工程水文学试题及答案

'第二章工程水文学试题解第一章绪论一、概念题（一）填空题１.存在、分布、循环、物理化学性质及其环境因素，各水文现象（如降水、水位、流量、水质等）２.工程规划设计、施工建设、运行管理3.多年平均年降水量和多年平均年径流量4.水文分析与计算，水文预报5.成因规律，统计规律6.成因分析法，数理统计法（二）选择题１.[d]２.[c]3.[b]4.[b]5.[a]6.[b]7.[a]8.[c]9.[b]10.[c]（三）判断题１.[T]２.[T]3.[F]4.[F]5.[T]6.[F]7.[T]8.[T]（四）问答题１.答：工程水文学是水文学的一个重要分支，随着水利水电工程建设的大规模开展，为满足工程规划设计、施工和运行管理的迫切需要，水文工作者针对提出的问题，进行大量的、深入的试验研究，使水文学发展到工程水文学阶段。它主要包括水文分析与计算及水文预报两方面的内容。２.答：工程水文学在水利水电工程建设的各个阶段的作用主要是：（1）规划设计阶段，为规划设计工程位置、规模提供设计洪水、设计年径流等水文数据；（2）施工阶段，为施工设计提供设计水文数据，为指导现场施工，提供施工水文预报；（3）运用4管理阶段，提供各类水文预报成果，确保工程安全和发挥最大效益；同时，还需不断进行水文复核，提供新情况下的设计水文数据。3.答：水文规律，基本上可分为成因规律和统计规律两类，相应地，水文计算方法则分为成因分析法和数理统计法。也有将水文规律分为三类的，即成因规律、统计规律和地区综合规律，相应地，水文计算方法则分为成因分析法、数理统计法和地区综合法。156 4.答：水资源是水文循环引起陆地上一定区域平均每年产生的淡水量——降水量、径流量及其变化，这些可根据水文、水质观测资料通过水文学原理与方法分析计算推求，水资源评价（包括水环境质量）工作，就是由各级水文部门进行的。可见，二者之间有着非常密切的关系。5.答：（1）流域水量平衡原理；（2）流域降雨转化为净雨的规律，称流域产流规律；（3）流域净雨转化为流域出口径流的规律，称流域汇流规律，等等。6.答：（1）水文现象的概率分布函数；（2）水文现象间的相关关系：（3）水文因素的地区综合规律，等等。7.答：长江三峡工程，是举世闻名的特大型水利工程，具有防洪、发电、航运、旅游等重大综合效益。为实现这些宏伟目标，必需的建筑物有：大坝、溢洪道、电站、船闸、升船机、排沙设施等。为设计和管理好这些工程，发挥它们的最好效益，水文上主要应做好以下工作：设计洪水、设计年径流计算，来沙、输沙与淤积计算；水文、水质监测；水文预报、尤其洪水预报；水环境预测与评价。二、计算题１.解：根据水量平衡原理，对于全球的陆地区域，多年平均得到的水量为多年平均降水量Pc，必然等于多年平均流出的水量，即多年平均蒸发量Ec与多年平均流入海洋的径流量R之和。由此可得R=Pc-Ec=119000-72000=47000km3２.解：根据水量平衡原理，对于全球的海洋区域，多年平均得到的水量为多年平均的洋面降水量Po与多年平均从陆面流入海洋的径流量R之和，必然等于多年平均的洋面蒸发量Eo。由此可得R=Eo-Po=505000-458000=47000km3３.解：对于全球来说，根据水量平衡原理，全球的多年平均降水量P必然等于全球的多年蒸发量，即收支平衡，由此可得　P=Ec+Eo=72000+505000=577000km3156 水文循环与径流形成一、概念题（一）填空题1.汽、液、固，空中、海洋、陆地2.微粒，达到或超过饱和3.强烈上升，绝热4.大，小5.大循环6.小循环7.太阳辐射和地球的重力作用，水具有固、液、气三态互相转化的物理特性8.蒸发、降雨、下渗、径流9.水文循环过程10.某一区域在某一进入的水量减去流出的水量，等于该时段该区域蓄水量的变化11.河源、上游、中游、下游、河口12.流域13.闭合流域，非闭合流域14.河流长度15.河流纵比降16.河网密度17.河数率，河长率，面积率，比降率18.零19.气温、气压、风、湿度，云度20.水汽含量不变，气压一定的条件下，气温下降，空气达到饱和时的温度21.对流、地形、锋面、气旋22.冷锋23.暖锋24.雨强大、降雨范围小、降雨历时短25.高空槽、锋面气旋、低涡、切变线26.称重、虹吸、翻斗27.越大156 28.算术平均法、泰森多边形法、等雨量线法29.时段平均雨强，瞬时雨强30.水面蒸发、土壤蒸发、植物蒸散发31.、型、蒸发池32.温度、水汽压饱和差，扩散、对流、紊动33.土壤蒸发、植物蒸散发34.田间持水量35.下降，下渗能力曲线36.吸着水、薄膜水、毛管水、重力水37.毛管力38.植物截留、填洼、补充土壤缺水量、蒸发39.产流、汇流40.地面径流、壤中流、地下径流41.标准地下退水曲线42.径流系数43.流量44.径流模数45.洪峰流量模数（二）选择题1.[b]2.[c]3.[a]4.[d]5.[d]6.[d]7.[c]8.[b]9.[d]10.[c]11.[d]12.[c]13.[d]14.[c]15.[b]16.[c]17.[c]18.[b]19.[a]20.[d]21.[c]22.[c]23.[a]24.[b]25.[d]26.[d]27.[c]28.[b]29.[a]30.[c]31.[b]32.[b]33.[b]34.[c]35.[d]36.[d]37.[c]38.[c]39.[b]40.[b]41.[d]42.[c]43.[b]44.[b]45.[b]46.[c]47.[a]48.[c]49.[b]50.[a]51.[b]52.[b]53.[b]54.[c]55.[b]56.[a]57.[c]58.[b]59.[b]60.[d]61.[a]62.[a]63.[c]64.[a]65.[b]66.[a]67.[b]68.[d]69.[d]70.[c]71.[d]156 （三）判断题1.[T]　　2.[T]3.[F]4.[F]5.[T]6.[T]7.[F]8.[F]9.[F]10.[T]11.[T]12.[T]13.[T]14.[T]15.[T]16.[F]17.[F]18.[F]19.[F]20.[T]21.[T]22.[F]23.[T]24.[F]25.[F]26.[T]27.[T]28.[T]29.[F]30.[F]31.[T]32.[F]33.[F]34.[F]35.[F]36.[T]（四）问答题1.答：地球上的广大水体，在太阳的辐射作用下，被蒸发成水汽，随风向各处输送，并在适当的气象条件下，成云致雨，降落在地面或海洋上，前者又形成地面、地下径流，回归大海。地球上这种蒸发—水汽输送—降水—径流—再蒸发……的循环过程，称水文循环。形成水文循环的原因，可分为两个方面：一是水具有固、液、气三态转化的特性；再是太阳辐射和重力作用。2.答：水资源是指由于自然界的水文循环，在一定地区形成的多年平均年降水量或年径流量，为淡水资源。因为水文循环年复一年永不停止的进行，水资源也就年年生成，所以是再生资源。3.答：从前认为水资源是取之不尽、用之不竭，是因为从前的生产力水平比较低，人口较少，用水还远远没有超过那里的水资源量，因而产生了这一错觉。现在，人口大大膨胀，生活水平大大提高，生产力高度发展，用水供不应求，开始认识到从前的观念是不对的。要使水资源能够长期可持续利用，最根本的措施是提高用水效率，提高水的重复利用率，防治水污染，合理调配水量，尽可能减少淡水资源的无效蒸发，以及咸水淡化。4.答：（1）搜集指定断面以上河流所在地区的地形图；（2）在地形图上画出地面集水区的分水线；（3）用求积仪量出地面分水线包围的面积，即流域面积。5.答：（1）流域在非岩溶地区，没有暗河、天坑；（2）径流系数小于1；（3）出口断面能下切至岩层。6.答：（1）毁林开荒使山区的植被受到破坏，暴雨时将会造成严重的水土流失，使下游河道淤塞，排水不畅；（2）裸露的坡地，下渗差，暴雨时产生地面径流大，汇流速度快，将使洪峰大大增高。7.答：:围垦湖泊，主要使湖泊的蓄洪容积大大减小；同时，被围垦的土地，还要大量排渍，使河流洪水显著加剧。8.答：因大、中流域地面大，地下分水线不重合所造成的地面、地下集水区的差异相对全流域面积很小，此外有可能使正负差异相互抵消，另外大、中流域出口断面下切较深，使地下径流全部通过出口断面流出。156 9.答：岩溶地区地面溶洞非常发育，地面、地下分水线常常不一致；或比较小的流域，因河流下切过浅，出口断面流出的径流并不正好是流域地面集水区上降雨产生的径流；人为的跨流域调水等等。10.答：河流自上而下分为河源、上游、中游、下游、河口五段，河源是河流发源地，可以是泉水、溪涧、冰川等；上游的河谷窄、坡度大、水流急、下切侵蚀为主，常有瀑布、急滩；中游坡度渐缓，下切力减弱，旁蚀力强，河槽变宽，两岸有滩地，河床较稳定；下游河槽宽，坡度缓，流速小，淤积为主，浅滩沙洲多，河曲发育；河口泥沙大量淤积，往往形成三角洲。11.答：斯特拉勒（strahler）法按如下原则对河流进行分级：（1）直接发源于河源的小河为1级河流；（2）二条同级的河流汇合成高一级的河流，如二条1级河流汇合成2级河流；（3）两条不同级的河流汇合成的河流，其级别为二者中的较高者，如1级的与2级的汇合后仍为2级。依此类推至流域出口，得流域中各段河流的级别。12.答：霍顿（Horton）提出的河流地貌定律有：(1)河数率：指河系中任一级河流的条数与该级河流级别的关系。(2)河长率：指河系中任一级河流的平均长度与该级河流级别的关系。(3)面积率；指河系中任一级河流的平均面积与该级河流级别的关系。(4)河流比降率：指河系中任一级河流的平均比降与该级河流级别的关系。13.答：（1）读雨量器的刻度有误；（2）干燥的雨量器需一定的雨水润湿内壁及漏斗；（3）自记雨量计的浮子导杆的摩擦影响（4）风速、风向的影响；（5）雨量器安装不够标准。14.答：（1）充足的水汽供应；（2）强烈持续的空气上升动力冷却。15.答：因为降水是水文循环过程中输送的水汽在适当的条件下形成的，而这些水汽主要来自海洋的蒸发，在向内陆的输送中，距离海洋愈近，水汽愈丰沛，形成降水的条件愈有利，所以降水丰沛；水汽输送途中，随着不断的降水，气流中的水汽不断减少，形成降水的条件愈来愈不利，使西北内陆的降水量也就逐渐减少。16.答：我国处于北半球温带地区，附近洋面夏季接受太阳辐射量大，蒸发强度高，大量的水汽随强劲的东南气流自海洋上空源源不断地输入我国广大地区，且夏季降水的天气系统，如台风雨、锋面雨等特别活跃，常常形成高强度、大范围、长历时的大暴雨，从而引发大洪水及特大洪水。17.答：层结曲线是因为不同高程的大气吸收地面长波辐射的不同，所形成的气温自地面向高空递减的曲线，其递减率约为平均每升高100m气温下降0.65156 ；状态曲线则为气块上升过程中，因气块膨胀消耗内能，气温随上升高度递减的曲线，坡度较前者陡。所以，二者不一致。18.答：气旋为有闭合等压线包围的低压区，空气在向低压中心辐合时，因受地球偏转力的作用，在北半球该力总是指向运动方向的右方，从而使气流呈反时针旋转。向低压区辐合的暖湿空气，上升过程中，动力冷却作用，导致云雨天气。19.答：大体上有三个经向的环流圈，即（1）赤道～间的经向环流圈：高空大气自赤道流向极地，为西南风；近地面为东北信风，空气从副热带高压带流向赤道；（2）～间的经向环流圈：高空为东北风，近地面为盛行的西南风；（3）～北极间的经向环流圈：高空为西南风，近地面为极地东北风。实际上的大气环流，因受海陆分布、季节等影响，更为复杂。20.答：有赤道低压带，副热带高压带，副极地低压带和极地高压带。21.答：一般可分为地形雨、对流雨、锋面雨、气旋雨4种类型。22.答：累积雨量过程线是降雨强度过程线的积分，可由逐时段的雨量沿时程累加求得；各时段的雨量可由累积雨量过程线差分得到，除以相应的时段长，得各时段雨强，从而绘出降雨强度过程线。23.答：山脉对气流有地形抬升作用，与平原区相比，更有利于降水的形成，因此，在同一气候区内，山区的降雨量往往大于平原。山区地势高，气温比平原低；再是山坡陡峭，雨水不易滞留，土壤常常不如平原的湿润，故蒸发量往往比平原的小。24.答：蒸发器折算系数K值的大小主要随下列因素影响而变化：（1）蒸发器的类型；（2）地理环境情况；（3）季节月份的不同。25.答：土壤地质条件类似的地区，有植被的地方下渗能力一般大于裸地的，主要原因是：（1）植被阻滞地面径流，延长了下渗时间；（2）枯枝落叶及根系的腐烂使土壤团粒化，更容易透水；（3）植被保护土壤表面的空隙，使其在暴雨中不易被堵塞。26.答：影响土壤下渗的因素主要有：土壤地质性质、降雨、植被、流域地形及人类活动因素。27.答：承压水处在两个稳定的隔水层之间，具有压力水头，一般不直接受气象、水文因素的影响，具有变化较稳定的特点，水质不易受污染。156 28.答：潜水是具有自由水面的地下水，不承受静水压力；水位受降水等因素影响而升降；它在重力作用下，由潜水位较高的地方渗流向较低的地方处，是地下径流的主要源泉。29.答：因气压一定时，露点的高低仅与空气中的水汽含量有关。30.答：影响一个地点的土壤蒸发各阶段的主要因素为：第一阶段的土壤蒸发与气象条件有关，按土壤的蒸发能力蒸发；第二阶段土壤蒸发与土壤含水量、蒸发能力大致成正比；第三阶段蒸发率显著减小，与气象条件和土壤含水量关系不明显。31.答：分以下三个阶段。各阶段土壤蒸发的特点如下：第一阶段土壤含水量大于田间持水量，土壤中的水分可以充分供给土壤表面蒸发，按土壤蒸发能力蒸发，蒸发只受气象条件影响；第二阶段，土壤土壤含水量介于毛管断裂含水量与田间持水量之间，土壤蒸发率与土壤含水量大致成正比；第三阶段土壤土壤含水量降至毛管断裂含水量以下，毛管向土壤表面送水的机制完全破坏，水分只能以薄膜水或气态水的形式向地面移动，这一阶段土壤蒸发率很微小，气象条件和土壤含水量的关系已不明显。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：R=P-E-ΔS式中：R为流域的年径流量，mm；P为流域的年降水量，mm；E为流域的年蒸发量，mm；ΔS156 为流域的年末、年初蓄水量之差，称年蓄水变量，mm。36.答：净雨和径流过程不同，降雨是扣除损失后的那一部分降雨，分布在整个流域上。净雨是径流的来源，径流是净雨的归宿，净雨经过流域汇流形成出口的径流过程，降雨停止时净雨便停止了，但降雨停止后径流却要延续很长时间。37.答：下渗能力是充分供水条件下的下渗率，而一次实际降雨过程并不都是充分供水，当降雨强度小于该时刻的下渗能力时，只能按降雨强度下渗，当降雨强度大于或等于该时刻的下渗能力时，才能按下渗能力下渗。38.答：大面积灌溉会引起河川径流流量及其年内分配改变；流域蒸发增加，使河川径流减少；地下水位抬高，灌区气温和湿度也会有所变化。39.答：在水文学中，人类活动包括影响水文循环的各类大规模的工程和非工程措施，如修建水利水电工程，大面积灌溉和排水，各种水土保护措施，土地利用方式，都市化和工业化等活动。40.答：一般降雨量大，洪量也大。当降雨量相同，历时愈短，则雨强愈大，所产生的洪峰流量也愈大，洪峰过程线呈尖瘦形；降雨时空分布均匀时洪峰相对较小；暴雨中心位置在下游时，洪峰流量则较大，峰现时间较早；暴雨中心在上游时，洪峰流量就要小些，峰现时间较晚。41.答：当流域闭合时，对某一时段其水量平衡方程为R=P-E-ΔS，其中R、P、E、ΔS分别为该时段流域径流量、降水量、蒸发量、蓄水变量。显然，P一定时，E大R则小，反之则大；再是ΔS将有两个去向，或是蒸发或是变为径流，这也使蒸发增大时径流减小。42.答：由于蒸发器受自身结构、季节及周围环境气候影响，其观测值与自然水面蒸发量有差异，而折算系数K=E器/E池，E池为大型蒸发池的观测值，其水面蒸发量接近天然条件下水体的蒸发量，故蒸发器测得的观测值应乘以折算系数。43.答：因为流域出口的径流过程是相应的降雨扣除损失后的净雨形成的，显然，其径流量必然比相应的降雨量小，所以径流系数必然小于1。44.答：河川径流是流域降雨通过产流、汇流过程形成的，汇流包括地面汇流和地下汇流，前者主要受控于河网、湖泊的调蓄作用，后者主要受控于地下水库的调蓄作用，使径流过程变远远比降雨过程平缓和滞后，尤其是地下汇流速度极其缓慢，使河川径流常年不断。45.答：与天然流域相比，流域城市化后，大量的透水面积，如林地、草地、农田变为不透水的面积，如房屋、街道、路面等，下渗大大变小；还有许多水塘、湖泊被填，调蓄容积减少。从流域水量平衡方程可知，这必然使径流量比天然情况的显著增大。另外，城市化后的排水渠道更为顺畅，汇流速度加快，雨水更容易汇集，从而使洪峰增高。二、计算题156 1.解：该河流的平均纵比降按下式计算：‰2.解：（1）算术平均法：流域内只有A站，故流域平均面雨量即该站的雨量值，即（2）泰森多边形法：由两站分布情况，作泰森多边形于图1-2-2上，如图2-2-1。由于站B离流域太远，A站代表的是全流域面积，其权重为1，B站在流域内无代表面积，其权重为0，故结果与上法相同，也是图2-2-1某流域（图2-2a）泰森多边形3.解：(1)算术平均法：流域内只有A站，故流域平均面雨量即该站的雨量值：(2)泰森多边形法：由二站分布情况，作泰森多边形于图1-2-3上，如图2-2-2。图2-2-2某流域泰森多边形泰森多边形法计算该次降雨的平均面雨量为：=0.78×360+0.22×210=327㎜可见两法的结果相差较大，算术平均法不能利用流域附近的雨量资料，将是一个较大的缺点。4.解：（1）算术平均法：按流域内的两站的雨量计算：（2）泰森多边形法：由三站分布情况，作泰森多边形于图1-2-4上，如图2-2-3。可见B站离流域过远，在流域内的代表面积为0。A、C站代表面积的权重分别为0.56、0.44，故得：=0.56×260+0.44×150=211.6㎜156 图2-2-3某流域泰森多边形1.解:作泰森多边形于图1-2-5上，如图2-2-4：图2-2-4某流域泰森多边形6.解:（1）根据泰森多边形法的假定和作图方法，绘制泰森多边于图1-2-6上，如图2-2-5：图2-2-5某流域泰森多边形（2）计算本流域的平均雨量公式：7.解:156 （1）根据绘制的等雨量线图1-2-7量算出各相邻等雨量线间的流域面积，按该法计算流域平均雨量：=126.7㎜8.解:根据表1-2-1资料，列表2-2-1进行：(1)计算和绘制时段平均降雨强度过程线将表1-2-1中（2）栏的时段雨量除以第（1）栏的时段长，即得第（3）栏的各时段平均雨强，依此绘制该次降雨的时段平均降雨强度过程线～，如图2-2-6所示。表2-2-1某站一次降雨实测的各时段雨量时间t(h)（1）0-88-1212-1414-1616-2020-24雨量（2）8.036.248.654.030.06.8雨强（3）1.09.124.327.07.51.7累积雨量（4）8.044.292.8146.8176.8183.6(2)计算和绘制累积雨量过程线将表中（2）栏的时段雨量逐时段累加，即得第（4）栏各时刻的累积雨量，依此绘制该次降雨的累积雨量过程线～，如图2-2-6所示。图2-2-6某站一次降雨的时段平均降雨强度过程线～与累积雨量过程线～9.解:(1)计算各时段的流域平均雨量：由表1-2-2资料，按表2-2-2计算。各站各时段的雨量乘自身的权重gi，得各站各时段的权雨量giPji，同时段的权雨量相加，得该时段的流域平均雨量，列于表中最下一栏。表2-2-2某流域各站实测的1998年6月29日流域平均降雨计算各站各时段的雨量、权雨量（mm）156 雨量站代表面积fi(km2)权重gi（=fi/F)13-14h14-15h15-16h16-17hgigiggi11.20.063.40.2081.14.879.70.581.40.0822.790.145.00.7060.08.4011.01.540.70.1032.580.137.50.9830.53.9721.32.770.90.1241.60.080021.51.729.70.781.80.1450.940.0511.50.5846.52.3315.00.751.70.0961.790.0914.11.2765.95.9317.01.531.60.1472.740.138.51.1145.75.949.81.270082.340.120.10.0136.84.427.80.940.90.1192.840.140.10.0127.13.7912.71.790.80.11101.230.0614.50.8740.92.459.40.560.70.04流域的20.01.005.7343.8212.510.93(2)本次降雨的流域平均总雨量：为各时段流域平均雨量之和，即=5.73+43.82+12.5+0.93=63.0mm10.解:（1）由表1-2-3资料绘制7月16日的降雨累积过程线，如图2-2-7；图2-2-7某站7月16日的降雨累积过程线（2）从7月16日的降雨累积过程线上，自开始每隔时段读一个累积雨量值，依次填入表2-2-4第（2）栏；（3）第i时段的雨量为的累积雨量值减时的累积雨量值，即=-。依此得各时段的，列于表2-2-3第（3）栏。表2-2-3某站时段雨量过程计算表时间t(3h)（1）012345678(mm)（2）06.012.039.066.3180.0243.0267.0274.8156 (mm)（3）06.06.027.027.3113.763.024.07.8(4)成果分析：作图计算，中间内插读数时难免有一定误差，但总量已经得到控制，因此，对总的结果影响不大。11.解:8月的折算系数为0.97，用它乘8月30、31日的观测值，得水库这2天的日水面蒸发量分别为5.0、5.8㎜；用9月的折算系数1.03乘9月1、2、3日的观测值，得这些天的分别为6.4、6.0、5.8㎜。12.解:已知水面温度为20，代入饱和水汽压计算公式，有：13.解:露点为空气在一定的大气压下，保持水汽含量不变，使气温下降空气达到饱和时的温度。对应于这一温度时，，，即露点温度。反求露点温度：二边取对数，得，将=代入，得：14.解：(1)由6月8日水面温度，计算相应的水面饱和水汽压；(2)由下式计算当日的库水面蒸发量为=15.解：7月5日的土壤蓄水量大于毛管断裂含水量，所以用下式计算该日的土壤蒸发量16.解：设、分别代表土柱的第t日和第t-1日开始时的土壤蓄水量，mm；分别代表土柱的第t日降雨量和它产生的径流量，mm；代表土柱的第t日的土壤蒸发量，mm。根据水量平衡原理，可建立第t日土壤蓄水量的计算式：将有关的数值代入上式，即可求得7月9日土壤蓄水量：156 17.解：作为一个实验点，人工降雨的实验面积很小，地表蓄水小而稳定雨期蒸发可以不计，故其水量平衡可写成=-据此，由表1-2-5资料算得本次实验的累积下渗过程，列于表2-2-4中最末一栏。表2-2-4流域某一测点由渗实验的、计算单位：㎜时间t(h)（1）012345678（2）070140210240270300310320（3）032.779.5133.0151.6173.2196.7201.3206.6（4）037.360.577.088.496.8103.3108.7113.4时间t(h)（1）91011121314151617（2）330340350360370380390400410（3）212.3218.3224.5230.6236.9243.3249.7256.1262.5（4）117.7121.7125.5129.4133.1136.7140.3143.9147.518.解：(1)计算各时段的平均下渗率：根据表1-2-6资料，列表2-2-5进行计算。时段末的累积下渗量减时段初的累积下渗量，得该时段的下渗量，除以时段长，即得该时段的平均下渗率。结果列于表中第（3）栏。表2-2-5实测的某点实验的累积下渗过程及下渗曲线～计算时间t(h)（1）012345678(mm)（2）037.360.577.088.496.8103.3108.7113.4平均下渗率（mm/h）（3）37.323.216.511.48.46.55.44.7时间t(h)（1）91011121314151617(mm)（2）117.7121.7125.5129.4133.1136.7140.3143.9147.5平均下渗率（mm/h）（3）4.34.03.93.83.73.63.63.63.6（2）绘制下渗曲线：以下渗率为纵坐标，以时间为横坐标，由表中（1）、（3）栏对应数据即可绘出图2-2-8的下渗曲线～。由图可知：稳定下渗率。156 图2-2-8某实验地点的下渗曲线～19.解：（1）计算和绘制下渗曲线：将上述参数代入下渗方程，得依此算得各时刻的下渗率，列于表2-2-6第（2）栏，绘成下渗曲线～，如图2-2-9所示。