答題要點：在測驗河段上進行水文測驗和斷面測量時，需在岸邊布設基線作為基本測量線段，用來通過三角測量確定測點在測流斷面上的平面位置，即起點距。10.常用的樣本統(tǒng)計參數(shù)在水文計算中的用途是什么？答題要點：均值表示系列的平均情況，可以說明系列總體水平的高低；均方差反映系列中各數(shù)值的離散程度，是以均值為中心來考查的；變差系數(shù)用于比較均值不相等的兩個系列；偏態(tài)系數(shù)可以反映系列在均值兩邊的對稱程度；矩在水文上常用來描述隨機變量的分布特征。11.進行相關分析的條件是什么？答題要點：在進行相關分析計算時，首先應分析兩種變量是否存在物理成因上的聯(lián)系，參證系列要有足夠長的觀測資料，并且兩系列間同期觀測資料不能太少，一般要求樣本容量大于12。12.進行相關分析時什么樣的計算結果才能應用？答題要點：在滿足兩種變量存在物理成因上的聯(lián)系、參證系列足夠長的前提下，對于相關系數(shù)不小于0.8，回歸線的均方誤小于系列均值的15%，相關系數(shù)的均方誤小于r的5%的相關分析成果方能采用。在插補延長系列時，應注意回歸線外延不應過長。13.多年綜合日流量歷時曲線、代表年日流量歷時曲線和平均日流量歷時曲線有何異同?答題要點：①多年綜合日流量歷時曲線是根據(jù)所有年份的實測日平均流量資料繪成的，它能反映流量在多年期間的歷時情況；②代表年日流量歷時曲線是根據(jù)某一年份的實測日平均流量資料繪成的，其縱坐標為日平均流量或其相對值，橫坐標為歷時或相對歷時；③平均歷時曲線是以各年同歷時的日平均流量的平均值為縱坐標，其相應歷時為橫坐標點繪的曲線，是一種虛擬的曲線。14.、隨著流域內(nèi)湖泊和沼澤的增多，年徑流量的Cv值如何變化？為什么？答題要點：由于湖泊和沼澤對徑流的調(diào)蓄作用，使徑流的年內(nèi)、年際變化減小，隨著流域內(nèi)湖泊和沼澤的增多，年徑流量的Cv值變小。15.設計時段枯水流量與設計時段徑流量在計算方法上有什么區(qū)別?答題要點：設計時段枯水流量與設計時段徑流量在計算方法上沒有本質(zhì)區(qū)別，主要是在資料選擇方法上有所不同。時段徑流在時序上往往是固定的，而枯水流量是在一年中選最小值，在時序上是變化的；此外，在一些具體環(huán)節(jié)上也有一些差異。16.怎樣對設計洪峰流量、設計洪水總量推求成果進行合理性檢查?答題要點：①根據(jù)本站頻率計算成果，檢查洪峰、各時段洪量的統(tǒng)計參數(shù)與歷時之間的關系檢查；②根據(jù)上下游站、干支流站及鄰近地區(qū)各河流洪水的頻率分析成果進行比較；③與暴雨頻率分析成果進行比較。17.如何選取水利水電工程的防洪標準?答題要點：依據(jù)規(guī)范，首先確定水工建筑物所屬水利水電樞紐工程的等別，再根據(jù)水電樞紐工程的等別確定水工建筑物的級別，最后根據(jù)建筑物級別選取設計洪水標準或校核洪水標準。18.推求設計洪水過程線的同頻率放大法有何優(yōu)缺點?適用于什么條件?答題要點：同頻率放大法常用于峰量關系不夠好、洪峰形狀差別大的河流，以及峰量對水工建筑物的防洪安全起控制作用的工程。目前大中型水庫的規(guī)劃設計主要采用此法。19.如果流域缺乏雨量資料，如何推求定點~定面關系折算系數(shù)？答題要點：若流域資料缺乏，也可選取流域所在地區(qū)雨量站較多的地方建立定點~定面關系，如選某一點作為定點，以該點為中心作圓或正方形確定出某一定面，再把分析計算的定點~定面關系折算系數(shù)移用于本流域。20.如何繪制面平均雨深~面積~歷時曲線？答題要點：先繪制一場暴雨不同歷時的等雨量線圖，如歷時為12h、24h、48h，再從各種歷時等雨量線圖上的暴雨中心開始，依次向外量取每條等雨量線包圍的面積并求出各面積上的平均雨深，即可繪制面平均雨深~面積~歷時曲線。21.如何應用泰森多邊形法計算流域平均降雨量？