（2）计算和绘制下渗累积曲线：由上面计算的进一步计算各时段的平均下渗率乘以时段，得各时段的下渗量，连续累加，即得各时刻的累积量，绘成下渗累积曲线如图2-2-9。表2-2-6某流域下渗曲线～及累积下渗过程计算表时间0123456784022.116.411.17.96.04.84.13.731.119.313.89.57.05.44.53.9031.150.464.273.780.786.190.694.5时间910111213141516173.43.23.23.13.03.03.03.03.03.63.33.23.23.13.03.03.03.098.1101.4104.6107.8110.9113.9116.9119.9122.9156 图2-2-9某流域下渗曲线～及累积下渗过程20.解：该次暴雨洪水的径流深它在数量上等于该次暴雨的净雨量，故该次暴雨产生的净雨深为150mm。21.解：该次暴雨洪水的径流深因为损失量S就是不能形成河流洪水的那一部分降雨，故有S=22.解：(1)计算多年平均年径流总量：（2）计算多年平均径流深：（3）计算多年平均的径流系数23.解：（1）7月10日暴雨的径流系数（2）7月14日暴雨的径流系数156 （3）＜，主要是7月10日暴雨前降雨比较少，流域很干燥，降雨损失大；7月14日暴雨前，已有比较大的暴雨，使流域处于很湿润的状态，降雨损失很小，产流量大，因此径流系数比较大。24.解：（1）多年平均流量：（2）多年平均径流深25.解：（1）计算多年平均年最大洪峰流量（1）不能按所给资料推求多年平均年最大洪峰的洪量，因为洪峰流量是瞬时值，而洪量则对应于一定的时段。26.解：（1）计算设计净雨量：==0.82×187=153.3mm（2）计算设计暴雨的损失量：=-=187-153.3=33.7mm27.解：（1）计算流域的多年平均径流深：（2）计算流域的多年平均蒸发量：由水量平衡原理（2）计算多年平均陆面蒸发量：该流域为山区，水面面积极小，水面蒸发与流域蒸发相比可以忽略不计，所以流域的多年平均蒸发量即多年平均陆面蒸发量。28.解：（1）计算流域的多年平均蒸发量+（1-0.21）=0.21×1040+0.79×750=810.9mm（2）计算流域的多年平均径流深：由水量平衡原理29.解：由表1-2-7资料计算如下：（1）该次洪水的径流总量：按下式计算156 （2）该次洪水的径流深：按下式计算（3）该次洪水的径流系数：30.解：（1）计算多年平均年径流总量（2）计算多年平均年径流深（3）计算多年平均流量模数（4）计算多年平均径流系数31.解：（1）计算多年平均陆面蒸发量：建库前，流域中水面面积甚微，流域蒸发基本等于陆面蒸发，故（2）计算建库后的多年平均流域蒸发量：建库后，流域的水面蒸发已不能忽略，因此=852.4mm（3）计算建库后流域的多年平均径流深：852.4=547.6mm（4）计算建库后多年平均流量：32.解：（1）计算流域多年平均径流深：（2）计算流域多年平均蒸发量：（3）计算流域多年平均陆面蒸发量：故得=33.解：（1）计算流域多年平均径流深（2）计算流域多年平均蒸发量156 （3）计算流域多年平均水面蒸发量：由于故得==1602.0mm34.解：(1)计算流域多年平均径流深(2)计算流域多年平均蒸发量：(3)计算流域多年平均降雨量35.解：（1）计算流域多年平均蒸发量：（2）计算流域多年平均径流深：36.解：（1）计算流域多年平均径流深（2）计算多年平均年径流系数37.解：（1）计算围湖造田后流域多年平均蒸发量=（2）计算围湖造田后流域多年平均径流深（3）计算围湖造田后流域多年平均流量38.解：（1）计算原来状态下的流域多年平均流量：流域多年平均蒸发量流域多年平均径流深则得原来状态下的流域多年平均流量（2）计算围湖造田后的多年平均径流量：类似上面的计算，可求得围湖造田后流域多年平均蒸发量：围湖造田后流域多年平均径流深：156 围湖造田后流域多年平均流量：（3）计算多年平均径流量的变化：围湖造田后陆面面积增加，湖泊调蓄容积减少，多年平均径流量将增加，其值为156 水文信息采集与处理一、概念题（一）填空题1．在流域内一定地点(或断面)按照统一标准对所需要的水文要素作系统观测以获取信息并进行处理为即时观测信息，这些指定的水文观测地点2．基本站、专用站3．选择测验河段、布设观测断面4．测站控制5．水位、断面因素、糙率和水面比降6．基线、水准点，基本水尺断面、流速仪测流断面、浮标测流断面、上下辅助断面、比降断面(包括上、下比降断面)7．驻测、巡测、间测、水文调查8．雨量器、自记雨量计9．称重式、虹吸式（浮子式）、翻斗式10．分段定时、2段制、每日8时、20时、本日8时、次日8时11．每日8时、每天上午8时、本日8时、次日8时12．河流、湖泊、水库、海洋等水体的自由水面在某一指定基面以上的高程13．青岛黄海基面14．人工观测、自记水位计记录、水位数据编码存储、水位自动测报系统15．水尺、自记水位计16．基本水尺、比降水尺17．0、2418.0、2419．算术平均法、面积包围法20．流量、径流量、径流深21．测量横断面、测量流速22．水深、起点距、水位23．过水断面面积、死水面积24．测深杆测深、测深锤测深、铅鱼测深、超声波测深仪测深25．测验断面上的固定起始点至某一垂线的水平距离156 26．转数27．100s28．浮标系数29．浮标类型、风力风向30．悬移质、推移质、河床质31．含沙量、输沙率32．横式采样器、瓶式采样器33．含沙量测定、流量测验34．与断面平均含沙量有稳定关系的断面上有代表性的垂线和测点含沙量、断面平均含沙量35．沙样中各种粒径的泥沙各占多少（百分比）的分配情况36．定期采集实验室分析水样和对某些水质项目进行现场测定的基本单位、水质监测断面37．天然水体的水化学成分监测、污染情况的水化学成分监测、为其他专门目的的水化学成分监测38．点源污染、非点源污染39．流域调查、水量调查、洪水与暴雨调查、其他专项调查40．比降法计算、水面曲线推算41．定线、推流、定线、推流42．稳定、不稳定、稳定的水位流量关系、不稳定的水位流量关系43．河槽冲淤、洪水涨落、变动回水、水生植物影响、结冰影响44．30%、10%（二）选择题1.(C)2.(A)3.(D)4.（D）5.（C）6.（C）7.（C）8.（A）9.(B)10.（C）11.(D)12.（C）13.(A)14.(A)15.(A)16.（B）17.（C）18.(B)19.(A)20.（B）21.（B）22.(C)23.（B）24.(D)25.(B)26.(A)27.(C)28.（B）29.（A）30.（C）（三）判断题1．（T）2．（F）3．（F）4．（T）5．（F）6．（T）7．（F）8．（F）9．（F）10．（F）11．（F）12．（T）13．（F）14．（F）156 15．（F）16．（T）17．（F）18．（F）19．（F）20．（T）21．（F）22．（F）23．（F）24．（T）（四）问答题1．答：（1）读雨量器的刻度有误；（2）干燥的雨量器需一定的雨水润湿内壁及漏斗；（3）自记雨量计的浮子导杆的摩擦影响（4）风速、风向的影响；（5）雨量器安装不够标准。2．答：（1）蒸发器的类型；（2）地方、环境；（3）季节月份的不同；3．答：由于蒸发器受自身结构及周围环境气候影响，其观测值与自然水面蒸发量有差异，而折算系数K=E池/E池，E池（大型蒸发池）观测的的水面蒸发量接近天然条件下水体的蒸发量，故蒸发器测得的观测值应乘以折算系数。4.答：水文信息采集与处理是研究各种水文信息的测量、计算与数据处理的原理和方法的一门科学，是水文学与水资源学的重要组成部分。水文信息的采集有两种情况：一种是对水文事件当时发生情况下实际观测的信息，另一种是对水文事件发生后进行调查所得到得信息。5．答：在流域内一定地点(或断面)按统一标准对所需要的水文要素作系统观测以获取信息并进行处理为即时观测信息，这些指定的地点称为水文测站。水文测站所观测的项目有：水位、流量、泥沙、降水、蒸发、水温、冰凌、水质、地下水位等。只观测上述项目中的一项或少数几项的测站，则按其主要观测项目而分别称为水位站、流量站(也称水文站)、雨量站、蒸发站等。水质监测站定期采集实验室分析水样和对某些水质项目进行现场测定。6．答：由于单个测站观测到的水文要素其信息只代表了站址处的水文情况，而流域上的水文情况则须在流域内的一些适当地点布站观测，这些测站在地理上的分布网称为水文站网。156 水文站网布设测站的原则是通过所设站网采集到的水文信息经过整理分析后，达到可以内插流域内任何地点水文要素的特征值，这也就是水文站网的作用。具体来讲，（1）按站网规划的原则布设测站；（2）预计将修建水利工程的地段，一般应布站观测；（3）对于较小流域，虽然不可能全部设站观测，应在水文特征分区的基础上，选择有代表性的河流进行观测；（4）在中、小河流上布站时还应当考虑暴雨洪水分析的需要；（5）布站时应注意雨量站与流量站的配合；（6）对于平原水网区和建有水利工程的地区，应注意按水量平衡的原则布站。也可以根据实际需要，安排部分测站每年只在部分时期(如汛期或枯水期)进行观测；（7）水质监测站的布设，应以监测目标、人类活动对水环境的影响程度和经济条件这三个因素作为考虑的基础。7．答：按信息采集工作方式的不同，收集水文信息的基本途径可分为驻测、巡测、间测和水文调查四种。（1）驻测就是水文观测人员常驻河流或流域内的固定观测站点上，对流量、水位、降水量等水文要素所进行的观测。根据实际需要，驻测可分为常年驻测、汛期驻测或某规定时期驻测。驻测是我国收集水文信息的最基本方式，但存在着用人多、站点不足、效益低等缺点。(2)巡测是水文观测人员以巡回流动的方式定期或不定期地对一个地区或流域内的各观测站点进行流量等水文要素的观测。巡测可以是区域性巡测、沿线路巡测、常年巡测或季节性巡测。巡测是解决测站无人值守问题的重要手段。(3)间测是中小河流水文站有10年以上资料分析证明其历年水位流量关系稳定，或其变化在允许误差范围内，对其中一要素（如流量）停测一时期再施测的测停相间的测验方式。停测期间，其值由另一要素(水位)的实测值来推算。（4）水文调查是为弥补水文基本站网定位观测的不足或其它特定目的，采用勘测、调查、考证等手段而进行的收集水文及有关信息的工作。水文调查是水文信息采集的重要组成部分，它受时间、地点的限制较小，可在事后补测，并能有效地收集了解基本站集水面积上所要求的水文信息，有较大的灵活性。8．答：水位是指河流、湖泊、水库及海洋等水体的自由水面离开固定基面的高程，以m计。水位与高程数值一样，要指明其所用基面。目前我国统一采用黄海基面，但各流域由于历史的原因，多沿用以往使用的大沽基面、吴淞基面、珠江基面，也有使用假定基面、测站基面或冻结基面的，因此使用水位资料时要查清其基面。156 观测水位的作用一是直接为水利、水运、防洪、防涝提供具有单独使用价值的资料，如堤防、坝高、桥梁及涵洞、公路路面标高的确定，二是为推求其他水文数据而提供间接运用资料。如水资源计算，水文预报中的上、下游水位相关法等。9．答：水位观测的常用设备有水尺和自记水位计两类。水尺按其构造形式不同，可分为直立式、倾斜式、矮桩式与悬锤式等。自记水位计则能将水位变化的连续过程自动记录下来，有的还能将所观测的数据以数字或图像的形式远传室内，使水位观测工作趋于自动化和远传化。10．答：通过观测数据来计算日平均水位有两种方法：（1）算术平均法计算：若一日内水位变化缓慢，或水位变化较大，但系等时距人工观测或从自记水位计上摘录，可采用算术平均法计算。（2）面积包围法：若一日内水位变化较大、且系不等时距观测或摘录，则可采用面积包围法，即将当日0～24小时内水位过程线所包围的面积，除以一日时间求得，其计算公式为：如0时或24时无实测数据，则根据前后相邻水位直线内插求得。11．答：流量是单位时间内流过江河某一横断面的水量，以m3/s计。它是反映水资源和江河、湖泊、水库等水体水量变化的基本数据，也是河流最重要的水文特征值。流量测验的方法很多，按其工作原理，可分为下列几种类型：（1）流速面积法：有流速仪法、航空法、比降面积法、积宽法(动车法、动船法和缆道积宽法)、浮标法(按浮标的形式可分为水面浮标法、小浮标法、深水浮标法等)。（2）水力学法：包括量水建筑物和水工建筑物测流。（3）化学法：又称溶液法、稀释法、混合法。（4）物理法：有超声波法、电磁法和光学法。（5）直接法：有容积法和重量法，适用于流量极小的沟涧。12．答：河道水道断面扩展至历年最高洪水位以上0.5--1.om的断面称为大断面。大断面的面积分为水上、水下两部分，水上部分面积采用水准仪测量的方法进行；水下部分面积测量称水道断面测量。156 河道水道断面的测量，是在断面上布设一定数量的测深垂线，施测各条测深垂线的起点距和水深并观测水位。测深垂线的起点距是指该测深垂线至基线上的起点桩之间的水平距离。测定起点距的方法有断面索法、仪器测角交会法、全球定位系统(GPS)定位的方法。水深一般用测深杆、测深锤、测深铅鱼或超声波回声测深仪。13．答：流速仪（旋杯或旋桨式）是用来测定水流中任意指定点的水流平均流速的仪器。它是由感应水流的旋转器（旋杯或旋桨），记录信号的记数器和保持仪器正对水流的尾翼等三部分组成。旋杯或旋桨受水流冲动而旋转，流速愈大，转速愈快。按每秒转数与流速的关系，便可推算出测点的流速，每秒转数n与流速V的关系，在流速仪鉴定槽中通过实验确定。每部流速仪出厂时都附有检定后的流速公式，为（K为仪器的检定常数，C为机器摩阻系数）14．答：常用的积点法测速是指在断面的各条垂线上将流速仪放至不同的水深点测速。测速垂线的数目及每条测速垂线上测点的多少是根据流速精度的要求、水深、悬吊流速仪的方式、节省人力和时间等情况而定。国际标准建议测速垂线不少于20条，任一部分流量不得超过10%总流量。为了消除流速的脉动影响，各测点的测速历时,可在60--100秒之间选用。但当受测流所需总时间的限制时，则可选用少线少点、30秒的测流方案。15．答：流量的计算按下列5个步骤进行：1）垂线平均流速的计算视垂线上布置的测点情况，分别按一点法、二点法、三点法、五点法进行计算。2）部分平均流速的计算岸边部分由距岸第一条测速垂线所构成的岸边部分，多为三角形，按公式vl=αVml计算，式中α称岸边流速系数，其值视岸边情况而定。中间部分由相邻两条测速垂线与河底及水面所组成的部分，部分平均流速为相邻两垂线平均流速的平均值，按式Vi=0.5*(Vmi-1+Vmi)进行计算。3）部分面积的计算以测速垂线划分部分，将各个部分内的测深垂线间的断面积相加得出各个部分的部分面积。若两条测速垂线(同时也是测深垂线)间无另外的测深垂线，则该部分面积就是这两条测深(同时是测速垂线)间的面积。156 4）部分流量的计算由各部分的部分平均流速与部分面积之积得到部分流量。5）断面流量的计算断面流量16．答：浮标测流法是一种简便的测流方法。在洪水较大或水面漂浮物较多，特别是在使用流速仪测流有困难的情况下，浮标法测流是一种切实可行的办法。浮标测流的主要工作是观测浮标漂移速度，测量水道横断面，以此来推估断面流量。用水面浮标法测流时，首先在上游浮标投放断面，沿断面均匀投放浮标，投放的浮标数目大致与流速仪测流时的测速垂线数目相当。用秒表观测各浮标流经浮标上、下断面间的运行历时，用经纬仪测定各浮标流经浮标中断面（测流断面）的位置（定起点距）。然后将上、下浮标断面的距离L除以，得到各浮标的虚流速，同时并绘制浮标虚流速沿河宽的分布图，从虚流速分布图上内插出相应各测深垂线处的水面虚流速，计算两条测深垂线间的部分面积和部分平均虚流速，则部分虚流量为。全断面的虚流量，则断面流量为断面虚流量乘以浮标系数，即。17．答：水质监测以江、河、湖、库及地下水等水体和工业废水、生活污水等排放口为对象进行监测，检查水的质量是否符合国家规定的有关水的质量标准，为控制水污染，保护水源提供依据。其具体任务如下：（1）提供水体质和量的当前状况数据，判断水的质量是否符合国家制定的质量标准。（2）确定水体污染物的时、空分布及其发展、迁移和转化的情况。（3）追踪污染物的来源、途径。（4）收集水环境本底及其变化趋势数据，累积长期监测资料，为制定和修改水质标准及制定水环境保护的方法提供依据。18．答：水质监测站是定期采集实验室分析水样和对某些水质项目进行现场测定的基本单位。它可以由若干个水质监测断面组成。156 根据设站的目的和任务，水质监测站可分为长期掌握水系水质变化动态，搜集和积累水质基本信息而设的基本站；为配合基本站，进一步掌握污染状况而设的辅助站；为某种专门用途而设的专用站；以及为确定水系自然基本底值（即未受人为直接污染影响的水体质量状况）而设的背景站（又称本底站）。水质监测分为3类：①天然水体的水化学成分监测，目的是为了提供江河湖库天然水质的基本情况。这类监测在统一规划的水化学站网上进行，除了少数控制站和有特殊需要的站外，一般在积累了10年资料以后，可以根据情况考虑停测或间测。②污染情况的水化学成分监测，目的是为了经常监视江河湖库污染情况，为水源保护工作提供有关资料。这类监测在已经发生或可能发生污染的地方进行。③为其他专门目的的水化学成分监测，如地下水水化学监测等。19．答：天然河道中，由于洪水涨落、断面冲淤、变动回水影响以及结冰和生长水草等其他因素的个别和综合影响，使水位与流量间的关系不呈单值函数关系，即水位流量关系不稳定。20．答：测站测流时，由于施测条件限制或其他种种原因，致使最高水位或最低水位的流量缺测或漏测。为取得全年完整的流量过程，必须进行高低水时水位流量关系的延长。对稳定的水位流量关系进行高低水延长常用的方法有以下几种：（1）水位面积与水位流速关系高水延长适用于河床稳定，水位面积、水位流速关系点集中，曲线趋势明显的测站。其中，高水时的水位面积关系曲线可以根据实测大断面资料确定。某一高水位下的流量，便可由该水位的断面面积和流速的乘积来确定。(2)用水力学公式高水延长此法可避免水位面积与水位流速关系高水延长中水位流速顺趋势延长的任意性，用水力学公式计算出外延部分的流速值来辅助定线。(3)水位流量关系曲线的低水延长法低水延长一般是以断流水位作为控制进行水位流量关系曲线向断流水位方向所作的延长。断流水位是指流量为零时的相应水位。假定关系曲线的低水部分用以下的方程式来表示:Q=K(Z-Zo)n式中Zo--断流水位；n，K一分别为固定的指数和系数。在水位流量曲线的中、低水弯曲部分，依次选取a、b、c三点，它们的水位和流量分别为Za、Zb、Zc及Q。、Qb、Qc。若Qb=QaQc，代人上式，求解得断流水位为:156 求得断流水位Zo后，以坐标(Zo，o)为控制点，将关系曲线向下延长至当年最低水位即可。21．答：（1）由点流速计算垂线平均流速、近而求出垂线间平均流速，由此平均流速与垂线间面积相乘得部分流量；（2）由点含沙量和相应点流速，用流速加权求垂线平均含沙量，进而计算出垂线间平均含沙量；（3）部分流量乘上相应垂线间平均含沙量得部分输沙率、累加各部分输沙率得断面输沙率；（4）由断面输沙率除以相应流量得断面平均含沙量。22．答：悬移质输沙率测验工作复杂繁重，因此很难实现逐日逐时施测，但实践中经过分析发现断面平均含沙量常与断面上某一测点或某一垂线平均含沙量有一定关系，经过多次实测资料分析，建立这种关系以后，经常性的泥沙取样工作便可只在此测点或垂线上进行，使测验工作大为简化。这样取得的水样称为单位水样，它的含沙量称为单位水样含沙量。23．答：目前收集水文资料的主要途径是定位观测，由于定位观测受到时间、空间的限制，收集的资料往往不能满足生产需要，当水利工程设计中需要了解最大流量、最大暴雨、最小流量等特征数据时，则必须通过水文调查来补充定位观测的不足，来了解几十年或几百年内历史上发生的洪、枯水情况，使水文资料更加系统完整，更好满足水资源开发利用、水利水电建设及其他国民经济建设的需要。因此水文调查是收集水文信息的一种重要手段。24．答：洪水调查可以获得的资料有：洪水痕迹洪水发生的时间、灾情测量、洪水痕迹的高程、河段的河槽情况、流域自然地理情况、河段的纵横断面等，从而对调查成果进行分析，推算出洪水总量、洪峰流量、洪水过程及重现期等特征资料。暴雨调查可以获得的资料有：暴雨成因、暴雨量、暴雨起迄时间、暴雨变化过程及前期雨量情况、暴雨走向及当时主要风向风力变化等。对历史暴雨的调查，一般通过群众对当时雨势的回忆或与近期发生的某次大暴雨对比，得出定性概念；也可通过群众对当时地面坑塘积水、露天水缸或其他器皿承接雨量作定量估计，并对一些雨量记录进行复核，对降雨的时、空分布作出估计。156 枯水调查获得的资料有：河流沿岸的古代遗址、古代墓葬、古代建筑物、记载水情的碑刻题记等考古实物以及文献资料，通过调查，以实物资料和文献记载相印证，可以得到不少古代极枯和较枯的水文年代。通常历史枯水调查只能根据当地较大旱灾的旱情、无雨天数、河水是否干涸断流、水深情况等分析估算出当时最枯流量、最低水位及发生时间。25.答：国家布设的水文站网的观测记录，经过整编后由主管单位逐年刊布成册称水文年鉴。水文年鉴按全国统一规定，分水系、干支流及上下游，每年刊布一次，全国共分10卷，74册。水文年鉴中刊有：1）水文年鉴卷册索引图；2）资料说明部分，其中包括水位、水文站一览表，地下水测站一览表，降水量，水面蒸发量册站一览表，以及水位、水文、地下水册站分布图，降水量、水面蒸发量测站分布图等。3）正文部分有各站的水位、流量、泥沙、水温、冰凌、水化学、地下水、降水量、蒸发量、水文调查等资料。水文年鉴仅刊布各水文测站的基本资料，中小型水库的建设地点，一般是没有水文站的，为了需要，各省都编制了各地区的水文手册和水文图集，以及历史洪水调查、暴雨调查、历史枯水调查等调查资料,这些是在分析研究该地区所有实测数据基础上编制出来的，它载有该地区的各种水文特征值、等值线图及计算各种径流特征值的经验公式。利用水文手册和水文图集便可以估算无水文观测数据地区的水文特征值。二、计算题1．解：将表1-3-1中每日的水位加上测站基面的海拔高度，即可得到采用黄海基面时测站每日的水位。具体结果如下。表2-3-1月日1月3月5月7月9月11月12349.3149.2649.2349.7750.5250.7053.6954.3753.8953.4652.7352.1354.8052.5052.9651.6151.8152.982．解：用算术平均法计算日平均水位，得3．解：用面积包围法计算日平均水位，得156 =+m4．解：用面积包围法计算日平均水位，得=+m5.解：用面积包围法计算日平均水位，得=+6．解：（1）内插出7月14日0时水位Z0=（2）内插出7月14日24时水位（3）计算7月14日日平均水位7．解：用面积包围法计算日平均水位，得=+m8．解：（1）内插出6日0时水位Z0=（2）内插出6日24时水位156 （3）计算7月14日日平均水位9．解：（1）垂线平均流速的计算Vm1=（V0。2+V0。8）/2=（Vm2=V0。6=（2）部分面积的计算（3）部分面积平均流速的计算V1=V2=V3=（4）断面流量的计算Q=q1+q2+q3=（5）断面平均流速的计算V=/s10．解：（1）垂线平均流速的计算Vm1=（V0。2+V0。8）/2=（Vm2=V0。6=（2）部分面积的计算156 （3）部分面积平均流速的计算V1=V2=V3=（4）断面流量的计算Q=q1+q2+q3=（5）断面平均流速的计算V=/s11．解：（1）垂线平均流速的计算Vm1=（V0。2+V0。8）/2=（Vm2=V0。6=Vm3=V0。6=（2）部分面积的计算（3）部分面积平均流速的计算V1=V2=V3=156 V4=（4）断面流量的计算Q=q1+q2+q3+q4=（5）断面平均流速的计算V=/s12．解：（1）垂线平均流速的计算Vm1=（V0.2+V0.8）/2=（Vm2=（V0.2+V0.6+V0.8）/3=（Vm3=V0。6=（2）部分面积的计算（3）部分面积平均流速的计算V1==V2=V3=V4=（4）断面流量的计算Q=q1+q2+q3+q4=（5）断面平均流速的计算V=/s156 13．解：利用公式V=进行计算，结果如下表2-3-2计算结果表水位Z（m）流量Q(m3/s)断面面积A(m2)平均流速V(m/s)44.3545.4546.4146.9647.585311200223028203510121015801980221024700.43880.75951.12631.27601.421114．解：由图上可查出水位为57.62m时断面流量为21400m3/s。15．解：首先利用断面平均流速和断面面积的乘积求出断面流量，然后在绘出水位流量关系曲线。具体为：表2-3-3水位Z（m）断面平均流速V(m/s)断面面积A(m2)断面流量Q(m3/s)水位Z（m）断面平均流速V(m/s)断面面积A(m2)断面流量Q(m3/s)01.22.02.53.100.71.21.41.8064136208300044.8163.2291.25403.54.04.24.55.01.92.12.02.22.3356460514600730676.496610281320167916．解：利用水位流量曲线，加以适当延长后，求出5.5m对应的流量为2155.5m3/s。17．解：流速仪测出的流量就是河流断面的真正流量，而水面浮标法测出的流量要乘以浮标系数才能得到河流断面的真正流量。结果见下表。表2-3-4测次日期水位(m)实测流量(m3/s)流量测法断面面积(m2)水面宽(m)流量(m3/s)月日时：分1218127:50～8:20102.59137流速仪98.683.6137156 1221231241258813147:30～8:2015:00～15:307:00～7:3018:00～18:20102.48104.15104.42104.171218511050944流速仪水面浮标水面浮标水面浮标92.331236131583.1157168157121723.35892.5802.418．解：Qs=19．解：Q=20．解：Qs=156 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5、P（A）+P（B）6、P（A）×P（B）7、正态分布，正偏态分布，负偏态分布8、大于等于9、大10、均值和均方差σ11、0，112、均值，离势系数Cv，偏态系数Cs13、14、1015、2016、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20、21、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25、（1）在经验频率曲线上读取三点计算偏度系数S（2）由S查有关表格计算参数值26、偏态系数Cs156 27、皮尔逊Ⅲ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39、x,y（二）选择题1、[d]2、[c]3、[c]4、[a]5、[c]6、[a]7、[a]8、[c]9、[b]10、[c]11、[b]12、[d]13、[a]14、[a]15、[b]16、[c]17、[d]18、[b]19、[b]20、[b]21、[b]22、[a]23、[a]24、[d]25、[b]26、[d]27、[a]28、[a]29、[b]30、[c]31、[c]32、[a]33、[c]34、[d]35、[c]36、[c]37、[c]38、[d]39、[c]（三）判断题1、[F]2、[T]3、[F]4、[T]5、[T]6、[F]7、[F]8、[T]9、[F]10、[F]11、[T]12、[F]13、[T]14、[T]15、[F]16、[F]17、[F]18、[F]19、[T]20、[T]21、[T]22、[F]23、[F]24、[T]25、[T]26、[F]27、[F]28、[T]29、[F]30、[T]31、[F]32、[T]（四）问答题156 1、答：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。偶然现象的出现也是有一定规律的。这种规律与其出现的机会联系着，我们常称这种规律为统计规律。正是因为偶然现象的规律是与其机会分不开的，因此在数学上就称这种偶然现象为随机现象。2、答：对水文学中常用的数理统计方法有时就叫水文统计法。水文统计的任务就是研究和分析水文随机现象的统计变化特性，并以此为基础对水文现象未来可能的长期变化作出在概率意义下的定量预估，以满足水利水电工程的规划、设计、施工以及运营期间的需要。3、答：概率是指随机变量某值在总体中的出现机会；频率是指随机变量某值在样本中的出现机会。当样本足够大时，频率具有一定的稳定性；当样本无限增大时，频率趋于概率。因此，频率可以作为概率的近似值。4、答：两个事件之间存在着互斥、依存、相互独立等关系。两个互斥事件A、B出现的概率等于这两个事件的概率的和：P（A+B）=P（A）+P（B）。在事件A发生的前提下，事件B发生的概率称为条件概率，记为P（B︱A），两事件积的概率等于事件A的概率乘以事件B的条件概率：P（AB）=P（A）×P（B︱A）；若A、B为两个相互独立的事件，则两事件积的概率等于事件A的概率乘以事件B的概率：P（AB）=P（A）×P（B）5、答：事件X≥x的概率P（X≥x）随随机变量取值x而变化，所以P（X≥x）是x的函数，这个函数称为随机变量X的分布函数，记为F（x），即F（x）=P（X≥x）。分布函数导数的负值，即f（x）=－，刻划了密度的性质，叫做概率密度函数，或简称密度函数。因此，分布函数F（x）与密度函数f（x），是微分与积分的关系。6、答：P（X≥x）表示X大于等于取值x的概率，称为超过制累积概率；而q（X≤x）表示X小于等于取值x的概率，称为不及制累积概率。两者有如下关系：q=1－P。7、答：数理统计中，把研究对象的个体的集合叫做总体。从总体中随机抽取一系列个体称为总体的一个随机样本，简称样本。样本既是总体的一部分，那么样本就在某种程度上反映和代表了总体的特征，这就是为什么能用样本的频率分布估算总体的概率分布的原因。8、答：统计参数为平均数，它为分布的中心，代表整个随机变量的水平；Cv称变差系数，为标准差之和与数学期望值之比，用于衡量分布的相对离散程度；Cs为偏差系数，用来反映分布是否对称的特征，它表征分布的不对称程度。9、答：正态分布密度曲线有下面几个特点：（1）单峰；（2）对于均值对称，即Cs=0，（3）曲线两端趋于无限，并以x轴为渐近线。10、答：频率格纸的横坐标的分划就是按把标准正态频率曲线拉成一条直线的原理计算出来的。这种频率格纸的纵坐标仍是普通分格，但横坐标的分划是不相等的，中间分格较密，越往两端分格越稀，其间距在P=50%的两端是对称的。156 11、答：皮尔逊Ⅲ型密度曲线的特点是：（１）一端有限，一端无限的不对称单峰型曲线；（２）该曲线有（它们与、Cv、Cs有关）三个参数；（3）Cs<2Cv时，最小值为负值；Cs=2Cv时，最小值为0；Cs=0时，为正态曲线。12、答：离均系数Φ是频率曲线上某点相对离均差与Cv的比值，即Φ=。在进行频率计算时，由已知的Cs值，查Φ值表得出不同P的ΦP值，然后利用已知的、Cv值，通过关系式即可求出各种P相应的xP值，从而可绘出x~P频率曲线。13、答：有一个n项水文系列X，按大小排序为：x1、x2、x3、……、xm、……、xn-1、xn。设m表示系列中等于及大于xm的项数，则即为系列X等于大于xm的频率，由于是用实测资料计算的，因之称为经验频率。将xm（m=1、2、……、n）及其相应的经验频率p点绘在频率格纸上，并通过点群中间目估绘出一条光滑曲线，即得该系列X的经验频率曲线。14、答：对暴雨和洪水（），；对枯水（），；对于P＝90%的枯水年，重现期为,它表示小于等于P＝90%的枯水流量在长时期内平均10年出现一次。15、答：无穷多个同容量样本，若同一参数的平均值可望等于总体的同一统计参数，则这一参数成为无偏估计值，可以证明均值是无偏估计值，Cv,Cs是有偏估计值，用样本无偏估计公式计算的参数Cv和Cs，严格说，仍是有偏的，只是近似无偏，因为我们掌握的仅仅是一个样本。16、答：为从随机变量X中抽取的容量为n的样本，其均值为；E(X)为原随机变量X总体的数学期望：17、答：权函数法使估计Cs只用到二阶矩，有降阶作用，有助于提高计算精度；采用了正态概率密度函数作为权函数，显然增加了靠近均值部位的权重，削弱了远离均值部位的权重，从而丢失端矩面积，提高Cs的计算精度。18、答：首先，由实测资料绘出经验频率曲线，在频率曲线上任取三个点，计算偏度系数S；其次，由S查S~Cs关系表，求得相应的Cs值；最后，再求其它参数和Cv。19、答：由有限的样本资料算出的统计参数，去估计总体的统计参数总会出现一定的误差，这种误差称为抽样误差。加长样本系列可以减小抽样误差。156 20、答：因为样本系列一般比较短，当设计标准很稀遇的情况下，在经验频率曲线上就查不到设计值，必须将经验频率曲线外延，为避免外延的任意性，给经验频率曲线选配一条理论频率曲线，将是一种比较好的方法。其次，一个国家用同一个线型，还便于地区之间的参数比较，也便于参数的归纳和分析。21、答：广泛采用配线法的理由是：（1）用经验频率公式（数学期望公式）估算实测值频率，它在数理统计理论上有一定的依据，故可将经验频率点作为配线的依据；（2）现行配线法有一套简便可行的计算方法。22、答：配线法的实质认为样本的经验分布反映了总体分布的一部分，因此可用配线法推求总体分布，其步骤如下：（1）经过审核的实测水文资料，按变量由大到小的次序排列，以各变量的序号m，代入式中，计算其经验频率值P，并将（x,p）点绘在频率格纸上；（2）以实测资料为样本，用无偏估计值公式计算统计参数、Cv、Cs，由于Cs抽样误差太大，一般当样本容量不够大时，常根据经验估计Cs值；（3）选定线型，一般采用皮尔逊Ⅲ型曲线，如配合不好，可改用其他线型，如克~闵型等；（4）按计算的、Cv及假定Cs的几个值，组成几组方案，分别查皮尔逊Ⅲ型曲线的Φ值或Kp值表，并计算出各种频率对应的xp，最后以xp为纵坐标，以P为横坐标，将几条理论频率曲线点绘在有经验点据的图上。（5）经分析比较，选一条与经验频率点配合较好的曲线作为计算成果。23、答：统计参数为平均数，它为分布的中心，代表整个随机变量的水平。当Cv和Cs值固定时，由于的不同，频率曲线的位置也就不同，大的频率曲线位于小的频率曲线之上。Cv称变差系数，为标准差之和与数学期望值之比，用于衡量分布的相对离散程度。当和Cs值固定时，Cv值越大，频率曲线越陡；反之，Cv值越小，频率曲线越平缓。Cs为偏差系数，用来反映分布是否对称的特征，它表征分布的不对称程度。当和Cv值固定时，Cs愈大，频率曲线的中部愈向左偏，且上段愈陡，下段愈平缓；反之，Cs愈小，频率曲线的中部愈向右偏，且上段愈平缓，下段愈陡。24、答：目估配线时，一般要求理论频率曲线要从经验频率点距中央通过，使经验频率点与理论频率配合最佳为标准。由于是目估定线，最后结果可能是因人而异。在计算机上配线时，现在有以纵标离差平方和为最小等定线准则。25、答：按数理统计方法建立依变量和自变量间近似关系或平均关系，称为相关分析。变量间是否存在相关关系，首先应从物理成因上分析，看变量之间是否确有成因关系，并把变量间的对应观测值点在坐标纸上，观察点群的密集程度进行判断，也可计算出相关系数，通过相关系数的大小和检验判断。156 26、答：相关分析步骤：（１）从成因上分析影响倚变量的主要因素，并结合实际选择相关变量；（2）建立相关方程（或相关图）；（3）检验相关的密切程度和可靠性；（4）当相关密切及关系可靠时，其相关方程（或相关图）即可付诸使用。相关分析一般用于插补和延展水文系列及建立水文预报方案。27、答：在相关分析中，相关系数是根据样本资料计算的，必然会有抽样误差，因此，为了推断两变量之间是否真正存在相关关系，必须对相关系数做显著性检验，检验是采用数理统计中的假设检验的方法，实际操作时，先给定信度，用n-2（n为系列长度）和查出该信度下相关系数的最低值，当计算值时，则检验通过，否则认为总体不相关。28、答：相关系数是表示两变量相关密切程度的一个指标，因为：（1）当时，由知，回归线的均方误差为Sy=0，两变量之间为完全相关，即函数关系。（2）若=0，Sy=,回归线误差达到最大，说明两变量没有关系。（3）0<<1,越接近1，Sy越小，点据也越靠近回归线。29、答：有些曲线形式可通过变量代换转化为线性关系，仍用直线相关法进行计算。如幂函数形式，两边取对数令，，，则对新变量而言，便是直线关系了。当计算出和后，再求出，即，。30、答：回归直线只是一条平均关系线，相关点不会都落在回归线上，而是散布于回归线的两旁，这样对同一个，实际值与回归线上查到值不会相等，必然存在离差,用离差平方和的均值再开方作为衡量回归线误差的指标，称为均方误，即：均方误与系列的均方差不同，是变量对系列均值离差平方和的平均值再开方，即：31、答：由有限的样本资料算出的统计参数，去估计总体的统计参数总会出现一定的误差，这种误差称为抽样误差。而回归线的均方误是由观测点与相应回归线之间的离差计算出来的。两者从性质上讲是不同的。156 二、计算题1、解：已知m=50，n=1000，代入概率计算公式，得=5%已知失败次数m=1000-50=950，则q==95%或者q=1-p=1-5%=95%2、解：每点出现的概率为，则P（3或4或5）=P（3）+P（4）+P（5）=3、解：掷1次出现6点的概率P（6）=连掷2次均得6点的概率P（连得2次6点）=×=连掷3次均得5点的概率P（连得3次5点）=××=4、解：可能的取值总数n=7每一个值出现的概率P（X=xi）=大于等于5的值有10，9，7，5共4个数，则P（X≥5）=+++==0.575、解：可能的取值总数n=7每一个值出现的概率P（X=xi）=小于等于4的值有2，3，4共3个数，则P（X≤4）=++==0.436、解：P（X≤4）=+==0.25P（X≥5）=+++==0.757、解：为方便计，计算列于表2-4-1。表2-4-1统计参数计算表xikiki－1（ki－1）2（ki－1）3（1）（2）（3）（4）（5）10178491.04171.77080.83330.41670.93750.04170.7708-0.1667-0.5833-0.06250.00170.59410.02780.34020.00390.00010.4579-0.0046-0.1984-0.0002∑485.00.00.96770.2548则0.44156 9.6×0.44=4.20.128、解：为方便计，计算列表于2-4-2。表2-4-2统计参数计算表xikiki－1（ki－1）2（ki－1）3（1）（2）（3）（4）（5）1001708040901.04171.77080.83330.41670.93750.04170.7708-0.1667-0.5833-0.06250.00170.59410.02780.34020.00390.00010.4579-0.0046-0.1984-0.0002∑4805.00.00.96770.2548则0.4496×0.44=420.129、解：已知T=100，由公式，计算出P=1%当CS=0。60、P=1%时，由表1-4-2查出ΦP=2。75则=900×（1+0.20×2.75）=1395mm10、解：设计洪水的频率P＜50%，年；设计年径流的频率P＞50%，年。11、解：12、解：已知n=5，计算列表在表2-4-3。先累加表2-4-3中的第（1）栏，∑xi=1000，则156 再计算xi－，进而计算（xi－）2和（xi－）3，累加得∑（xi－）2=13950；∑（xi－）3=828750则表2-4-3统计参数计算表xixi-（xi-）2（xi-）3（1）（2）（3）（4）3002001851651501000-15-35-501000002251225250010000000-3375-42875-125000∑100001395082875013、解：x系列：，y系列：，因σx＞σy，说明x系列比y系列的绝对离散程度大；因Cvy＞Cvx，说明y系列比x系列的相对离散程度大。14、解：①将原始资料按由大到小的次序排列，并将其列于表2-4-4的第（2）栏，总计∑Ri=17454.7，则均值。②计算各项的模比系数，列于表2-4-4的第（3）栏，应有∑Ki=n=18.0。③计算（Ki－1），列于表2-4-4的第（4）栏，应有∑（Ki－1）=0.00。④计算（Ki－1）2，列于表2-4-4的第（5）栏，总计∑（Ki－1）2=0.8752，则156 ∵∴σ=Cv=0.23×969.7=223.0mm⑤计算（Ki－1）3，列于表2-4-4的第（6）栏，∑（Ki－1）3=0.0428，则=0.23表2-4-4某站年径流系列统计参数计算表序号m按大小排列Ri（mm）Ki－1（Ki－1）2（Ki－1）3（1）（2）（3）（4）（5）（6）1234567891011121314151617181500.01165.31158.91133.51112.31112.31019.41005.6959.8957.6901.4898.3897.2847.9835.8780.0641.9527.51.551.201.191.171.151.151.051.040.990.990.930.930.930.870.860.800.660.540.550.200.190.170.150.150.050.04-0.01-0.01-0.07-0.07-0.07-0.13-0.14-0.20-0.34-0.460.30250.04000.03610.02890.02250.02250.00250.00160.00010.00010.00490.00490.00490.01690.01960.04000.11560.21160.16640.00800.00690.00490.00340.00340.00010.00010.00000.0000-0.0003-0.0003-0.0003-0.0022-0.0027-0.0080-0.0393-0.0973∑17454.718.00.00.87520.042815、解：由已知的=969.7mm，σ=223.0mm，Cv==0.23，Cs=0.23，代入计算均方误的公式，得均值的均方误=52.6均方差的均方误变差系数Cv的均方误偏态系数Cs的均方误16、解：先将年径流量Ri156 按大小排列，如表2-4-5中第（4）栏，第（3）栏是相应的序号m；再根据公式×100%计算经验频率，结果列于表2-4-5中第（5）栏。表2-4-5经验频率计算表年份年径流量Ri（mm）序号m按大小排列Ri（mm）×100%（1）（2）（3）（4）（5）1967196819691970197119721973197419751976197719781979198019811982198319841500.0959.81112.31005.6780.0901.41019.4817.9897.21158.91165.3835.8641.91112.3527.51133.5898.3957.61234567891011121314151617181500.01165.31158.91133.51112.31112.31019.41005.6959.8957.6901.4898.3897.2847.9835.8780.0641.9527.55.310.515.821.126.331.636.842.147.452.657.963.268.473.778.984.289.594.7∑17454.717454.717、解：①按矩法先估算参数、σ、Cv，计算成果知：=969.7mm，σ=223.0mm，Cv==0.23②由公式计算权函数φ（Ri）值，并列于表2-4-6中第（3）栏。③由表2-4-4中的第（4）、（5）两栏的（Ki-1）、（Ki-1）2值，计算（Ki-1）φ（Ri）、(Ki-1）2φ（Ri）值，并分别列于表2-4-6中第（4）、（5）栏。得∑（Ki－1）×φ（Ri）×10－5=－1.75×10－5∑（Ki－1）2×φ（Ri）×10－5=50.15×10－5④计算Cs：则表2-4-6权函数计算表156 序号i由大到小排列Ri（mm）×10－5（Ki－1）×φ（Qi）×10－5（Ki－1）2×φ（Qi）×10－5（1）（2）（3）（4）（5）1234567891011121314151617181500.01165.31158.91133.51112.31112.31019.41005.6959.8957.6901.4898.3897.2847.9835.8780.0641.9527.512.8120.4123.1133.7142.0142.0167.4169.2171.1171.0164.0163.4163.1149.4145.2122.963.628.37.0424.0823.3922.7321.3021.308.376.77-1.71-1.71-11.48-11.44-11.42-19.42-20.33-24.58-21.62-13.023.874.824.443.863.203.200.420.270.020.020.800.800.802.522.854.927.355.99∑-1.7550.1518、解：=853.1=0.66=0.66×853.1=563.1=1.1119、解：将表1-4-4的年径流量资料按从大到小排序，再应用计算经验频率的公式，计算其经验频率。计算结果列于表2-4-7。表2-4-7经验频率计算表年份流量Qi（m3/s）序号mQi按大小排序（1）（2）（3）（4）（5）196519661967196819691970197119721973197419751976197719781676601562697407225940277761449099059721419612345678910111213142259199518401828167614631117107710299909809297777613.136.259.3812.5015.6318.7521.8825.0028.1331.2534.3837.5040.6343.75156 197919801981198219831984198519861987198819891990199119921993199419959291828343413493372214111776198010291463540107757119951840151617181920212223242526272829303169761460159757156254049349041340740237234321421419646.8850.0053.1356.2559.3862.565.6368.7571.8875.0078.1381.2584.3887.5090.6393.7596.8820、解：①将原始资料按由大到小的次序排列，并将其列于表2-4-8的第（2）栏，总计∑Qi=26170，则均值②计算各项的模比系数，列于表2-4-8的第（3）栏，应有∑Ki=n=21.0③计算（Ki－1），列于表2-4-8的第（4）栏，应有∑（Ki－1）=0.00④计算（Ki－1）2，列于表2-4-8的第（5）栏，总计∑（Ki－1）2=4.2426，则∵∴σ=Cv=0.46×1246=573m3/s⑤计算（Ki－1）3，列于表2-4-8的第（6）栏，∑（Ki－1）3=1.9774，则=1.13表2-4-8某站年径流系列统计参数和经验频率计算表年份年径流Ri（mm）序号m按大小排列Ri（mm）Ki－1（Ki－1）2（Ki－1）3（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）1945194619471948194919501951195215409801090105018601140790275012345678275023901860174015401520127012602.201.921.491.401.241.221.021.011.200.920.490.400.240.220.020.011.440.8460.2400.1600.05760.04840.00040.00011.7280.77830.11760.06400.01380.01060.00000.0000156 19531954195519561957195819591960196119621963196419657622390121012701200174088312604081050152048379491011121314151617181920211210120011401090105010509808837947907624834080.9710.9630.9150.8740.8430.8430.7860.7080.6370.6340.6110.3880.327-0.029-0.037-0.085-0.126-0.157-0.157-0.214-0.292-0.363-0.366-0.389-0.612-0.6730.00080.00140.00720.01590.02460.02460.04580.08530.13180.13400.15130.37450.45290.0000-0.0001-0.0006-0.0020-0.0039-0.0039-0.0098-0.0249-0.0478-0.0490-0.0589-0.2292-0.3048∑261702617021.00.0004.24261.977421、解：将表1-4-5的年最大洪峰流量资料按从大到小排序，再应用计算经验频率的公式，计算其经验频率。