答題要點：假定流域內(nèi)各點的降雨量可由與其距離最近的雨量站降雨量代表，先用直線連結相鄰雨量站（包括流域周邊外不遠的雨量站），構成若干個三角形，再作每個三角形各邊的垂直平分線；這些垂直平分線和流域邊界線將流域劃分成若干個多邊形，每個多邊形正好對應一個雨量站，這些多邊形稱為泰森多邊形；最后以每個泰森多邊形的面積與流域面積的比值為權重計算流域平均雨量。22.由暴雨資料推求設計洪水的主要程序包括哪幾部分？答題要點：①推求設計暴雨。用頻率分析法求不同歷時指定頻率的設計雨量及暴雨過程，或使用可能最大暴雨圖集求可能最大暴雨。②推求設計凈雨。采用降雨徑流相關圖法、初損后損法或其他方法推求設計凈雨。③推求設計洪水過程線。應用時段單位線法或瞬時單位線法進行匯流計算，即得流域出口斷面的設計洪水過程。23.、如何對暴雨資料進行一致性審查？答題要點：暴雨資料一致性審查，對于按年最大值選樣的情況，理應加以考慮，但實際上有困難。對于推求分期設計暴雨，要注意暴雨資料的一致性，不同類型的暴雨是不一樣的，如我國南方地區(qū)的梅雨與臺風雨，宜分別考慮。為什么可以應用暴雨資料推求設計洪水？三、計算題1.解：①根據(jù)大陸多年平均情況下的水量平衡方程：R=Pc-Ec=119000-72000=47000km3②根據(jù)海洋多年平均情況下的水量平衡方程：E0=P0+R=458000+47000=505000km3③根據(jù)全球多年平均情況下的水量平衡方程：E=Ec+E0=72000+505000=577000km3④根據(jù)全球多年平均情況下的水量平衡方程：P=Pc+P0=119000+458000=577000km3解：根據(jù)題中給定的值及洪水標準，查附表得100年一遇及1000年一遇洪水標準的值分別是3.20和4.62，設計的洪峰流量分別為。四、論述題1.實施水資源可持續(xù)利用發(fā)展戰(zhàn)略有何意義？答題要點：我國人口眾多，根據(jù)預測，2050年我國人口將接近16億人，經(jīng)濟將達到中等發(fā)達國家的水平，水資源的需求量極大，按照我國目前供水量估算，需要新增加約1200億~1600億m3的供水量，缺口較大。因此，應依照水資源可持續(xù)利用理念，改變過去單一的開源做法，而采取節(jié)流、開源、保護并舉的綜合措施，來解決新增加的供水量的問題。堅持科學發(fā)展觀，實施水資源的可持續(xù)利用，為我國經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展提供支持和保障，這是我國水資源開發(fā)利用面臨的重大課題。2.水文分析計算在水利工程建設和管理中的作用是什么？答題要點：①規(guī)劃設計階段。由于工程規(guī)模與河流水量的大小有關，該水量估算得過大或過小均會對工程的規(guī)模、造價、安全、泥沙淤積等問題帶來影響，因此需要應用水文計算確定合理的工程規(guī)模。②施工階段。要修建圍堰、導流渠等臨時性建筑物，因此也需要進行水文計算確定這些臨時性建筑物的規(guī)模；另外，還需要水文預報提供短期或中期的天然來水情勢。③運用管理階段。為了編制水量調(diào)度方案需要知道未來一定時期的來水情況；此外，在工程建成后，還要不斷復核和修改設計階段的水文計算成果，必要時對工程進行改造。3.簡述面積-流速法測流及流量計算的工作內(nèi)容。答題要點：包括3部分內(nèi)容：①斷面測量：分水道斷面測量和大斷面測量，可在斷面上布設一定數(shù)量的測深垂線，施測各條測深垂線的水深和起點距，用施測時的水位減去水深，即得各測深垂線處的河底高程，有了河底高程和相應的起點距，便可繪出測流斷面的橫斷面圖。②流速測量：國內(nèi)外廣泛使用流速儀測定水流的速度，在測流斷面上布設足夠數(shù)量的測速垂線，對于每條測速垂線，應將流速儀放置在不同的水深點測速。③流量計算：包括垂線平均流速計算、部分平均流速計算、部分面積計算、部分流量計算、斷面流量及其他水力要素計算等步驟和內(nèi)容。4.簡述水位流量關系曲線的高、低水延長方法。答題要點：①由水位面積和水位流速關系作高水位延長。一般河床穩(wěn)定的測站，水位面積、水位流速關