计算结果列于表2-4-9。表2-4-9某站年径流系列经验频率计算表年份年径流Ri（mm）序号mRi按大小排序（mm）（1）（2）（3）（4）（5）19451946194719481949195019511952195319541955195619571958195919601961196219631964196515409801090105018601140790275076223901210127012001740883126040810501520483794123456789101112131415161718192021275023901860174015401520127012601210120011401090105010509808837947907624834084.69.013.618.222.727.331.836.440.945.450.554.659.163.668.272.777.381.886.490.995.4∑261702617022、解：①按矩法先估算参数、σ、Cv，计算成果知：=1246m3/s，σ=573m3/s，Cv=0.46②由公式计算权函数φ（Qi）值，并列于表2-4-10中第（3）栏。③由表2-4-8中的第（6）、（7）两栏的（Ki-1）、（Ki-1）2值，计算（Ki-1）φ（Qi）、（Ki-1）2φ（Qi）值，并分别列于表2-4-10中第（4）、（5）栏。得∑（Ki－1）×φ（Qi）×10－5=－59.13×10－5156 ∑（Ki－1）2×φ（Qi）×10－5=98.78×10－5④计算Cs：则1.10表2-4-10权函数计算表序号由大到小排列Qi（m3/s）×10－5（Ki－1）×φ（Qi）×10－5（Ki－1）2×φ（Qi）×10－5（1）（2）（3）（4）（5）123456789101112131415161718192021275023901860174015401520127012601210120011401090105010509808837947907624834087.0516.5538.1042.9149.1149.9153.3553.3753.3253.2852.8552.2351.5851.5850.1147.4444.4644.3243.2931.7128.488.4615.2318.6717.1611.8610.981.070.53-1.55-1.97-4.49-6.53-8.10-8.10-10.72-13.85-16.14-16.22-16.84-19.41-19.1710.1514.009.146.872.852.420.020.010.040.070.380.811.271.272.304.055.865.946.5511.8812.90∑26170-59.1398.7823、解：计算列表进行。表2-4-11R~H相关计算表R（mm）H（m）KRKHKR－1KH－1（KR-1）2（KH-1）2（KR-1）×（KH-1）（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）（9）40551060061071093011201501602202904004905900.58040.73080.85980.87411.01741.33261.60490.45650.48700.66960.88261.21741.49131.7956-0.4196-0.2692-0.1402-0.12590.01740.33260.6049-0.5435-0.5130-0.3304-0.11740.21740.49130.79560.17610.07250.01970.01590.00030.11060.36590.29540.26320.10920.01380.04730.24140.63300.22810.13810.04630.01480.00380.16340.4813∑488523000.00.00.00.00.76101.60331.0758156 则均值=697.9mm，=328.6m均方差=251.2=169.9相关系数==0.9724、解：已知=251.2，=169.9，r=0.97，计算回归系数=1.4342又知697.9mm，328.6m，则R倚H的回归方程=697.9+1.4342×（H－328.6）=226.6+1.4342H由此得年平均径流深R=226.6+1.4342H=226.6+1.4342×360=742.9（mm）25、解：已知=251.2，=169.9，r=0.97，计算回归系数=0.6561又知697.9mm，328.6m，则H倚R的回归方程=328.6+0.6561×（R－697.9）=－129.3+0.6561R由此得平均径高程H=－129.3+0.6561R=－129.3+0.6561×850=428.4（m）26、解：已知=251.2，=169.9，r=0.97，则R倚H回归方程的均方误=611H倚R回归方程的均方误=41327、解：将有关数据代入R倚P的相关方程156 =1.152×1800－622.4=1451.2mm28、解：R倚P的相关方程：=0.85（P－950）+460=0.85P－347.5年雨量P=1500mm时，年径流深为R=0.85×1500–345.7=927.5mm29、解：先确定直线方程y=a+bx中的参数a、b，=3.48－0.793×5.19=－0.64则y倚x的回归方程为y=－0.64+0.793x当x=5.60时，代入回归方程，得y=－0.64+0.793x=－0.64+0.793×5.60=4.44（L/s.km2）30、解：由=5.19，=3.48，=57.09，=38.26，=213.9182，=303.0413，=137.5301，先确定直线方程x=a+by中的参数a、b，=5.19－1.2007×3.48=1.0116则x倚y的回归方程为x=1.0116+1.2007y当y=3.70时，代入x倚y的回归方程，得x=1.0116+1.2007y=1.0116+1.2007×3.70=5.45（L/s.km2）31、解：（1）将幂函数Q=aFb两边取对数，并令logQ=y，loga=A，logF=x则有y=A+bx（2）对x和y而言就是直线关系，即将曲线直线化，采用直线相关分析，以确定参数a、b。直线相关分析可用相关图解法，也可用相关分析法。下面用相关分析法确定参数a、b。（3）计算x、y系列的统计参数由表2-4-12的计算结果得=7.7054，=18.7164，=0.3488，=0.2297，=0.2755，则x、y系列的统计参数为156 均值=0.7005，=1.7164均方差=0.1868=0.1516相关系数==0.9733（4）计算参数a、bb为y倚x回归方程的回归系数，则=0.7899A为y倚x回归方程的截距，则=1.7164－0.7899×0.7005=1.1631∵A=lga∴a=10A=101.1631=14.5579（5）曲线方程结果如下：Q=aFb=14.5579×F0.7899表2-4-12相关计算表y=lgQx=lgF（）2（）2（）×（）（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）1.48711.58211.56701.64541.60751.70421.78321.78251.87851.93751.90530.39790.47710.54410.60210.65320.69900.74040.81290.88080.92940.9685-0.2293-0.1343-0.1494-0.0710-0.1089-0.01220.06680.06610.16210.22110.1889-0.3026-0.2234-0.1564-0.0984-0.0475-0.00150.03990.11240.18030.22890.26800.05260.01800.02230.00500.01190.00010.00450.00440.02630.04890.03570.09160.04990.02450.00970.00220.00.00160.01260.03250.05240.07180.06940.03000.02340.00700.00520.00010.00270.00740.02920.05060.0506∑18.88037.7054-0.00010.00.22970.34880.275532、解：Q=14.5579×F0.7899=14.5579×8.00.7899=75.3（m3/s）33、解：由给定的资料求得：均方差：77.710.56，63.79156 相关系数：=－0.32=0.60=－0.88复相关系数：=0.9434、解：①求回归系数：==0.291==－87.27②将回归系数代入回归方程：y－176.6=0.291×（x1－583.3）+（－87.27）×（x2－2.323）③化简后得y倚x1、x2的线性回归方程：y=209.6+0.291x1－87.27x235、解：由多元回归方程，将x1=650，x2=2.0代入，则y=209.6+0.291×650－87.27×2.0=2242（mm）156 第五章年径流及年输沙量分析与计算一、概念题（一）填空题1、年径流量的模比系数2、径流年际，径流年内3、表现在流域蓄水能力上，通过对气候条件的改变间接影响年径流量4、增大的5、减小的6、蒸发量，流域的调蓄能力7、调蓄作用8、水文年度9、水利年度或调节年度10、可靠性，一致性，代表性11、气候条件，下墊面条件12、还原，还原到天然条件13、前14、设计流域所在的区域内有水文特征值的综合分析成果，或在水文相似区内有径流系列较长的参证站可资利用15、流量累积频率曲线，表示出现大于或等于某一流量的累积频率16、小，大17、水文比拟18、配线所得的均值、离差系数、偏态系数19、年蒸发量20、枯水期月径流量与月降水量在成因上联系较弱21、月降雨量与其形成的月径流深在时间上不对应22、（1）选择年径流量接近设计年径流量的实际年份；（2）选择分配情况对工程不利的年份23、灌溉需水季节的径流较枯，非灌溉季节的径流量相对比较大的年份24、枯水期较长，径流又较枯的年份25、156 26、就是实际代表年的各月径流量27、不足概率q28、地下蓄水29、坡地侵蚀，河床冲刷30、含沙量ρ，输沙率Qs，输沙量Ws31、单位时间内通过测验断面的推移质总重量32、在与断面平均含沙量关系稳定的垂线上取样测得的含沙量33、年输沙量的多年平均值（二）选择题1、[a]2、[c]3、[c]4、[a]5、[b]6、[d]7、[c]8、[a]9、[b]10、[c]11、[c]12、[d]13、[a]14、[b]15、[d]16、[a]17、[c]18、[b]19、[a]20、[b]21、[b]22、[a]23、[c]24、[b]25、[d]26、[c]27、[a]28、[d]29、[b]（三）判断题1、[F]2、[T]3、[F]4、[T]5、[T]6、[T]7、[F]8、[F]9、[F]10、[F]11、[T]12、[F]13、[T]14、[T]15、[F]16、[F]17、[F]18、[T]19、[F]20、[F]21、[T]22、[F]23、[F]24、[F]25、[F]26、[T]27、[F]28、[T]29、[F]30、[T]31、[F]（四）问答题1、答：一年内通过河流某一断面的水流叫做年径流。年径流可以用年径流总量W（m3）、年平均流量Q（m3/s）、年径流深R（mm）、年径流模数M（mm/s.km2）等表示。2、答：由于水面蒸发减小，使年径流增加；由于调蓄能力减小，使年际、年内径流变化加剧。3、答：有直接与间接两方面的影响，直接影响如跨流域调水，间接影响如植树造林，通过影响气候和下垫面而对径流产生影响。修建水利工程等措施的实质是改变下墊面性质而影响年径流，它们将使蒸发增加，从而使年径流量减少；调蓄能力增加，从而使径流的年内、年际变化趋于平缓。4、答：保证率就是用水的保证程度，常用频率表示。保证率为p=85%；破坏率为q=1-85%=15%。156 5、答：《水文年鉴》上的数据是从每年1月1日到12月31日统计的，称为日历年；水文年度是根据水文现象的循环周期划分的年度，它是从径流的观点出发划分，其原则是在一个水文年度内降雨和它所产生的径流不被分割在两个年度内。水利年度，又称调节年度，从水库蓄水期开始作为调节年度的开始，水库蓄满后又经供水期将水库放空作为调节年度的终结。它的划分原则是将余、缺水量明显分开，便于判断所需库容。6、答：径流年内、年际变化的主要特性有：（1）年内变化具有一年为周期的周期性变化；（2）年际变化具有丰、枯年组的交替现象，但周期很不固定；（3）年内、年际变化还具有明显的地区性，我国北方的径流变化一般比南方多雨地区剧烈。7、答：（1）“三性”是指水文资料的可靠性、一致性、代表性。（2）代表性可通过两个方面论证：①用与设计变量（n年）关系密切的具有长期观测资料的参证变量（N年）论证，n年的参证变量系列与N年参证变量系列的概率分布应比较接近，即认为这一时期参证变量资料的代表性较高，从而可以判定设计站年径流系列在这一时期代表性也高；②用水文变化的周期性论证，即设计变量应包括几个丰、中、枯交替年组。8、答：从两方面判断年径流系列代表性的优劣：①年径流系列是否足够长，是否包括几个丰、中、枯年组；②与关系密切的长系列参证变量资料比较，从长短系列的统计参数是否相近上判断。9、答：幂函数y=axb两边取对数后变为直线方程Y=A+bX，其中Y=lgy，X=lgx，A=lga。因此，此时建立回归方程的步骤为：①将xj，yj变换为Xj，Yj；②按一元线性回归方法计算A、b；③将A取反对数得a；④把a、b代入y=axb中，即得要推求的回归方程。10、答：①分别建立C～D、C～A、C～B相关方程，并计算它们的相关系数；②取相关最密切及延长年份比较长的作为展延C站年径流系列的方案。11、答：插补丙站流量资料可能方案有：①通过甲站流量资料插补延长；②通过乙站流量资料插补延长；③通过丙站、丁站的降雨资料插补延长。12、答：参证站的参证变量应具备下列几个条件：（1）参证变量与设计变量在成因上有密切的联系；（2）参证变量与设计变量有一段相当长的平行观测资料，以便建立相关关系；（3）参证变量必须具有长期的实测资料，以便展延设计站系列使之符合代表性的要求。若流域面积不大，单站的年雨量与流域平均年雨量有密切关系，且单站年雨量系列较长，可以考虑用点雨量，即单站雨量代替流域平均降雨量，以点雨量资料展延径流系列。13、答：点据散乱的原因有二：（1）枯水期月径流量与月降水量在成因上联系较弱；（2）月降雨量与其所形成的径流量在时间上不对应。156 14、答：缺乏实测资料时，一般可采用水文比拟法或年径流量统计参数等值线图、分区图法求得均值、Cv、Cs，并确定线型，推求年径流理论频率曲线，再由设计频率查此曲线得设计年径流量。15、答：水文比拟法的实质是基于气候和自然地理条件类似的流域，其径流情况有共同性，因而可以考虑将年、月径流进行移用。在推求设计年径流量时，将参证站的径流特征值经过适当的修正后移用于设计断面。年径流的移置可采用下面公式：式中、——分别为设计流域和参证流域的多年平均流量，m3/s；K1、K2——分别为流域面积和年降水量的修正系数，K1=A/AC，K2=/；A、AC——分别为设计流域和参证流域的流域面积，km2；、——分别为设计流域和参证流域的多年平均降水量，mm；年径流的CV值可以直接采用，无需修正；并取用CS=2～3CV。如参证站已有年径流分析成果，可用下式将参证站的设计年径流直接移用于设计流域：QP=K1K2QPC式中，下标P代表频率，其它符号的意义同前。16、答：长系列年月径流资料可以通过长系列直接操作法，去推求年调节水库或多年调节水库所需要的兴利库容；代表年月径流资料通常用符合设计保证率的枯水代表年的年内月径流过程与该年的逐月用水过程相配合，进行调节计算，得到年调节水库的兴利库容。前者库容保证率的概念比较明确，但计算工作量大；后者认为径流能够得到保证（此时供水保证率等同于年径流的设计频率），供水就能够得到保证，这一假定有时不够合理，但计算工作量小，一般用在规划设计阶段。17、答：因年径流变化主要受气候因素的影响，而气候因素在地区上的变化具有缓变的规律性，因此，年径流CV值可绘成随地区变化的等值线图。因CV等值线图大多是由中等流域资料计算的CV值绘制的，而中等流域比小流域有较大的调蓄补偿作用，故从等值线图上查得的小流域CV值常常比实际的偏小。18、答：参证变量应具备下列几个条件：（1）参证变量与设计变量在成因上有密切的联系；（2）参证变量与设计变量有一段相当长的平行观测资料，以便建立相关关系；（3）参证变量必须具有长期的实测资料，以便展延设计站系列使之符合代表性的要求。19、答：选择典型年的原则有二：①典型年的年径流量应接近设计年径流量；②对工程设计偏于安全。20、答：方法步骤为：①根据长期年径流系列进行频率计算，推求设计年径流量Qp；②按选择代表年（典型年）的原则，在实际资料中选择典型年Q典；③以K=Qp/Q典156 分别乘典型年各月的月径流量，得设计年径流的各月径流量，即设计年径流的年内分配。21、答：时段径流在时序上往往是固定的，而枯水流量在一年中选其最小值，在时序上是变动的。22、答：枯水流量常采用不足概率q，即以小于和等于该径流的概率来表示；而年径流量是以保证概率p表示，即以大于和等于该径流的概率来表示。两者频率曲线的绘制基本相同，并都采用P—III型频率曲线适线。23、答：由实测泥沙资料计算出各年的悬移质输沙量，用频率分析法求得多年平均悬移质输沙量及其频率曲线，它们就体现了一个流域产沙的高低水平和年际变化，然后，再通过典型年的泥沙变化过程求得设计水平年的输沙量的年内分配。24、答：实测泥沙资料不足时，推求流域多年平均悬移质输沙量及其年内、年际变化有多种方法。根据泥沙与其影响因素的相关分析及影响因素的资料情况，可采用本站年径流与年输沙量、汛期径流量与年输沙量、上（或下）游测站年悬移质输沙量与年输沙量，进行相关分析，展延设计流域泥沙资料为长系列的资料，然后，再按资料充足时的计算方法推求泥沙的年际变化及年内分配。25、答：影响的主要因素有：①流域土壤地质特征；②流域降水特性；③植被特征；④人类活动。26、答：主要因两方面的原因所致：①这些年的暴雨比平均情况偏小；②水利工程和水土保持措施发挥了巨大的拦沙、减沙效益。27、答：人类活动措施可分为工程措施（如修建水库、梯田等）和植被措施（如造林、种草等）。前者主要起拦沙作用，见效快，但也容易随着淤积而较快失效；后者分布在广大面积上，通过保护土壤而减少地面侵蚀，从根本上减少了产沙量，见效较慢，但减少作用稳定、持久。当然，不正确的人类活动措施也可起到相反的作用，如毁林开荒、开矿等，可显著增加水土流失，应尽可能避免。二、计算题1、解：由W=QT，已知W0=5×108m3，T=31536000s（一年的秒数），F=600km2，则多年平均流量多年平均径流深多年平均径流2、解：（1）138m3/s156 （2）Cs=2Cv=0.40，查表1-5-3Φ值表，得Φ=-1.23，则3、解：，Cs=2Cv=2×0.25=0.50，查表1-5-4Φ值表，得Φ=-1.22，则4、解：Cs=2.0Cv=2.0×0.32=0.64查表1-5-5，得F10%=1.33，F90%=－0.19，则5、解：（1）Cs=2.0Cv，Cv=0.25，P=90%时查表1-5-6Kp值表，得K90%=0.70，则（2）由Q90%乘以12，得全年累积平均流量∑Q90%，再乘各月的分配百分比（见表1-5-7），即得各月的的月平均流量。计算结果列于答案表2-5-1中。表2-5-1设计年径流年内分配表月份123456789101112月径流（m3/s）1.264.1613.2016.6817.2846.089.247.443.084.442.521.566、解：（1）计算多年平均径流深及其均方差=∴=（2）建立R倚P回归方程R=156 （3）年降雨量为1000mm时的年径流深R=7、解：（1）将重现期转换成频率：∴（2）在表1-5-8中查算模比系数Kp∴，查表得K95%=0.56（3）计算设计年径流深RpRp=8、解：（1）推求R0值，即（1-0.7）=190mm∴（2）求设计的RP∵∴RP=9、解：Cs=2Cv=2×0.30=0.60，查表1-5-9得F10%=1.329，则RP=（1+CvFP）=711×（1+0.30×1.329）=994.5mm10、解：由已知的Cv=0.20，Cs=2Cv=0.40，查表1-5-10得KP=90%=0.75，则QP=KP=0.75×266=199.5m3/s11、解：由Cs=0.60查表1-5-11得ΦP=95%=-1.45，则QP=（1+CvΦP）=328×[1+0.25×（-1.45）]=209.1m3/s12、解：由CS=0.60，查表1-5-12得FP=90%=-1。20，由公式QP=（1+CvF），则200m3/s13、解：先用两站1971~1980年的同期资料绘制两站年径流的相关直线，如图2-5-1所示；再根据乙站1961～1970年的实测年径流值，从相关线上查出（插补）甲站1961～1970年的年径流值（见表2-5-2）。156 图2-5-1某河流甲乙二站年径流相关图表2-5-2甲站1961～1970年的插补值196119621963196419651966196719681969197011208001100108015101180143012301610115014、解：先求缩放系数，则各月的径流量Qp，i=KQ典，i，i=1，2，3，。。。。。。。。。12，表示月份。如5月的径流量Qp，5=KQ典，5=0.994×6.0=5.96m3/s，同样也可得到其它月份的月径流量，亦即设计年径流量的年内分配。表2-5-3某水库设计年径流分配过程计算表月份567891011121234年平均Qm3/s5.965.2532.726.15.803.534.423.253.734.695.424.158.7615、解：由图1-5-6知，流域重心C点在径流深等值线750mm~800mm之间，距800mm线的距离是750mm到800mm线间距的，则用直线内插法得C点的径流深R=800-50=792mm16、解：（1）Ai—第i块面积，Ri—第i块面积上的平均径流深，i=1、2、3、……、9为部分面积的编号。计算如表2-5-4。表2-5-4加权平均计算表编号i123456789∑Ai10013203240160060018402680140068013460Ri465475485495500475465455445Ri×Ai46500627000157140079200030000087400012462006370003026006396700156 （2）先确定流域的重心，如图1-5-7两虚线的交点O；O点正好在等值线480~490中间，则R=（480+490）/2=485mm（3）两种方法都不是很严格的。但从绘制等值线图的原理看，通常是将大中流域的径流资料点绘在流域的重心而得到的，因此，第二种方法更合理一些；况且，对于小流域一般很少有若干条等值线通过。当等值线由流域出口到流域最远处是均匀递增或递减的分布时，两种方法的计算成果才有可能接近。17、解：（1）将各年的年平均流量Q年由大到小排序，计算经验频率，并点绘在频率格纸上。经验频率计算结果列入表2-5-5，经验频率点据如图2-5-2中的×点。表2-5-5频率计算表序号mQi（m3/s）Ki－1（Ki－1）212345678910111213141516171817.716.915.114.412.611.911.310.910.410.310.210.09.648.427.877.787.244.375.310.515.821.126.331.636.842.147.452.657.963.268.473.378.984.289.594.71.61411.54121.37701.31321.14911.08521.03050.99400.94840.93930.93020.91190.87910.76790.71770.70950.66030.43140.61410.54120.37700.31320.14910.08520.0305-0.0060-0.0516-0.0607-0.0698-0.0881-0.1209-0.2321-0.2823-0.2905-0.3397-0.56860.37710.29290.14210.09810.02220.00720.00090.00010.00270.00370.00490.00780.01460.05390.07970.08440.11540.3233∑197.418.00.01.6310（2）由表2-5-5的∑Qi=197.4和∑（Ki-1）2=1.6310，得（3）设Cs=2Cv，由Cv=0.31查表1-5-17得相应频率P的KP值（内插），则QP=KP，成果列于表2-5-6，并绘于图2-5-2中，以实线表示。理论频率曲线与经验点据配合良好，相应将统计参数也最后确定下来。表2-5-6P—III型频率曲线计算表156 P（%）0.11510205075909599KP2.241.861.561.411.250.970.770.630.550.43QP（m3/s）24.620.517.215.513.610.78.476.936.054.73（4）在图2-5-2的P—III型理论频率曲线上查出相应频率为10%、50%、90%的设计年径流量，或直接用表2-5-19中的Q10%、Q50%、Q90%值。P=10%的设计丰水年Q丰P=15.5m3/sP=50%的设计平水年Q平P=10.7m3/sP=90%的设计枯水年Q枯P=6.93m3/s图2-5-2某站年径流量频率曲线18、解：系列全部项数n=30，其中非零项数k=24，零值项数n–k=6。先用一般方法求出非零项数k=24年最小流量的经验频率P非=，然后通过公式求出全系列的设计频率P设。计算成果列于表2-5-7。表2-5-7经验频率计算表序号m12345678流量（m3/s）1.11.52.02.23.03.24.04.2P非（%）48121620242832P设（%）3.26.49.612.816.019.222.425.6序号910111213141516流量（m3/s）4.44.75.46.26.47.07.28.1P非（%）3640444852566064P设（%）28.83235.238.441.644.848.051.2序号1718192021222324流量（m3/s）8.38.48.69.19.49.710.010.2P非（%）6872768084889296P设（%）54.457.660.864.067.270.473.676.8156 19、解：由公式，已知=2000t/km2﹒年，F=500km2，则多年平均悬移质输沙量=F=2000×500=1000000t=100万t20、解：已知=278万t，F=700km2，则=3971t/km2﹒年21、解：或由W=QT，Ws=QsT，而T=31536000s（一年的秒数），得，22、解：=QT=137×31536000=43.2×108m3，（T=31536000s为一年的秒数），则多年平均悬移质年输沙量=0.037×43.2×108=1.6×108t23、解：由，得Qs=Q=866×130=112580g/m3=112﹒58kg/s，已知T=31536000s（一年的秒数），则=QsT=112﹒58×31536000=3550322.9t156 第六章由流量资料推求设计洪水一、概　念　题（一）填空题1.防护对象免除一定洪水灾害的防洪标准2.水库大坝等水工建筑物自身安全的洪水标准3.大，大，高，小4.设计频率，设计频率5.正常运用标准，非常运用标准6.由流量资料推求设计洪水，由暴雨资料推求设计洪水，小流域用推理公式法、地区经验公式法。7.洪峰流量，洪水总量，洪水过程线8.连续系列，不连续系列9.均值，均方差10.同频率放大法11.包含特大值的矩法公式，三点法12.年最大值法13.独立样本法，统一样本法14.同倍比放大法，同频率放大法15.大，产流过程，汇流过程16.小于，大于17.入库断面洪水，区间洪水，库面洪水18.大，提前19.设计流域洪水季节性变化规律和工程要求20.分期内的年最大值法21.大22.典型年法，同频率法23.相交，合理24.大25.大26.历史洪水调查和考证156 27.大28.洪峰，短历时洪量，长历时洪量29.设计流域洪水特性和水库的调节性能30.0.01%（二）选择题１.[b]　　２.[a]　3.[d]　　4.[a]　5.[c]　　6.[b]　7.[b]　　8.[d]　9.[c]　10.[a]　11.[c]　12.[d]　13.[a]　14.[b]　15.[a]　　16.[c]　17.[a]　　18.[b]　19.[a]　　20.[b]　21.[b]　　22.[c]　23.[c]　24.[a]　25.[c]　26.[d]　27.[c]　　28.[a]　29.[c]　　30.[a]　31.[b]　　32.[a]33.[b]　　34.[d]　（三）判断题１.[T]　　２.[T]　3.[T]　　4.[F]　5.[T]　　6.[F]　7.[F]　　8.[F]　9.[F]　10.[T]　11.[F]　12.[T]　13.[F]　14.[T]　15.[F]　　16.[F]　17.[T]　　18.[F]　19.[T]　　20.[T]　21.[F]　22.[T]　23.[F]　　24.[F]　25.[T]　26.[T]　27.[T]　　28.[T]　29.[F]　　30.[F]（四）问答题1、答：一次洪水，涨水期短，落水期长。因为降雨停止后，流域上的净雨还需要一段汇流时间才能进入河网，经过河网的汇流、调蓄才能通过水文测站。2、答：符合设计标准要求的洪水称为设计洪水。设计洪水三要素包括：设计洪峰流量、设计洪水总量和设计洪水过程线。3、答：大坝的设计洪水标准是根据枢纽工程的规模和重要性，按照规范选定的；下游防护对象的防洪标准是根据防护对象的重要性，按规范选定的。一般大坝的设计洪水标准高于下游防护对象的防洪标准，因为没有枢纽工程的安全，就谈不上被保护对象的安全。4、答：按工程性质不同，设计洪水分为：水库设计洪水；下游防护对象的设计洪水；施工设计洪水；堤防设计洪水；排涝设计洪水等。5、答：根据资料的不同，推求设计洪水的途径有：由流量资料推求设计洪水；由暴雨资料推求设计洪水。对于小流域，还可用推理公式法、地区经验公式法等。156 6、答：根据工程的规模、效益、政治及经济各方面的情况综合考虑，按国家规范，即水利部2000年颁发的编号为SL252-2000的《水利水电工程等级划分及洪水标准》选取。7、答：水库枢纽工程永久性建筑物，防洪标准采用二级标准：正常运用情况，即设计标准；非正常运用情况，即校核标准。由设计标准推求的洪水称为设计洪水；由校核标准推求的洪水称为校核洪水。建筑物的尺寸由设计洪水确定，当这种洪水发生时，建筑物应处于正常运用状态。校核洪水起校核作用，当其来临时，其主要建筑物要确保安全，但工程可处在非常情况下运行，即允许保持较高水位，电站、船闸等正常工作允许遭到破坏。8、答：对于设计洪水，其中的频率标准P实质是工程的风险率（破坏率），设某工程洪水设计频率为P=1%，因水文事件都是随机事件，各年发生某一频率洪水的事件是独立事件。百年一遇洪水，每年都有P=1%的可能性发生而使水库遭遇超标准洪水而破坏，每年保证安全的概率（称为保证率）为1-P，连续n年都安全的概率为：，风险率则为：。9、答：当有足够长的实测流量资料或插补延长后能够成为长系列流量资料，并有特大洪水调查资料，且流量系列具有一致性、可靠性时，可以用流量资料推求设计洪水。一般来说，我国南方河流需有连续20年以上，北方河流需有连续30年以上的流量资料，并加上特大洪水，这种资料才有一定的代表性，计算出的成果才比较可靠。10、答：洪峰的选样采用年最大值法，即一年只选一个最大洪峰流量，以保证样本变量的独立性。洪量选样采用固定时段选取年最大值法，固定时段采用1、3、5、7、15、30d，在设计时段以内，还必须确定一些控制时段，这些控制时段洪量应具有相同的设计频率。同一年内所选取的控制时段洪量，可发生在同一次洪水中，也可不发生同一次洪水中，关键是选取其最大值。例如设计历时为7天，可用1天、3天作为控制时段，1天洪量可能包含在3天之内，也可能不包含在3天之内，甚至可以不包含在同一场洪水之内。11、答：比一般洪水大得多的洪水称为特大洪水，一般时，QN可以考虑作为特大洪水处理。目前，特大洪水的重现期一般是根据历史洪水发生的年代来大致推估。①从发生年代至今为最大：N=设计年份-发生年份+1；②从调查考证的最远年份至今为最大：N=设计年份-调查考证期最远年份+1。12、答：提高洪水资料的代表性的方法有：（1）插补延长洪水系列；（2）进行历史洪水调查，对特大洪水进行处理。因特大洪水加入系列后，使之成为不连续的系列，因此在作经验频率计算和统计参数计算时要进行处理。13、答：特大洪水是指稀遇的量级很大的实测洪水或历史调查洪水，其重现期需要通过历史洪水调查确定。特大洪水处理主要是特大洪水加入洪水统计系列后，使之成为不连续样本，在此情况下一般采用独立样本法或统一样本法计算洪水的经验频率，经验频率确定后，则可用包含特大洪水的矩法公式或三点法计算统计参数，用适线法推求理论频率曲线及设计洪水。156 14、答：从水量平衡原理、雨洪径流形成规律、水文现象随时间和地区的变化规律、各种因素对洪水的影响、统计参数的变化规律、与国内外发生的大洪水进行对比等。15、答：公式中包含两条假定：（1）；（2）。如果在N-n的缺测年份内，通过洪水调查，确实没有漏掉特大洪水，这种假定认为是正确的。16、答：系列中加入特大洪水后，系列成为不连续系列，不能象连续系列一样进行经验频率和统计参数的计算，故必须进行处理。处理的内容是：对经验频率的计算进行处理，用统一样本法或独立样本法；对统计参数进行处理，如用包含特大洪水的矩法公式或三点法初估参数。17、答：水文资料的“三性审查”是指：可靠性审查、一致性审查和代表性审查。审查洪水资料的代表性，一般是与更长的参证系列进行比较。比较的方法是：从参证变量长系列资料中取出与设计变量系列同期的那部分资料，计算其统计参数，进行配线。若所得统计参数及频率曲线与该长系列的统计参数及频率曲线甚为接近，即认为这一时期参证站资料的代表性较高，从而可以断定设计变量在这一时期代表型也高。也可以用水文变化的周期性论证，即设计变量系列应包含几个大、中、小洪水交替年组。也可考察系列中有无特大洪水，系列是否足够长。18、答：三点法配线不仅适用于估算不连续系列的统计参数，同时也适用于估算连续系列的统计参数。因为三点法只是一种初估参数的方法，也可以用于连续系列，而在不连续系列的统计参数计算中应用较多而已。19、答：各项措施所起的作用见表2-6-1。表2-6-1水文系列“三性”审查序号对资料系列采取的措施可靠性一致性代表性1设计站历年水位流量关系曲线的对比分析+--2设计流域自然地理、水利化措施历年变化情况的调查研究-+-3设计流域历史特大洪水的调查考证--+4设计成果的地区协调分析+--5对洪水系列进行插补延长--+6设计站与上下游站平行观测的流量资料对比分析+--7设计流域洪水资料长短系列的统计参数相互对比-+-20、答：总的原则可归纳为两条，即“可能”和“不利”。所谓“可能”，是指这种洪水在设计条件下是有可能发生的；所谓“不利”，是指这种洪水需要较大的水库调节库容。一般可从以下几方面考虑：①资料完整，精度较高，接近设计值的实测大洪水过程线；②具有较好的代表性，即在发生季节、地区组成、峰型、主峰位置、洪水历时及峰、量关系等方面能代表设计流域大洪水的特性；③选择对防洪不利的典型，具体地说，就是选“峰高量大、峰型集中、主峰偏后”的典型洪水。④如水库下游有防洪要求，应考虑与下游洪水遭遇的不利典型。156 21、答：典型洪水放大有同倍比法和同频率法两种。同倍比法又有按洪峰倍比和按某一历时洪量的倍比之分，该方法简单，计算工作量小，但按峰放大和按量放大结果不同，按峰放大，放大后的洪峰等于设计洪峰，但洪量就不一定等于设计洪量。同频率法能使放大后的过程线，洪峰等于设计洪峰，各历时洪量都等于相应的设计洪量，但计算工作量较大，如控制时段过多，放大后的洪水过程线变形较大。22、答：同倍比放大法推求设计洪水过程一般只能使峰或某一控制时段的量符合设计要求。按峰放大时，适用于以峰为控制的水利工程，如桥涵、堤防工程等；按量放大时，适用于调节性能很好的大型水利工程。同频率放大法推求设计洪水过程线的最大特点是洪峰和各时段洪量均符合同一设计频率，该法适用于峰量均起重要作用的水利工程。23、答：同频率放大法推求的设计洪水过程线的洪峰和各统计时段洪量均能符合设计频率的要求，但其形状与典型洪水的形状相比，往往会有一定的差异。例如，推求7d设计洪水，选择1d、3d为控制时段，设、、、为设计洪峰流量和1d、3d、7d设计洪量；、、、为典型洪水洪峰流量和1d、3d、7d典型洪量，则各时段的放大比、、、为：洪峰的放大倍比1天洪量的放大倍比3天之内，1天之外的洪量放大倍比7天之内，3天之外的洪量放大倍比24、答：典型洪水同频率放大的次序是:先放大洪峰，再放大短历时洪量，再放大长历时洪量，即由里向外。25、答：放大后的设计洪水过程线，依据水量平衡原理进行修匀，使修匀后的洪水过程线的洪峰和各历时洪量都符合同一设计标准。26、答：方法步骤为：①对洪水资料进行审查，使之具有可靠性、一致性和代表性；②按年最大值法进行选样，组成洪峰和各统计历时的洪量统计系列。③考虑特大洪水处理进行频率计算，推求设计洪峰、洪量、并作合理性检查；④选择典型洪水过程，按峰、量同频率放大法对典型洪水进行放大、修匀，得设计洪水过程线。27、答：二者的主要共同点是都要对资料进行“三性”审查，然后在经验频率计算的基础上用适线法确定理论频率曲线。主要不同点是：①设计洪水按年最大值法选样，年径流计算一般无此问题；②设计洪水频率计算时一般都有特大洪水加入，因此要对特大洪水进行处理，设计年径流计算一般无此问题；③校核洪水可能需要加安全修正值，设计年径流计算则不需要。156 28、答：入库洪水是指通过各种途径进入水库的洪水。它包括三部分：①入库断面洪水；②区间洪水；③库面洪水。29、答：入库洪水与原坝址洪水相比，主要差异是：①库区产流条件改变，入库洪量增大；②原河槽调蓄能力丧失，入库洪水洪峰增高，峰形更尖瘦；③流域汇流时间缩短，峰现时间提前，洪峰增大；④入库洪水无实测资料，只能用间接方法推求。30、答：计算入库洪水可用如下两种方法：①合成流量法：即由入库断面洪水、区间洪水和库面洪水同时流量迭加而成。②水量平衡法：当水库已经建成运用，已积累了一定资料，可以利用水库水量平衡关系推求入库洪水，其公式为：。其中，为时段平均出库流量；△t为计算时段；△V为时段始末水库蓄水量变化值。31、答：推求入库设计洪水的方法有：①推求历年最大入库洪水，组成年最大入库洪水样本系列，采用频率分析的方法推求一定标准的入库设计洪水。②首先推求坝址设计洪水，然后反算成入库设计洪水。③推求坝址设计洪水，并选择典型坝址洪水及相应的典型入库洪水。以坝址设计洪水的放大倍比放大典型入库洪水，作为设计入库洪水。32、答：分期设计洪水是指一年中某个时期所拟定的设计洪水。因为在水库管理调度运行和施工期防洪中，各分期的洪水成因和洪水大小不同，必须分别计算各时期的设计洪水。33、答：划定分期洪水时，应对设计流域洪水季节性变化规律进行分析，并结合工程的要求来考虑。一般，可根据设计流域的实测洪水资料，点绘洪水年内分布图，并描绘出平顺的外包线。分期的一般原则是：应按洪水成因和出现季节划定分期，分期一般不短于1个月。考虑到洪水发生的随机性，分期洪水选样时，可跨期选样，跨期一般为5天，最多不超过10天。34、答：①划定分期；②分期洪水选样，采用该分期内的年最大值法；③对各分期洪水样本系列进行频率计算，推求各分期设计洪水过程线，方法同前；④成果合理性检查。35、答：可将分期洪水的峰量频率曲线和全年最大洪水的峰量频率曲线画在同一张频率格纸上，检查其相互关系是否合理；一般情况下，分期洪水的变化幅度比年最大洪水的变化幅度更大，分期洪水系列的CV应大于年最大洪水的CV。36、答：洪水地区组成计算通常采用典型年法或同频率法：①典型年法：典型年法是从实测资料中选择几次有代表性，对防洪不利的大洪水作为典型，以设计断面的设计洪量为控制，按典型年的各区洪量组成比例计算各区相应的设计洪量。②同频率法：同频率地区洪水组成法是根据防洪要求，指定某一分区出现与下游设计断面同频率的洪量，其余各分区的相应洪量按实际洪量组成比例分配。二、计　算　题156 1、解：因为该水库属中型水库，根据水利部2000年颁发的编号为SL252-2000的《水利水电工程等级划分及洪水标准》，水库工程为Ⅲ等，大坝为3级建筑物，设计洪水标准为100~50年一遇；校核洪水标准为1000~500年一遇。从工程的重要性考虑，最后选定按100年一遇洪水设计，1000年一遇洪水校核。设计洪峰流量为：m3/sm3/s2、解：因为洪水是随机事件，每年都有P=1%的可能性遭遇超标准洪水而破坏，每年保证安全的概率（称为保证率）为1-P，连续50年都安全的概率为：风险率3、解：因为洪水是随机事件，每年都有P=2%的可能性遭到破坏，每年保证安全的概率（称为保证率）为1-P，连续20年都安全的概率为：风险率4、解：设计标准为50年一遇，即P=2%，CS=3×0.72=2.16，查离均系数表得Φ=2.95，则m3/s5、解：实测系列长度n=1995-1958+1=38（年）考证期系列长度N=1995-1835+1=161（年）表2-6-2各次洪水经验频率计算表特大洪水序号一般洪水序号洪峰流量(m3/s)各次洪水的经验频率理由说明19700考证期内最大洪水，因此要排在N年第1位。27500考证期内第2大洪水，因为N年内没有漏掉6000m3/s以上的洪水。24900一般洪水，在n年内是第2大。最大的已在N年中排位，但在n年中要空位。33800一般洪水，在n年内是第3大。6、解：N1=200年，N2=150年，n=1992-1960+1=33年156 表2-6-3各次洪水经验频率计算表序号Qm(m3/s)（%）M1M2m165000.498151000.662248001.325114804.227212506.9397、解：W7d与W3d的相关关系式为：将各值代入整理得：W7d=1.125W3d+5.0某年最大三天洪量为85万m3，用上式插补得该年最大7天洪量为：101万m3。8、解：N=1995-1890+1=106(年)，n=1995-1960+1=36(年)不连续系列计算均值的矩法公式为：特大洪水个数a=3，其中实测系列内特大洪水个数。m3/s9、解：证期系列长度N=1984-1883+1=102（年）实测系列长度n=1984-1954+1=31（年）表2-6-4各次洪水经验频率计算表序号Qm(m3/s)独立样本法P(%)统一样本法P(%)Mm特大洪水一般洪水特大洪水一般洪水1165000.970.972150801.941.94296276.255.1383209.388.34778012.511.310、解：相关方程：，156 相关方程：上游站1935年最大流量为2500m3/s时，下游站1935年年最大流量为3306m3/s。11、解：（1）计算不连续系列的均值N=2001-1850+1=152(年)，n=2001-1950+1=52(年)m3/s（2）计算不连续系列的变差系数计算公式：m3/s12、解：（1）计算S=（2080+292-6-2×760）/（2080-296）=0.48，由S查S=f（CS）关系表得CS=1.70。（2）由CS查离均系数Φ值表得：，。m3/s，（3）=919m3/s（4）CV=σ/=588.8/919=0.64。13、解：（1）按独立样本法计算经验频率，如下表。历史调查洪水的重现期为N=1995-1925+1=71年，实测洪水样本系列长度n=1995-1968+1=28年。表2-6-5经验频率频率计算表序号Qm(m3/s)P（%）序号Qm(m3/s)P（%）MmMm161001.41586051.7249002.81667055.2234006.91760058.63288010.31855362.14220013.81951265.55210017.22050069.0156 6193020.72140072.47184024.12238075.98165027.62335679.39156031.02432282.810140034.52528086.211123037.92625589.712121041.42710593.11392044.8289196.61490048.3（2）绘出洪峰流量经验频率曲线，从经验频率曲线上读取三点（3900，5%）、（850，50%）、（100，95%），按三点法计算洪峰系列的统计参数。S=（3900+100-2×850）/（3900-100）=0.605，由S查S=f（CS）关系表得CS=2.15。由CS查离均系数Φ值表得：，。m3/sm3/s（3）经多次配线，最后取，，配线结果最好，故采用之，见下图实线所示。（4）计算千年一遇设计洪峰流量为：m3/s156 14、解：由CS查P=0.1%的离均系数Φ0.1%=4.81，则（m3/s.d）从上表计算得典型洪水三日洪量为：（m3/s.d）放大倍比K=9560/7142.5=1.338表2-6-6按同倍比放大推求千年一遇设计洪水时段（△t=12h）0123456流量Q（m3/s）91016328456442919131579129815、解：由CV、CS查KP表得P=1%的KP=3.10，则（m3/s.d）放大倍比K=1550/900=1.722表2-6-7按峰同倍比放大法推求百年一遇设计洪水时段（△t=6h）012345678设计洪水（m3/s）3425815501464103368951734420716、解：⑴计算设计洪量万m3⑵计算放大倍比系数从典型洪水过程线计算得三天洪量为4465万m3⑶求千年一遇设计洪水过程线：用放大倍比1.83乘典型洪水流量过程即得，结果如下表。表2-6-8同倍比放大法推求千年一遇设计洪水过程线时间(hr)061218243036424854606672设计洪水Q(m3/s)9213922743410615863842752011461281109217、解：洪峰的放大倍比1天洪量的放大倍比3天之内，1天之外的洪量放大倍比156 7天之内，3天之外的洪量放大倍比18、解：典型洪水洪峰Qm=4900m3/s1d洪量：6日2时至7日2时W1d=747183d洪量：5日8时至8日8时W3d=1215457d洪量：4日8时至11日8时W7d=159255洪峰的放大倍比1天洪量的放大倍比3天之内，1天之外的洪量放大倍比7天之内，3天之外的洪量放大倍比表2-6-9同频率放大法设计洪水过程线计算表月日时典型洪水Q（m3/s）放大倍比设计洪水过程线QP（m3/s）修匀后的设计洪水过程线QP（m3/s）8482682.23866866203753.2312111211585103.23/2.411647/12291440209152.41220522056217802.41/1.534290/27237010849002.09/1.5310245/7497102451431501.53482048202025831.533952395287218601.53/2.412846/4483366087810702.4125792579208852.4121332133887272.41/3.231752/23482050205763.2318601860984113.2313281328203653.23117911791083123.2310081008202363.237627621182303.23743743156 19、解：（1）计算不连续系列的均值N=1989-1850+1=140(年)，n=1989-1950+1=40(年)均值m3/S（2）计算不连续系列的变差系数m3/s20、解：（1）计算S=（2470+200-2×760）/（2470-200）=0.507由S查S=f（CS）关系表得CS=1.62。（2）由CS查离均系数Φ值表得：=2.425+1.131=3.556，。计算m3/s（3）m3/s（4）21、解：万m322、解：上断面7天洪量：万m3下断面放大倍比区间放大倍比上断面放大倍比23、解：典型年法是以设计断面的设计洪量为控制，按典型年的各区洪量组成比例计算各区相应的设计洪量。区间洪量比例α区=530/1150=0.461上断面洪量比例α上=620/1150=0.539区间设计洪量W区=2150×0.461=991.2万m3上断面设计洪量W上=2150×0.539=1158.8万m3156 第七章流域产汇流计算一、概念题㈠填空题1.降雨，径流，蒸发2.地面径流量，地下径流量，场次洪水总量3.水平线分割法，斜线分割法4.气温，湿度，日照，风5.降雨使土壤含水量达到田间持水量6.土壤缺水量7.径流量8.地下9.地面10.前期降雨的补充量以及流域蒸散发消耗量11.第t+1天开始时的前期影响雨量，第t天开始时的前期影响雨量，（流域蓄水容量）12.第t天的降雨量，蓄水的日消退系数，（流域蓄水容量）13.降雨强度大于土壤下渗率14.地面15.小于等于16.初损，后损17.产流开始之前，产流以后18.降雨，前期流域蓄水量，雨强19.降雨，蒸发20.平均后渗率mm/h，次降雨量mm，次降雨地面径流深mm，初损量mm，后期不产流的雨量mm，后期产流历时h.21.流域汇流时间22.各水质点到达出口断面汇流时间相等的那些点的连线，相邻等流时线间的面积23.流域上的最远点的净雨流达出口的历时156 2.3.部分4.全面5.全面6.等流时线法7.谢尔曼单位线法8.相等9.Δt10.等流量线法，谢尔曼单位线法，瞬时单位线法11.Tq+Ts-112.暴雨中心位置，暴雨强度13.瞬时单位线u(0,t)的积分曲线14.降雨过程，流量过程15.减小16.增大㈡选择题1．[a]2.[b]3.[c]4.[c]5.[b]6.[c]7.[b]8.[d]9.[b]10.[c]11.[a]12.[c]13.[d]14.[b]15.[d]16.[b]17.[c]18.[c]19.[b]20.[b]21.[c]22.[a]23.[c]24.[b]25.[a]26.[a]27.[b]㈢判断题1.［T］2.［T］3.［T］4.［F］5.［T］6.［F］7.［F］8.［T］9.［T］10.［T］11.［T］12.［F］13.［F］14.［T］15.［F］16.［F］17.［F］18.［T］19.［F］20.［F］21.［T］22.［T］23.［F］24.［F］25.［F］26.［T］27.［T］28.［F］29.［F］30.［F］31.［F］32.［T］33.［T］34.［F］156 ㈣问答题1．答：由于地面、地下汇流特性很不相同，为提高汇流计算精度，更好地反映它们的汇流规律，所以常常要求划分地面、地下净雨。按照蓄满产流模型，fc确定之后，可依下述方法划分：⑴将各时段的有效降雨（）与时段下渗能力比较，确定超渗、非超渗时段；⑵对非超渗雨时段：地下净雨；地面净雨；⑶对于超渗雨时段：地下净雨；地面净雨，式中为第i时段长，为第i时段总净雨量。2．答：有斜线分割法及水平分割法等。水平分割法简单，认为洪水期间地下径流消退，与其补充是相等；斜线分割则认为洪水期间地下径流补充量大于地下径流消退量，对于大多数流域来说，这种认识较符合实际。3．答：前期影响雨量是反映本次降雨之前流域土壤干湿程度的一种指标，因此对本次降雨的产流量将产生重要影响。一般按下式计算：且其计算步骤如下：⑴确定流域蓄水容量；⑵由蒸发资料和确定土壤含水量消退系数；⑶由降雨P、和按上式计算。4．答：⑴根据实测雨量资料确定流域的蓄水容量；⑵根据蒸发资料，计算流域多年平均的月平均日蒸散发能力；⑶以折减系数公式K=1-计算各月的K；⑷通过产流计算方案进一步优选。5．答：⑴用公式：逐日计算，式中、分别第t+1天、第t天的前期影响雨量；Pt为第t天的降雨量；为流域蓄水容量，K为折减系数。⑵按公式：逐日计算，式中为产生的径流量，为第t天的流域蒸散发量。156 6．答：不管当地的土壤含水量是否达田间持水量，只要降雨强度超过下渗强度就产生地表径流，称此为超渗产流。蓄满产流则是指一次降雨过程中，仅当包气带的含水量达田间持水量后才产流，且以后的有效降雨全部变为径流。可见这两种产流模式的主要区别在于：蓄满产流以包气带的含水量达到田间持水量（即蓄满）作为产流的控制条件，而超渗产流则以降雨强度大过于当地的下渗能力作为产流的控制条件，而不管蓄满与否。7．答：超渗产流与蓄满产流形成地面径流的条件基本相同，它们都是由超渗雨形成的地面径流，但蓄满产流模型计算超渗雨的下渗能力总是稳渗率fc，而用超渗产流模型计算地面径流，其中的下渗能力则不一定为fc。8．答：⑴选取在流域上分布较均匀的，具有一定代表性的多场暴雨洪水资料和蒸发资料；⑵计算各场雨洪的流域平均雨量P和径流深R；⑶用若干场前期十分干旱的雨洪资料，分析计算流域的最大蓄水量；⑷计算各场暴雨的前期影响雨量；⑸以降雨量P为纵坐标，以径流深R为横坐标，把各次降雨的P和R对应点点在坐标纸上，并在该点上注明本次降雨开始时的值，绘出的等值线，便得到一组按顺序排列的等值线图，经检验合理后，即为P～～R相关图。9．答：根据的定义，当=0时，一次降雨可能发生的最大损失即为所求的，一般从长期记录的雨洪资料中选择久旱无雨流域极为干燥时（W=0）又遇大雨，且雨后能使包气带蓄满（0）的降雨径流资料来推求，计算式为：=P-R-E，式中P、R、E分别为流域降雨量，P产生的总径流量和雨期蒸发量。此外也可以由雨洪资料通过优选得到。10．答：方程式为：式中R为流域总径流；P为流域平均降雨量；为降雨开始时流域土壤蓄水量；为流域蓄水容量。11．答：⑴由实测资料求次降雨的总径流深和地面、地下径流深R、Rs、Rg；⑵根据降雨径流相关图求总净雨过程Rl，注意一定使总净雨量与总径流深相等；⑶假定超渗时段m；结合降雨过程（），其中、分别为时段降雨量和蒸发量，然后按下式计算fc：⑷检验超渗雨时段与非超渗雨时段是否与假设相符，若相符，fc即为所求。12．答：这往往是由于流域降雨不均匀和各地降雨过程不一致所引起，此时，若能先假设fc分雨量站计算净雨，然后再求流域平均净雨，试算得fc，则可使各场洪水分析的fc比较稳定，然后取其平均值作为流域的fc。156 13．答：⑴可把一场降雨的损失过程概化成初损，后损两个阶段；⑵产流前损失为I0（初损）；产流后，当雨强i>（平均下渗率），按下渗，产生地面径流；否则，降雨全为损失，不产生地面径流。14．答：⑴前期流域蓄水量（或前期影响雨量），大，流域湿润，初损小；反之大；⑵降雨初期平均雨强、大，易超渗，小；反之，大；⑶季节变化，月份不同，不同。15．答：方程式为：式中R为流域平均地面净雨量；P为流域平均降雨量；I。为初损；为平均后损率；为产流历时；为后期非超渗雨量。16．答：⑴前期流域土壤蓄水量W0，Wo大，湿润，小，反之，亦反；⑵超渗期雨量,大，地面积水多，大，反之，亦反；⑶超渗历时ts，随ts增长，减小。17．答：⑴联解地下水库的水量平衡方程及蓄泄方程，由地下净雨过程推求地下径流过程。⑵当产流计算不能给出地下净雨过程或地下径流甚小时，常用简化的方法计算，即以洪水的起涨流量为起点，把地下径流的涨水段概化一条上斜的直线或在洪水历时内概化为一条水平线。18．答：等流时线是在流域上勾绘的至出口断面汇流时间相等的若干等值线，每条等值线上各点的水质点，将经过相等时间同时到达流域出口断面。汇流计算方法步骤是：⑴在流域图上作出等流时线。量出各块等流时面积、……：⑵降雨扣除损失，求得时段净雨量、、……应注意的是净雨量的时段划分应与画等流时线所取的时段相等：⑶用公式：，推求出流断面在时刻t的流量。19．答：时段单位线的定义：“流域上单位时段内均匀降单位净雨在流域出口断面所形成的地面径流过程线”。基本假定有二：⑴倍比假定：同一流域上，如两次净雨历时相等，且相应流量成比例，其比值等于相应的净雨深之比。⑵叠加假定：如净雨历时不是一个时段而是多个时段，则各时段净雨在流域出口形成的径流过程互不干扰，出口断面的流量过程等于各时段净雨所形成的流量过程相叠加。20．答：⑴选择记录完整的、可靠的场次雨洪资料，作为分析对象；⑵将洪水过程线分割基流求出地面流量过程；并由产流方案求出相应暴雨的净雨过程Rs(t)；⑶根据单位线定义和倍比、叠加假定，由Rs(t)和推求单位线q(t)；⑷对求得的单位线q(t)进行合理检验和修正，得最终分析的单位线。21．156 答：由于单位线的两项假设和定义并不完全符合实际，只是近似的，所以在某一特定的流域上，由不同暴雨强度和暴雨中心位置形成的洪水过程分析得到的单位线形状也就不同。若时段平均降雨强度大，汇流速度快，单位线峰值就较高，峰现时间也较早。又如暴雨中心在下游，分析的单位线峰值就较高，峰现时间也较早。22．答：⑴雨强；⑵计算时段△t；⑶暴雨中心位置。23．答：用等流时线的概念进行汇流计算，忽略了流域的坡地汇流和河槽汇流的调蓄作用，把流域概化成一个理想平面。假定净雨在平面上做匀速运动，进而用等流时线把流域划分成若干个等流时块，每个等流时块上的净雨量产生的水量汇达出口断面，形成相应的洪水过程。而单位线法进行汇流计算，则是以流域出口断面的实测洪水过程和相应的流域降水过程资料分析单位线，然后用以推求洪水，因此在该方法中，已自然反映了流域的坡面和河槽的汇流和调蓄作用。所以，只要选取的暴雨洪水资料可靠，在推求单位线时考虑影响单位线形状的主要因素，在汇流计算时，根据情况予以选用，成果的精度往往令人满意。24．答：优点：单位线本身已经考虑了汇流速度及其变化以及河网调蓄等的综合影响，使用方便，汇流计算一般能取得较好的精度。缺点：单位线假定与实际不完全符合，降雨时、空分布不均匀对其影响较大，实用中应认真处理。25．答：流域上瞬时（时段）单位入流在出口形成的地面径流过程线，称瞬时单位线。其基本假定除与时段单位线的倍比假定，叠加假定相同外，还假定将流域对净雨过程的调节作用，简化为串联的许多相同的线性水库对入流的调节作用，若用n代表水库个数，k代表水库的蓄泄系数，则得到纳希瞬时单位线方程为：26．答：假定流域上有一强度均匀的净雨连续不断的降落，其强度等于单位净雨深与单位时段之比，则它在流域出口断面形成的地面流量过程线称为S曲线。S曲线实际上就是单位线的积分曲线。利用S曲线进行单位线的时段转换要经过下述步骤：若已知单位线的时段为,要转换成为时段为的单位线，则⑴把以为时段的单位线q(t)自始至终连续累加，绘成S(t)曲线；⑵把S(t)曲线向右沿横轴平移时段，得另一S(t-)曲线；⑶S(t)曲线与S(t-)曲线各时刻纵坐标之差[S(t)-S(t-)]，即为以为时段的净雨（10mm*/）产生的地面流量过程；⑷由倍比假定，把[S(t)-S(t-)]乘以/，便得到的时段10mm净雨产生的单位线。27．答：⑴选取记录完整、可靠、在流域上分布比较均匀的孤立洪峰流量资料，并由暴雨洪水求出地面净雨过程Rs(t)及地面流量过程Qs(t)。⑵计算净雨过程Rs(t)和地面流量过程Qs(t)的一、二阶原点矩：、、、。⑶计算瞬时单位线参数n，k。⑷由n和k求S曲线；⑸计算时段单位线q(,t)；⑹用求得的时段单位线156 还原洪水过程与实测的洪水过程进行比较，当相差较大时应修改参数n、k，直到相符合为止。28．答：当n、k减少时，u(0,t)的洪峰增高，峰现时间提前，反之，亦反。29．答：时段单位线是指在单位时段内流域上均匀降单位净雨在流域出口断面形成的地面径流过程线，而瞬时单位线则是指瞬间流域上均匀降单位净雨在流域出口形成的径流过程线。两者的基本假定相同，其差别在于前者是单位时段，并由经验曲线表示，后者是瞬时或无穷小时段，其单位线用数学式表示，而数学表达式是通过将流域的调节作用概化为若干个串联的特性相同的线性水库对入流的调节而推导出来的。30．答：概念上的区别是表现的是流域稳定下渗率，表现的是后损期间雨强超过下渗率的流域平均下渗率。在计算方法上，两者均采用试算的方式进行。其差异是在推求时应考虑流域上蓄满产流的面积；而推求时不考虑流域上的产流面积，认为全流域面积均产流。二、计算题1．解：该次洪水过程计算时间：5月2日14时～5月6日8时。⑴径流总量：⑵总径流深：2．解：地面、地下径流过程水平分割计算时间：5月2日14时～5月6日8时；地下径流量为100。⑴地面径流总量：⑵地面径流深：⑶地下径流深：3．解：⑴计算相对某一地下径流量的地下径流深①地下径流量退水过程公式②相对某一地下径流量的总水量计算公式156 ⑵计算洪水的径流总量和总径流深该次洪水过程的起涨时间为：6月14日11时，计算流量终止时间为：6月17日5时；由于起涨流量与计算终止流量不一致，必须计算两者之间的地下径流量。①径流总量：②总径流深：4．解：该次洪水过程的起涨时间为：6月14日11时，地面流量终止时间为：6月17日2时。⑴地面径流总量：⑵地面径流深：⑶地下径流深：5．解：⑴求流域土壤含水量日消退系数⑵计算6.22~25日的6月22日：23日：=0.95（10+100）=104.5>100mm，取为100mm24日：=0.95（1.5+100）=96.4mm25日：=0.95（0+96.4）=91.6mm6．解：⑴求该流域土壤蓄水量日消退系数⑵推求逐日按下式计算，否则，取=156 式中：为第t日值，mm；为第t-1日的降雨量，mm；为第t-1日的，mm。⑶按上式推求逐日，结果见表2-7-1。表2-7-1计算结果表日期（d）1011121314151617181920雨量（mm）2.10.33.224.325.117.25.4(mm)90.084.978.372.566.864.681.990.090.083.076.57．解：⑴推求逐日按下式计算，否则，取=100mm式中：为第t日值，mm；为第t-1日的降雨量，mm；为第t-1日的，mm。⑵按上式推求逐日，结果见表2-7-2。表2-7-2计算结果表日期5月15日16日17日18日19日降雨量P(mm)05150100Pa(mm)10.08.010.4100.088.08．解：⑴流域蓄水的日消退系数⑵推求逐日按下式计算，否则，取=式中：为第t日值，mm；为第t-1日的降雨量，mm；为第t-1日的，mm。⑶按上式推求逐日，结果见表2-7-3。表2-7-3计算结果表日期6月8日19日20日21日22日23日降雨量p(mm)78.235.610.11.200Pa(mm)10010096.191.39．解：列表计算如下：表2-7-4中第（3）栏为第（2）栏累加；由第（3）栏和Pa=60mm查图1-7-2，如图2-7-1，得第（4）栏的累计净雨；第（4）栏相邻时段相减，得第（5）栏时段净雨。156 表2-7-4时段净雨计算表时间（月.日.时）（1）5.10.85.10.145.10.205.11.8合计雨量（mm）（2）40802010150累积雨量（mm）（3）40120140150累积净雨（mm）（4）1480100110时段净雨（mm）（5）14662010110图2-7-1某流域降雨径流相关图10．解：列表计算如下：表2-7-5中第（3）栏为第（2）栏累加；由第（3）栏和Pa=60mm查图1-7-3，如图2-7-2，得第（4）栏的累计净雨；第（4）栏相邻时段相减，得第（5）栏时段净雨。表2-7-5时段净雨计算表时间（月.日.时）（1）6.12.86.12.146.12.206.13.8合计雨量（mm）（2）4080010130累积雨量（mm）（3）40120120130累积净雨（mm）（4）14808090时段净雨（mm）（5）146601090156 图2-7-2某流域降雨径流相关图11．解：由Pa+P1=50mm和Pa+P1+P2=100mm查P+Pa~R相关图1-7-4，如图2-7-3所示，得：R1=8.0mmR1+R2=33.8mm；所以，R1=8.0mmR2=25.8mm。计算结果见表2-7-6。表2-7-6时段净雨计算表时间（日、时）5.65.125.18降雨量（mm）3050Pa+P（mm）50100（mm）833.8净雨深（mm）825.8图2-7-3某流域相关图12．解：⑴计算6月27日17时～20时的流域蒸散发量⑵计算6月27日17～20时降雨量产生的总径流量156 ⑶计算6月27日20时的蓄水量⑷再以6月27日20时的蓄水量为初始值，按上述步骤转入下一时段计算；计算结果见表2-7-7。表2-7-7某流域6月27日逐时段净雨R和蓄水量W的变化月.日.时（mm）（mm）（mm）（mm）（mm）（mm）W（mm）6.27.170000061.8361.836.27.200.5000.10.461.8362.236.27.2338.10011.142069.1389.1913．解：⑴根据表I-7-13中降雨P-E的大小变化情况，设超渗雨时段为2～4时段，即m=3⑵计算地面径流深⑶计算⑷按各时段的与（）对比，超渗雨时段正是2～4时段，其它为非超渗雨时段，与假设相符，故即为所求。14．解：⑴根据表1-7-14中降雨P-E的大小变化情况，设超渗雨时段为1、3～5时段，即m=4。⑵计算地面径流深⑶计算156 ⑷按各时段的与（）对比，超渗雨时段正是1、3～5时段，其它为非超渗雨时段，与假设相符，故即为所求。15．解：⑴计算8月29日的流域蒸散发量⑵计算8月30日的蓄水量⑶以8月30日的蓄水量为初始值，按上述步骤转入下一时段计算；计算结果见表2-7-8。表2-7-8蓄水量计算结果表年.月.日W(1)(2)(3)(4)(5)(6)70.8.290.74.53.154.470.8.304.63.052.070.8.311.54.02.449.070.9.15.53.348.170.9.25.83.244.816．解⑴计算8月29日的流域蒸散发量当时⑵计算8月30日的蓄水量⑶以8月30日的蓄水量为初始值，按上述步骤转入下一时段计算；计算结果见表2-7-9。表2-7-9蓄水量计算结果表年.月.日W70.8.290.74.54.54.52034.454.470.8.304.64.64.616.234.450.670.8.311.54.04.04.011.634.44670.9.15.55.55.56.134.443.570.9.25.83.61.34.93.634.43817．解：⑴计算地面径流深①分割地面、地下径流地面径流起涨点为7日2时，地面径流终止点为9日20时。地面、地下径流过程见表2-7-10中第（3）栏和第（4）栏156 ②地面径流深的计算：⑵地面净雨过程的计算①初损的计算：由降雨与流量过程对比，流量起涨点之前的降雨量为初损，=15.6mm。②后损率的计算：因为=9.5>P’=4.2，所以假定的非超渗雨正确。③各时段地面净雨计算:如表第（6）栏。表2-7-10时段地面净雨计算表日期QQsQs降雨量地面净雨月日时(m3/s)(m3/s)(m3/s)（mm）（mm）（1）（2）（3）（4）（5）（6）862014414472133133015.6081593135145868.258.714148113713444.2020962139823827001415598422143279143091461632026414811692237150878202152501416615412201561560合计折合58.7mm88.058.718．解：⑴计算地面径流深①分割地下径流：6日2时～7日20时地下径流流量均为9。②地面径流深的计算。156 ⑵地面净雨的计算①由降雨与流量过程对比，流量起涨点之前的降雨量为初损②试算求后损率设无非超渗雨时段，即③后损率的计算：④地面净雨过程计算：；计算结果见表2-7-11。表2-7-11时段地面净雨计算表日期日.时5.206.26.86.146.207.27.87.147.208.2降雨量（mm）18.54014.2地面净雨（mm）031.25.319．解：⑴计算地面径流深Rs=P=0.75419.3=314.5mm⑵地面净雨过程计算后损期雨量时，按损失，否则降多少损失多少。依此，由最末一个时段向前逐时段计算地面净雨并累加，直至其值等于，其前面的降雨则为初损。计算结果见表2-7-12。表2-7-12时段地面净雨计算表时间降雨量P(mm)初损I0（mm）后损（mm）地面净雨（mm）6月10日8时6.56.56月10日14时5.55.56月10日20时176.059.865.94110.26月11日2时99.4990.46月11日8时0006月11日14时82.9973.96月11日20时49.0940合计419.371.8632.94314.520．解：计算结果见表2-7-13。表2-7-13时段地面净雨计算表时段（=6h）1234合计雨量（mm）15607210157初损（mm）152035后期下渗（mm）8121030地面净雨（mm）03260092156 21．解：计算该次暴雨的地面净雨过程见表2-7-14。表2-7-14时段地面净雨计算表时段（=6h）123456雨量（mm）25.031.039.547.09.03.5初损（mm）25.0后期下渗（mm）6.06.06.06.03.5地面净雨（mm）025.033.541.03.0022．解：⑴第3时段末的地面径流流量=0.278/2（465+2572+1341）=360.4⑵地面径流总历时23．解：列表表2-7-15计算地面径流洪水过程：表2-7-1地面径流洪水过程计算表时间净雨各时段净雨的地面流量过程整个净雨在流域出口的地面流量过程(m3/s)00.00.01109490.4057212252068.490.10158.531329474.1250.236.1360.440.0290.2180.7470.950.036.136.160.00.024．解：⑴计算该次洪水的洪峰流量及出现时间：计算地面径流过程如表2-7-16。表2-7-1地面径流洪水过程计算表时间（）净雨（mm）Q~t0001180.27818/220050.02360.27818/2400.27836/220200.230.27818/2350.27836/240287.740.27818/2100.27836/235200.2500.27836/21050.0600⑵洪峰流量为287.7，峰现时间为第3时段末。⑶地面径流历时：156 25．解：⑴计算地面径流过程如表2-7-17。表2-7-17地面径流洪水过程计算表时间（）净雨（mm）Q~t0000.01150.27815/220041.72260.27815/2400.27826/220155.730.27815/2350.27826/240217.540.27815/2100.27826/235147.350.27826/21036.1600.0⑵部分汇流形成洪峰流量26．解：⑴推求该流域地下径流的演算式将F＝3150km2，=228h，=6h代入地下径流的演算公式，有：⑵第一时段起始流量75，逐时段连续演算，结果见表2-7-18。表2-7-18地下径流过程计算表月、日、时地下净雨(mm)4.658()0.968Qg,1()Qg,2()5.7.8755.7.147.535731085.7.206.8321051375.8.23.4161331495.8.81441445.8.141401405.8.201351355.9.21311315.9.8┊┊27．解：⑴推求该流域地下径流的演算式将F＝1250km2，=142h，=3h代入地下径流的演算公式，有⑵第1时段起始流量35，逐时段连续演算，结果见表2-7-19。表2-7-19地下径流过程计算表月、日、时地下净雨(mm)2.422()0.979Qg,1()Qg,2()5.7.8355.7.1410.525.434.359.75.7.200058.458.4156 5.8.28.219.957.277.15.8.813.131.775.5107.25.8.14104.9104.95.8.20102.7102.75.9.2100.6100.65.9.8┊┊28．解：⑴计算地面径流深①分割地面、地下径流地面径流起涨点为7日2时，地面径流终止点为9日20时。地面地下径流过程见计算表2-7-20中第（3）栏和第（4）栏②地面径流深的计算：⑵地面净雨的计算①由降雨与流量过程对比，流量起涨点之前的降雨量为初损，=15.6mm。②后损率的计算：因为=9.5>P’=4.2，所以假定的非超渗雨正确。③地面净雨Rs=68.2-=68.2-9.5=58.7mm⑶推求单位线推求得单位线见表第（7）栏；核验折合成10mm，所以是合理的。表2-7-20单位线分析计算表日期QQgQs降雨量地面净雨单位线月日时(m3/s)(m3/s)(m3/s)（mm）（mm）(m3/s)（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）862014414472133133015.6081593135145868.258.72481414811371344402229209621398231408270014155995842214327948143091461632820264148116209223715087158202152509141661541222015615600合计折合58.7mm折合10mm29．解：⑴推求流域面积156 由式可推得流域面积F⑵分析法推求6h10mm单位线①由计算公式为：第一时段末：第二时段末：，……②推求得单位线见表2-7-21；核验折合成10mm，所以是合理的。表2-7-21单位线分析计算结果表时间(日.时)7.87.147.208.28.88.148.209.29.89.149.2010.2时间(Δt=6h)01234567891011地面净雨(mm)035.07.000地面径流(m3/s)020943081781046139211320单位线(m3/s)05.725.782.934.322.912.98.64.32.9030．解：⑴分割地面、地下径流，计算地面径流深，见表2-7-22。⑵确定初损与后损，得地面径流深初损为流量起点之前的降雨量15mm，由地面径流深可推求出净雨深，Rs=22.2mm，第2时段降雨超过Rs的为后损量⑶由于只有一个时段地面净雨，单位线计算公式为：推求得单位线见下表；核验折合成10mm，所以是合理的。表2-7-22单位线分析计算结果表时间(日.时)8.08.68.128.189.09.69.129.18流量(m3/s)2010236040201010地下径流(m3/s)10101010101010156 地面径流(m3/s)0135030100降雨(mm)015500地面净雨(mm)022.20单位线(m3/s)05.922.513.54.5031．解：⑴将单位线q(t)滞后6h得q(t-6)，并将两单位线按时序叠加，得到u(12,t)；⑵将u(12,t)除以2得到12h10mm单位线，具体计算见表2-7-23。表2-7-23单位线转换计算表时段数（=6h）单位线q(t)(m3/s)滞后单位线q(t-6)(m3/s)q(t)+q(t-6)(m3/s)q(12,t)(m3/s)000013003015214230172863180142322161490180270135523901135760232312700032．解：⑴分析法推求3h10mm单位线由计算公式为：第一时段末：第二时段末：，……⑵推求得单位线见表2-7-24；核验折合成10mm，所以是合理的。表2-7-24单位线分析计算结果表时间（h）0369121518地面径流(m3/s)0209013080300地面净雨（mm）02030单位线(m3/s)0103020100033．解：将过程线S(t)后移2h得S(t-2h)过程线，由S(t)与S(t-2h)的差得到u(2h,t)=S(t)-S(t-2h),尔后由式得到2h10mm单位线，列表2-7-25计算如下。表2-7-25单位线转换计算表156 时间（h）Q(m3/s)S(t-2h)(m3/s)u(2h,t)(m3/s)q(2,t)(m3/s)00001161682226022611333011628514343412261155753613016030637134130157376361158837637152937637600合计37634．解：⑴由S(t)曲线推求u(3,t)值，，见表2-7-26第（3）栏⑵推求3h10mm单位线q(3,t)=表2-7-26单位线转换计算表t(h)s(t)u(3,t)q(3,t)()(1)(2)(3)(4)000030.20.22060.60.44090.80.220120.90.110150.960.066181.00.044211.00035．解：⑴列表推求S曲线，见表2-7-27；表2-7-27S曲线表时间（h）0246810121416q(m3/s)0162107540201050S=(m3/s)016226301341361371376376S曲线最大值为376(m3/s)。⑵推求该域的面积由式：=270.7km；流域面积为270.7km。36．解：列表推求地面径流过程线，结果见表2-7-28。表2-7-28地面径流计算结果表时间（6h）单位线q(m3/s)净雨（mm）25mm净雨产流量(m3/s)35mm净雨产流量(m3/s)地面径流(m3/s)002500156 3514301075010752630157515053080340010002205320542706751400207551804509451395610025063088074010035045080014014090037．解：⑴计算地面净雨过程因=10mm，第一时段降雨全部损失，后损=0.5mm/h，则=33-0.56=30mm,=6-0.56=3mm。⑵分析法推求6h10mm单位线由计算公式为：第一时段末：第二时段末：，……⑶推求得单位线见表2-7-29；核验折合成10mm，所以是合理的。表2-7-29单位线分析计算表时间地面径流降雨量净雨Q1~tQ2~tq(日时)量(m3/s)（mm）(mm)(m3/s)(m3/s)(m3/s)6601033630300123030010.01880773.025.77010092.37.730.869080.89.226.9127061.98.120.6185043.86.214.6802520.64.46.961512.92.14.312501.301800合10.0mm156 38．解：利用S曲线法，进行单位线时段转换计算，结果见表2-7-30。表2-7-30单位线时段转换计算表时段（=3h）6h10mm单位线(m3/s)S(t)(m3/s)S(t-3)(m3/s)S(t)-S(t-3)(m3/s)3h10mm单位线(m3/s)000001185018537024304301852454903765430335670463010607652955905128010602204406400146012801803607160014601402808270173016001302609183017301002001018019101830801601119801910701401211820281980489613207020284284147020982070285615212020982244164021382120183617214721389181816215421477141921542154002002154215439．解：⑴分析法推求6h10mm单位线由计算公式为：第一时段末：第二时段末：，……⑵推求得单位线见表2-7-31；核验折合成10mm，所以是合理的。表2-7-31单位线分析计算表时间（日时）地面径流（m^3/s）地面净雨（mm）h1形成地面径流h2形成地面径流Q(m^3/s)56061501248480018606486120806015153001215810156 693018075050012565115450300183728428819270274642101406208481601071215636120801811727.289.8608086186845.36549453012263.222.815.2188085.390000合10mm40．解：列法计算暴雨在流域出口形成的洪水过程，结果见表2-7-32。表2-7-32暴雨洪水过程计算表时间日时地面净雨（mm）单位线(m3/s)各时段净雨量地面径流(m3/s)基流(m3/s)洪水过程(m3/s)5mm20mm23252000505082010050601480404060160205025160502352422512.5100501638157.550501081400305080200505041．解：n=3.0，K=6h，F=2650km2按此公式，计算6h时段单位线如表2-7-33。表2-7-33时段t=6h单位线计算表时间（h）t/kS(t)S(t-t)6h10mm净雨单位线(m3/s)(1)(2)(3)(4)(5)(6)00000610.08000.080981220.3230.0800.2432981830.5770.3230.2543132440.7620.5770.1852273050.8750.7620.1131393660.9380.8750.063774270.9700.9380.03239156 4880.9860.9700.016205490.9940.9860.0081060100.9970.9940.003468110.9990.9970.0022720.9990042．解：列表计算地面流量过程，如表2-7-34所示。表2-7-34地面流量过程计算表时间（h）061218243036424854606872单位线(m3/s)0982983132271397739201042015mm产生Q1(m3/s)014744747034120911659301563040mm产生Q2(m3/s)03921192125290855630815680401680地面流量(m3/s)01478391662159311176723671869546198043．解：由n=5.0，K=6h，F=3750km2，按下式计算6h时段单位线，结果如表2-7-35所示。表2-7-35时段t=6h单位线计算表时间（h）t/kS(t)S(t-t)U(t,t)6h10mm净雨单位线(m3/s)(1)(2)(3)(4)(5)(6)00000610.00400.00471220.0530.0040.049851830.1850.0530.1322292440.3710.1850.1863233050.5600.3710.1893283660.7150.5600.1552694270.8270.7150.1121944880.9000.8270.0731275490.9450.9000.0457860100.9710.9450.0264566110.9850.9710.0142472120.9920.9850.0071278130.9960.9920.004784140.9980.9960.002390150.9990.9980.001296160.9990044．解：⑴推求该流域地下径流过程①推求该流域地下径流的演算式将F＝3750km2，=235h，=6h代入地下径流的演算公式，有156 ②时段起始流量75，逐时段连续演算，推求地下径流过程，结果见下表。⑵由6h10mm单位线，进行地面汇流计算结果见表2-7-36。⑶将地面、地下径流过程按时序叠加，得到流域洪水流量过程，计算结果见表Ⅱ-7-36。表2-7-36流域洪水过程计算表时间单位线地面净雨21mm径流18mm径流地面径流地下净雨地下径流流量(月.日.时)(m3/s)(mm)(m3/s)(m3/s)(m3/s)(mm)(m3/s)(m3/s)5.7.800075755.7.14721150157.51061215.7.208518179131916.81333245.8.22294811536343.41457795.8.8323678413109114112325.8.14328689581127013814085.8.20269565591115613412905.9.219440848489313110235.9.81272663506161277445.9.14781642283921245165.9.2045951412351213575.10.22451811321182505.10.8122644691151845.10.1471522361121495.10.203713201101295.11.2246101071175.11.800331041075.11.14001011015.11.2099995.12.2969645．解：将流域面积、主河道长度和坡度代入，计算公式，有由式，可计算出值，为156 第八章由暴雨资料推求设计洪水一、概　念　题（一）填空题1.设计洪水2.流域中心点雨量与相应的流域面雨量之间的关系，设计面雨量3.同频率4.同频率法5.从经验频率点据偏离频率曲线的程度、模比系数K、暴雨量级、重现期等分析判断6.推求设计暴雨，推求设计净雨，推求设计洪水7.邻站直接借用法，邻近各站平均值插补法，等值线图插补法，暴雨移植法，暴雨与洪水峰或量相关法8.算术平均法9.泰森多边形法10.流域上雨量站分布均匀，即各雨量站面积权重相同11.适线12.暴雨定点定面关系，暴雨动点动面关系13.实测大暴雨14.水汽因子，动力因子15.大，小16.设计的前期影响雨量Pa，p，降雨径流关系17.Wm折算法，扩展暴雨系列法，同频率法18.在现代气候条件下，一个特定流域一定历时的理论最大降水量19.可能最大暴雨产生的洪水20.垂直地平面的空气柱中的全部水汽凝结后21.在现代气候条件下，一个特定地区露点的理论最大值22.饱和湿度23.水汽条件，动力条件24.水汽压，饱和差，比湿，露点25.大，低156 26.假湿绝热过程27.0.2/h28.，29.历史最大露点加成法，露点频率计算法，露点移植法30.24℃31.（1）通过暴雨径流查算图表（或水文手册）查算统计历时的设计暴雨量，（2）通过暴雨公式将统计历时的设计雨量转化为任一历时的设计雨量㈡选择题１.[c]　　２.[c]　3.[a]　　4.[b]　5.[a]　　6.[d]　7.[d]　　8.[c]　9.[b]　10.[d]　11.[c]　12.[a]　13.[b]　14.[b]　15.[b]　　16.[d]　17.[b]　　18.[d]　19.[d]　　20.[c]　21.[d]　　22.[b]　23.[a]　　24.[b]　25.[b]　　26.[c]　27.[a]　　28.[c]　29.[b]　㈢判断题１.[T]　　２.[F]　3.[F]　　4.[F]　5.[T]　　6.[F]　7.[T]　　8.[T]　9.[T]　10.[T]　11.[T]　12.[T]　13.[T]　14.[T]　15.[F]　　16.[T]　17.[T]　　18.[F]　19.[T]　　20.[F]　21.[T]　22.[F]　23.[T]　　24.[F]　25.[T]　26.[T]　27.[T]　　28.[T]　29.[F]　　30.[F]（四）问答题1、答：由流量资料推求设计洪水最直接，精度也较高。但在以下几种情况，则必须由暴雨资料推求设计洪水，即：①设计流域实测流量资料不足或缺乏时；②人类活动破坏了洪水系列的一致性;③要求多种方法，互相印证，合理选定;④PMP和小流域设计洪水常用暴雨资料推求。2、答：洪水与暴雨同频率，即某一频率的暴雨，就产生某一频率的洪水。如百年一遇的暴雨，就产生百年一遇的洪水。3、答：由暴雨资料推求设计洪水的方法步骤是：①暴雨选样；②推求设计暴雨；③推求设计净雨；④推求设计洪水过程线4、答：判断大暴雨资料是否属于特大值，一般可从经验频率点据偏离频率曲线的程度、模比系数K的大小、暴雨量级在地区上是否很突出，以及论证暴雨的重现期等方面进行分析判断。5156 、答：特大值处理的关键是确定重现期。由于历史暴雨无法直接考证，特大暴雨的重现期只能通过小河洪水调查，并结合当地历史文献有关灾情资料的记载分析估计。一般认为，当流域面积较小时，流域平均雨量的重现期与相应洪水的重现期相近。6、答：“动点动面暴雨点面关系”包含了三个假定:①假定设计暴雨的中心一定发生在流域中心；②假定设计暴雨的点面关系符合平均的点面关系；③假定流域周界与设计暴雨的某一等雨深线相重合。7、答：可从以下几个方面检查设计暴雨计算成果的正确性：(1)检查统计参数，设计暴雨历时越长，均值增大，CV变小,某一历时的设计值增大;(2)把各统计历时的暴雨频率曲线绘在一张图上进行对比分析，不能相交，间距合理;(3)与实测大暴雨或邻近地区以及世界最大暴雨记录进行分析比较，检查其稀遇程度。8、答：定点指流域中心点或其附近有长系列点雨量资料的雨量站,定面是把流域作为固定面,建立固定点雨量和固定面雨量之间的关系,称定点定面关系。对于一次暴雨某种时段的固定点雨量，有一个相应的面雨量，在定点定面条件下，点面折减系数为：。式中，xF、x0分别为某种时段固定面和固定点的暴雨量。有了若干次某时段暴雨量，则可有若干个α值，取其平均值，作为设计计算用的点面折减系数。同样的方法，可求得不同时段的点面折减系数。9、答：在缺乏暴雨资料的流域上，常以动点动面暴雨点面关系代替定点定面关系。这种关系是按照各次暴雨的中心与暴雨等值线图计算求得，因各次暴雨的中心和暴雨分布都不尽相同，所以称为动点动面关系。分析动点动面关系的方法是：①在一个水文分区内选择若干次大暴雨资料;②绘出各场暴雨各种历时的暴雨等雨深线图;③作出各场暴雨的点面关系;④取各场暴雨点面关系的平均线作为该区综合的点面关系线。10、答：（1）用公式：逐日计算，式中，分别为第t+1天、第t天的前期影响雨量；Pt为第t天的降雨量；为流域蓄水容量，K为折减系数。（2）按公式：=+Pt-Rt-Et逐日计算。式中Rt为Pt产生的径流量，Et为第t天的流域蒸散发量。方法（1）不需要逐日蒸发、径流资料，计算简便，但精度不高。方法（2）计算精度较高，但需要逐日蒸发、径流资料，计算较繁。11、答：选择典型暴雨的原则是：“可能(代表性)”和“不利”。所谓可能是指所选典型暴雨的分配过程应是设计条件下比较容易发生的；其次，还要考虑是对工程不利的。所谓比较容易发生，首先是从量上来考虑，应使典型暴雨的雨量接近设计暴雨的雨量；其次是要使所选典型的雨峰个数、主雨峰位置和实际降雨时数是大暴雨中常见的情况，即这种雨型在大暴雨中出现的次数较多。所谓对工程不利，主要是指两个方面:156 一是指雨量比较集中，例如七天暴雨特别集中在三天，三天暴雨特别集中在一天等；二是指主雨峰比较靠后。这样的降雨分配过程所形成的洪水洪峰较大且出现较迟，对水库安全将是不利的。12、答：典型暴雨过程的放大方法与设计洪水的典型过程放大计算基本相同，一般均采用同频率放大法。例如设计历时为7天，以1天，3天作为控制历时，其放大倍比的计算式为：最大1天:最大3天中其余2天:最大7天中其余4天:式中，－分别为1d、3d、7d设计暴雨量（mm）；－分别为1d、3d、7d典型暴雨量（mm）。13、答：推理公式法是基于暴雨形成洪水的基本原理推求设计洪水的一种方法。推理公式法计算设计洪峰流量是联解如下一组方程便可求得设计洪峰流量Qm，及相应的流域汇流时间τ。计算中涉及三类共7个参数，即流域特征参数F、L、J；暴雨特征参数SP、n；产汇流参数μ、m。为了推求设计洪峰值，首先需要根据资料情况分别确定有关参数。对于没有任何观测资料的流域，需查有关图集。从公式可知，洪峰流量Qm和汇流时间τ互为隐函数，而根据净雨历时tc与流域汇流时间τ的大小不同，流域汇流又分为全面汇流和部分汇流，因而需要试算法。试算方法是：①通过对设计流域调查了解，结合水文手册及流域地形图，确定流域的几何特征值F、L、J，设计暴雨的统计参数（均值、CV、Cs/CV）及暴雨公式中的参数n（或n1、n2），损失参数μ及汇流参数m。②计算设计暴雨的Sp、xTP，进而由损失参数μ计算设计净雨历时tc。③将F、L、J、tc、m代入式（2-8-1）、（2-8-2）和（2-8-3），其中仅剩下Qm、τ未知，故可求解。④用试算法求解。先设一个Qm，代入式（2-8-3）得到一个相应的τ，将它与tc比较，判断属于何种汇流情况，再将该τ值代入式（2-8-1）或式（2-8-2），又求得一个Qm，若与假设的一致（误差不超过1%），则该Qm及τ即为所求；否则，另设Qm156 仿以上步骤试算，直到两式都能共同满足为止。14、答：图解交点法不需试算，根据推理公式通过计算作图求解。该法是对式（2-8-4）、（2-8-5）和（2-8-6）分别作曲线Qm~τ及τ~Qm，点绘在一张图上，如下图所示。两线交点的读数显然同时满足式（2-8-4）、（2-8-5）和（2-8-6），因此交点读数Qm、τ即为该方程组的解。QQmp～tQmpQmp～τt，ττ图2-8-1交点法推求洪峰流量示意图15、答：全面汇流的洪峰流量推理公式部分汇流的洪峰流量推理公式式中：F为流域面积（km2）；为一定时段内的最大平均雨强（mm/h），对于全面汇流，时段为流域汇流时间，对于部分汇流，时段为净雨历时；为平均下渗强度（mm/h）；K为单位换算系数（k=0.278）；F0为净雨历时间的最大共时径流面积（km2）。16、答：流域设计洪水总量可由设计净雨来推求，一般用24小时的设计净雨乘以流域面积得出，即式中：Wp为设计洪水总量，万ｍ３；hp为设计净雨量，mm；F为流域面积（km2）。小流域设计洪水过程线一般用概化过程线法推求。概化过程线有三角形，五边形和综合概化过程线。若概化过程线为三角形，则设计洪水过程线的峰为Qp，量为Wp，则底宽T=2Qp/Wp。17、答：因流域面积小，忽略暴雨在地区上分布的不均匀性，可以把流域中心的点雨量作为流域面雨量，无需考虑点面雨量折算。156 根据地区的雨量观测资料，独立地选取不同历时最大暴雨量进行统计，并转换为不同频率的平均暴雨强度～历时曲线，表达式为：或式中：t为暴雨历时（h）；i为历时为t、频率为P的最大平均暴雨强度，（mm/h）；SP为雨力，（mm/h）；n为暴雨衰减指数；d为检验参数。18、答：推理公式法计算设计洪峰流量流程如下图：假设tc≥τ否否是暴雨特征参数S、n流域特征参数F、L、J产汇流参数μ、m是图2-8-2推理公式法计算设计洪峰流量流程图19、答：基本原理：推理公式是从成因概念出发，认为降落在流域上的暴雨经过产流和汇流，按等流时线的原理，形成流域出口的最大流量。基本假定：①设计暴雨及损失时空分布均匀；②暴雨、洪水同频率；③汇流遵循等流时线原理。20、答：（1）水汽改正：156 式中P1，P2分别为被移植的实际典型暴雨和设计地区的可能最大暴雨量；W1，W2分别为P1相应的可降水量和P2相应的可降水量。（2）高程改正和障碍改正：公式同上，但其中的W2应以设计地区的高程计算。21、答：（1）；（2）其中，Sp为雨力或暴雨势，是具有频率概念的参数；ｄ为经验参数，ｎ，nd为暴雨递减指数。目前水利部门广泛应用的是第一种形式。22、答：可降水量是指垂直空气柱中的全部水汽凝结后在气柱底面上所形成的液态水深度，称为可降水量。计算方法有：①若是有各高度层的比湿实测资料，可直接用公式计算；式中，q为比湿，为分层气压厚度。②间接计算：确定地面露点值，并化算为1000hPa露点值；以露点值查表计算，其中，分别为海平面至水汽顶界和地面高度可降水。23、答：在适当地点适当时间选定的地面露点值所对应的可降水量能反映暴雨期间输入雨区水汽量的多少，这个地面露点值称为暴雨代表性露点。选取代表性露点的方法：在暖湿空气的入流方向大暴雨区边缘选取几个测站（一般4～5个），并取群站露点的平均值；每个测站代表性地面露点的选取，是包括最大24h暴雨期及前24h共48h内选取的持续12h最高露点值。24、答：（1）移植典型特大暴雨法：①移植可能性分析；从邻近地区选择特大暴雨典型；②气象因子极大化，放大典型暴雨得当地PMP；③移植改正，将那里的PMP移至设计流域。（2）应用可能最大暴雨图集推求，方法步骤为：①查得流域中心可能最大24h点雨量；②查PMP时面深（T～F～α）关系图，求得各时段流域可能最大暴雨折算系数α；③计算相应时段的可能最大面暴雨量。25、答：原则上是典型暴雨发生地区与设计流域处于同一气象条件一致区，其间没有特别高大的山脉相隔，具体条件是：①移植距离不宜太远，一般移置范围在10个纬距之内；②地形条件不宜相差太大，两地高程相差一般不宜超过700~1000m；③暴雨气候特征相似；④形成典型暴雨的环流形势与天气系统应在设计流域也曾出现或有可能出现。移植暴雨法的方法步骤是：①查明拟移置暴雨发生的时间，地点及天气成因，等雨量线图，天气图；②由天气条件初步拟定一致区；③考虑地形、地理条件限制确定移置界限；④放大典型暴雨；⑤移置改正。26、答：①选择典型暴雨，并计算其平均雨量P典； ②156 计算当地典型暴雨的和可能最大暴雨的可降水量W典、Wm； ③进行水汽放大，得可能最大暴雨。式中W典由选取的代表性露点td，代查表得；Wm由选取的td，m查表得。27、答：因移用的邻近地区高效暴雨的效率认为已达可能最大，即，故设计流域的可能最大暴雨Pｍ为其中P、W分别为被移植的典型高效暴雨的雨量和可降水，Wm为设计流域的可能最大可降水，如此，分别计算P，W，Wm代入上式即得Pm。28、答：当地暴雨法是将本流域已发生的大暴雨，通过水汽、动力放大后，求得本流域的PMP，而移置暴雨法则是经过分析论证移置的可能性之后，将邻近地区的特大暴雨通过改正计算移入设计流域。再进行极大化得PMP。29、答：作用是将测站高程的露点td按假绝热变化换算到1000hPa等压面上，以便利用有关“1000hPa地面到指定高程间饱和假绝热大气之中的可降水量与1000hPa露点函数关系表”查算可降水（W）。30、答：由实测资料制定的产汇流计算方案，所依据的暴雨洪水资料往往与PMP、PMF相差甚远，因此将其用于PMF的计算，常常需要进行大幅度的外延，此时必须认真分析外延的合理性，例如对湿润地区应用蓄满产流模型进行产流计算，理论上可以证明也是适用的。又如流域汇流计算，若用单位线法，必需研究其非线性变化的规律和临界值，PMP的前期影响雨量Pa如何选取，也是一个值得注意的特殊问题，例如湿润地区可取Pa等于流域蓄水容量Wm。31、答：①推理公式法；②地区经验公式法；③洪水调查法；④查算图表法；⑤综合单位线法等。32、答：小流域设计洪水过程线一般采用概化过程线法推求，概化过程线有三角形、五边形和无因次概化洪水过程线等。二、计　算　题1、解：因为暴雨是随机事件，每年都有P=2%的可能性发生超标准暴雨，连续2年发生超标准暴雨的概率为：2、解：mm3、解：因为该水库属大（2）型水库，根据水利部2000年颁发的编号为SL252-2000的《水利水电工程等级划分及洪水标准》，水库工程为Ⅱ等，大坝为2级建筑物，设计洪水标准为500~100156 年一遇，从工程的重要性考虑，最后选定按500年一遇洪水设计。因为暴雨和洪水同频率，因此要推求500年一遇的设计暴雨，即mm4、解：（mm）5、解：mmmmmm因为限制条件为，所以mm6、解：（1）求该流域土壤蓄水量日消退系数（2）推求逐日按下式计算，否则取=按上式推求逐日如下表：表2-8-1逐日计算表日期（d）1011121314151617181920雨量（mm）2.10.33.224.325.117.25.4(mm)90.084.978.372.566.864.681.990.090.083.076.57、解：总设计净雨量为：mm因后损率=1.0mm/h，后损历时17h，故总后损量为17mm，则初损为：mm8、解：计算各时段净雨量，见表2-8-2。表2-8-2设计净雨计算表时段(Δt=12h)123456合计设计暴雨P(mm)10.025.060.0070.045.0210.0P+Pa（mm）90.0115.0175.0175.0245.0290.0累计净雨(mm)4.021.058.058.0110.0150.0时段净雨（mm）4.017.037.0052.040.0（1）该次暴雨总净雨深是150.0mm156 （2）该次暴雨总损失P-=210.0-150=60.0mm（3）设计暴雨的前期影响雨量=90.0-10.0=80.0mm9、解：（1）设计总净雨量为：=0.85×420=357.0mm（2）按=1.5/h在降雨过程线上自后向前计算累计净雨，当=357.0mm时，其前面的降雨即为。第3时段既有初损，又有后损。后损量为mm，第3时段初损：176-152-7.8=16.2mm，依此总初损：=28.2mm表2-8-3用初损、后损法确定初损和设计净雨过程时段(Δt=6h)123456雨　量（mm）　6.45.6176998251初损△t（mm）7.8999后损I0（mm）6.45.616.2设计净雨（mm）15290734210、解：P1%=460mm，=0.87，=1mm/h，tc=24h+tc=(1-)P1%所以=(0.13×460)-1×24=59.2-8-24=35.8mm11、解：最大一天雨量99.5mm，三天雨量104.7mm，七天雨量218.8mm最大一天净量74.6mm，三天净量78.5mm，七天净量164.1mm12、解：设计面雨量P6h，1%=192.3×0.912=175.4mmP1d，1%=306.0×0.938=287.0mmP3d，1%=435×0.963=418.9mm典型暴雨量P6h=120.5mm，P1d=204.8mm，P3d=222.8mm放大倍比K6h=175.4/120.5=1.46K6h~1d=(287.0-175.4)/(204.2-8-120.5)=1.32K1d~3d=(418.9-287.0)/(222.2-8-204.8)=7.33表2-8-4设计暴雨（P=1%）时程分配时段=6h123456789101112典型雨量mm4.84.2120.575.34.42.62.42.32.22.11.01.0放大倍比K1.321.321.461.327.337.337.337.337.337.337.337.33设计暴雨mm6.35.5175.499.432.319.117.616.916.115.47.37.3156 13、解：由典型洪水统计得：P1d=160mm；P3d=320mm；P7d=395mm；表2-8-5同频率控制放大法推求设计暴雨过程时段Δt=12h1234567891011121314典型雨量（mm）　1513201005080601000300125倍比k1.731.731.731.731.731.401.402.102.101.401.401.731.731.73设计雨量（mm）26.122.534.617.3070.0112126210042.0020.88.714、解：mmmm表2-8-6设计暴雨及设计净雨时程分配时段（Δt=3h）12345678合计分配百分比（%）58111344865100设计暴雨(mm)15.925.434.941.3139.625.419.015.9317.3初损(mm)15.99.125.0后损(mm)2.03.03.03.03.03.03.020.0设计净雨(mm)014.331.938.3136.622.416.012.9272.415、解：N=1996-1870+1=127(年)，n=1996-1970+1=27(年)特大暴雨个数a=2，其中实测系列内特大暴雨个数。mm16、解：（1）计算S=（945+134-2×345）/（945-134）=0.48，由S查S=f（CS）关系表得CS=1.70。（2）由CS查离均系数Φ值表得：，。计算mm（3）mm156 （4）17、解：列表计算P=1%的设计24h地面净雨如下：表2-8-7百年一遇设计地面净雨计算表时段（=6h）1234合计雨量（mm）206010510195初损（mm）201030后期下渗（mm）10121032地面净雨（mm）04093013318、解：设单位线时段数为n，净雨时段数为m，流域出口流量过程线时段数=m+n-1。单位线汇流计算的通式为：表2-8-8百年一遇设计洪水过程线计算表时段（△t=6h）单位线q（m3/s）净雨（mm）各时段净雨产生的地面径流QS（m3/s）基流Q基（m3/s）设计洪水QP（m3/s）10mm30mm50mm20mm00100202013630360205622045020410802033232692026961218002010814175175807102072202094588885251345408202386630302648755382017277101090440350209108553015017620381911155060201461000325202068051020350220220202019、解：设单位线时段数为n，净雨时段数为m，流域出口流量过程线时段数=m+n-1。单位线汇流计算列表进行如下：表2-8-950年一遇设计洪水过程线计算表时段△(t=6h)单位线q(m3/s)暴雨(mm)净雨(mm)各时段净雨产生的地面径流（m3/s）基流Q基(m3/s)设计洪水QP(m3/s)35mm180mm55mm30mm003526010101141801713601046226554668239010317156 33930211014456401062042360667120291088651847393179551068461231308106821053777182058348103648001185538102219032251067100151025110101020、解：持续12小时最高露点，即在12h内是最小值，在移后6h的每个12h相比是最大值。根据其定义，从上表资料可确定持续12小时最高露点为24℃。21、解：入流站代表性露点为td，代=24.2℃22、解：①计算0～200hPa的可降水量，W(0～200hPa)=88mm②计算0～500m的可降水量，W(0～500)=11.5mm③可降水量W(500m～200hPa)=W(0～200hPa)-W(0～500)=82-8-11.5=76.5mm23、解：24、解：PA=1060mm，ZA=400m，Td=25.6℃，ZB=200m，Tdm=28℃PBm=(103-5)/(84.2-9)×1060=1381.4mm25、解：已查得各历时的折算系数，各历时最大面雨量等于各自的乘以可能最大24h点雨量，即表2-8-10各历时可能最大暴雨计算表历时T(h)13624折算系数0.150.250.440.81可能最大暴雨（mm）12020035264826、解：Sp=62mm/h，因，故，两边取对数得：n=27、解：已知SP=100mm/h，n=0.6，由PT=ST1-n得：6h设计暴雨P6h=100×60.4=204.7mm12h设计暴雨P12h=100×120.4=270.2mm156 24h设计暴雨P24h=100×240.4=356.5mm28、解：tc>全面汇流，洪峰：mm/h，m3/stc<部分汇流洪峰mm/h，m3/s>Qm，因全面汇流面积增加不能抵偿净雨强度的减少156 水文预报一、概念题（一）填空题1.=0，>0,<02.展开，扭曲3.短，长4.最短5.一次洪水中河段上、下站同位相的水位，河段上下站同一时刻的对应水位6.使槽蓄曲线成为单一线的组合流量，即7.流量比重因子x，河段发生稳定流下的传播时间k8.洪水波在河段中的传播时间9.逆时针绳套曲线10.短期预报，中长期预报11.位相相同的水位12.13.137.21m，71.43m，17h，69.78m14.15.，示储流量，河段传播时间，楔蓄系数（或流量比重因素），上断面流量，下断面流量16.零，一个时段17.S=KQ，地下汇流时间18.流凌开始日期预报，封冻日期预报，开河日期预报19.随时应用作业预报过程中获得的最新信息对原洪水预报方案的计算结果进行修正，然后发布预报20.先演后合，先合后演21.绝对误差，相对误差，确定性系数22．状态方程，观测方程（二）选择题1．[d]2.[c]3.[b]4.[a]5.[d]6.[b]156 7.[c]8.[b]9.[a]10.[d]11.[b]12.[c]13.[a]14.[a]15.[c]16.[b]17.[b]18.[d]（三）判断题1.［T］2.［F］3.［F］4.［T］5.［T］6.［T］7.［F］8.［F］（四）问答题1.答：水文预报方案是根据实测资料建立的，它反映了一个流域或河段的水文变化规律。因此，可依当前已出现的一些水文气象情况，如降雨、水位、流量等，按水文预报方案进行作业预报，得知预见期内的水文变化。显然，预报方案是作业预报的基础，而作业预报又是对预报方案的应用及检验。2.答：河道洪水波在运动中发生变形，内因是洪水波存在附加比降，使洪水传播中发生展开和扭曲；外因是河槽的调蓄和区间暴雨径流的影响。3.答：该法适用于河流洪水附加比降相对较大，断面冲淤，回水影响等情况的河段，这是因为同时的上下游水位间接得反映了河道洪水附加比降，底水高低，水面坡降的作用。4.答：按不同的暴雨中心位置和不同的降雨强度分析相应的汇流曲线，以此分别考虑流域上降雨在空间上和时间上分布不均匀性问题。5.答：我国水文情报规范规定，一般采用预报方案的合格率及稳定性系数大小来评价方案的质量高低和等级。6.答：目的是考虑水面比降和河槽中底水的作用；方案制作包括：资料整理中，在摘录上下游洪峰水位、峰现时间时，并摘录与上游站同时的下游水位；绘图时，在水位关系图制作中，以上游站水位为纵坐标，以下游站水位为横坐标，根据多场洪水资料，点绘其上下游水位关系点，并将下游同时水位标上，通过点群趋势，以下游同时水位为参数，绘制曲线。在水位峰现时间关系图制作中，以上游站水位为纵坐标，以峰现时差为横坐标，根据多场洪水资料，点绘其关系点，并将下游同时水位标上，通过点群趋势，以下游同时水位为参数，绘制曲线。7.答：流域水文概念性模型是对预报对象所基于的水文自然过程，根据确定性系统的概念与方法，作出数字模拟。确定性水文模型中的集总式模型和分散式模型其区别在于，前者忽略水文现象在空间分布上的差异，后者考虑水文现象在空间分布上的差异。二、计算题156 1．解：⑴绘制上、下游站洪峰水位相关图根据上、下游站洪峰水位，绘制上、下游站相应洪峰水位相关图，见图2-9-1a。⑵绘制上游站洪峰水位与上、下游站峰现时差相关图根据上、下游站洪峰水位峰现时间，计算峰现时差，见表2-9-1；绘制上游站洪峰水位与峰现时差相关图，见图2-9-1b。Z上,tZ上,tτ(h)Z下,t+τ图2-9-1a上、下游站相应洪峰水位相关图图2-9-1b上游站洪峰水位峰现时差相关图表2-9-1某河段上、下游站洪峰水位峰现时差上游站洪峰下游站洪峰峰现时差月日时：分水位(m)月日时：分水位(m)(h)42817:3022.284294:008.7410.5621:3027.38628:0010.16.5677:3024.276716:009.228.561614:5023.3361622:008.987.26220:0025.166226:009.35662816:4522.596292:008.729.2571411:1523.1171419:008.897.752．解：⑴预报下游站洪峰水位根据上、下游站洪峰相应水位相关图，由上游站水位25m，查图1-9-2(a)，得到下游站水位为9.45m，见图2-9-2(a)。⑵预报峰现时间根据上游站洪峰水位与峰现时差相关图，由上游站水位25m，查图1-9-2(b)，得到时差为6.6h，见图2-9-2(b)，因此，下游站出现洪峰水位时间为7月3日11时56分。156 Z上,tτ(h)Z下,t+τZ上,t图2-9-2(a)上、下游站洪峰水位作业预报图2-9-2(b)上游站洪峰水位峰现时差作业预报3．解：⑴预报下游站洪峰水位根据上、下游站洪峰相应水位相关图，由上游站水位145m，查图1-9-3，得到下游站水位为76m，见图2-9-3。⑵预报峰现时间根据上游站洪峰水位与峰现时差相关图，由上游站水位145m，查图1-9-3，得到时差为8h，因此，下游站出现洪峰水位时间为6月13日23时10分，见图2-9-3。图2-9-3某河段上、下游站作业预报过程图4．解：⑴预报下游站洪峰水位根据上、下游站洪峰相应水位相关图，该河段5月10日10时30分，上游站洪峰水位为158m，下游站水位为125m时，查图1-9-3，得到下游站水位为126m，见图2-9-4。⑵预报峰现时间根据上游站洪峰水位与峰现时差相关图，由上游站水位158m，下游站水位为125m时，查图1-9-3，得到时差为14h，因此，下游站出现洪峰水位时间为5月11日0时30分，见图2-9-4。156 图2-9-4某河段上、下游站作业预报过程图5．解：⑴预报下游站水位根据长江万县水文站～宜昌水文站河段以ΔQ上为参数的水位预报方案，该河段8月2日8时，上游站流量涨差水位ΔQ上=100m3/s，下游站水位为50m时，查图1-9-4，得到下游站水位为51.2m，见图2-9-5。⑵预报峰现时间根据长江万县水文站～宜昌水文站河段以ΔQ上为参数的水位预报方案，可知洪峰时差均为24h，因此，宜昌站出现52m水位的时间为8月3日8时，见图2-9-5。图2-9-5某河段上、下游站作业预报过程图6．解：⑴预报下游站水位根据长江万县水文站～宜昌水文站河段以ΔQ上为参数的水位预报方案，已知该河段8月9日13156 时，万县站流量涨差水位ΔQ上=-50m3/s，宜昌站水位为50m时，查图1-9-5，得到宜昌站水位为49.3m，见图2-9-6。⑵预报峰现时间根据长江万县水文站～宜昌水文站河段以ΔQ上为参数的水位预报方案，可知时差均为24h，因此，宜昌站出现49m水位的时间为8月9日13时。见图2-9-6。图2-9-6某河段上、下游站作业预报过程图7．解：⑴将河段实测洪水资料列于表2-9-2中的第(2)～(3)栏。因区间无实测值,将河段入流总量与出流总量差值作为区间入流总量,其流量过程近似地按入流过程的比值分配到各时段中去。⑵按水量平衡方程式,分别计算各时段槽蓄量ΔS(表中第(7)栏),然后逐时段累加ΔS得槽蓄量S(表中第(8)栏)。⑶假定x值,按Q’=xQ上+(1-x)Q下计算Q’值。设x=0.15计算结果列于表中第(9)栏。⑷按第(8)、(9)两栏的数据,点绘S～Q’关系线,其关系线近似于直线(见图2-9-7),该x值即为所求。该直线的斜率K=ΔS/ΔQ’=18h。表2-9-2马斯京根法与值计算表时间（月.日.时）Q上(m3/s)Q下(m3/s)q区(m3/s)Q上+q区(m3/s)Q上+q区-Q下(m3/s)ΔS(m3/s)12hS(m3/s)12hQ’(m3/s)x=0.15(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)7.1.14199007.2.8243002370060023100120000232807.3.238800270001600254001340073007300274107.3.205000037800120036600134001340020700386107.4.145380048400900475006300985030550484457.5.8508005190050051400-60028503340051310156 7.6.2434004960040049200-5800-320030200483307.6.20351004300040042600-7500-665023550414757.7.14269003560040035200-8300-790015650339557.8.8224002930030029000-6600-74508200280107.9.2196002420030023900-4300-54502750232557.9.2021300200211003850003918006800385000图2-9-7马斯京根法S～Q’关系曲线图8．解：马斯京根流量演算中系数计算公式，有：C0+C1+C2=1.09．解：马斯京根流量演算方程:计算过程如表2-9-3所示：表2-9-3马斯京根流量演算表时间（月.日.时）Q上(m3/s)0.26Q上，2(m3/s)0.48Q上，1(m3/s)0.26Q下，1(m3/s)Q下，2(m3/s)7.1.1419900228007.2.82430063189552592821798156 7.3.23880010088116645667274197.3.205000013000186247129387537.4.1453800139882400010076480647.5.850800132082582412497515297.6.2434001128424384133974906510．解：⑴将河段实测洪水资料列于表2-9-4中的第(2)～(3)栏。将河段入流与区间入流相加，如表中第(5)栏；⑵按水量平衡方程式,分别计算各时段槽蓄量ΔS(表中第(7)栏),然后逐时段累加ΔS得槽蓄量S(表中第(8)栏)；⑶假定x值,按Q’=xQ上+(1-x)Q下计算Q’值。设x=0.273计算结果列于表中第(9)栏；⑷按第(8)、(9)两栏的数据,点绘S～Q’关系线,其关系线近似于直线(见图2-9-8),该x值即为所求。该直线的斜率K=ΔS/ΔQ’=12h。表2-9-4马斯京根法与值计算表时间Q上(m3/s)Q下(m3/s)q区(m3/s)Q上+q区(m3/s)Q上+q区-Q下(m3/s)ΔS(m3/s)12hS(m3/s)12hQ’(m3/s)月日时x=0.273（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）（9）7107575075007571123708037407327163.5163.516972016204407316931253790953.57827212221016801102320640946.51900185573022902150732363213426.52326.52208731218302280371867-413-1002226.521677401220168001220-460-436.51790155474128301270830-440-45013401150750610880610-270-3559858067512480680480-200-235750625760390550390-160-1805705067612330450330-120-140430417770300400300-100-1103203737712260340260-80-90230318780230290230-60-701602747812200250200-50-55105236790180220180-40-45602097912160200160-40-40201891358513915330156 图2-9-8马斯京根法S～Q’关系曲线图11．解：已知K=12h,x=0.273,=12h，由马斯京根流量演算中系数计算公式，有：C0+C1+C2=1.012．解：马斯京根流量演算方程:计算过程如表2-9-5：表2-9-5马斯京根流量演算表时间Q上(m3/s)0.185Q上，2(m3/s)0.63Q上，1(m3/s)0.185Q下，1(m3/s)Q下，2(m3/s)月日时8101225025081103105715846261811125009319548336812015602893156266681212168031198312314178130136025210582621572813121090202857291134913．解：⑴已知K=12h,x=0.35,=12h，根据马斯京根流量演算中系数计算公式，计算：156 C0+C1+C2=0.1304+0.8392+0.1304=1.0⑵计算24h、36h、48h下断面的出流量过程：Q下，24h=C0Q上，2+C1Q上，1+C2Q下，1=0.1304*420+0.8392*300+0.1304*300=316(m3/s)Q下，36h=C0Q上，2+C1Q上，1+C2Q下，1=0.1304*800+0.8392*420+0.1304*316=443(m3/s)Q下，48h=C0Q上，2+C1Q上，1+C2Q下，1=0.1304*650+0.8392*800+0.1304*443=660(m3/s)14．解：⑴将断面的洪水过程与区间入流过程相加，作为上断面总入流Q上，见表2-9-6中第（4）栏。⑵由上断面总入流Q上，应用马斯京根法流量演算公式，计算出下断面的出流量过程如下表（8）栏。马斯京根法流量演算方程如下：Q下，2=C0Q上，2+C1Q上，1+C2Q下，1=0.231Q上，2+0.538Q上，1+0.231Q下，1表2-9-6马斯京根流量演算表时间日时QA(m3/s)q(m3/s)上断面总入流Q上(m3/s)C0Q上，2(m3/s)C1Q上，1(m3/s)C2Q下，1(m3/s)Q下，2(m3/s)（1）（2）（3）（4）（5）（6）（8）（8）1122000200200203001504501041084625812500805801342426043630150020152035131210186412180001800392819186138815．解：⑴计算马斯京根法系数156 C0+C1+C2=0.168+0.666+0.168=1.000Q下，2=C0Q上，2+C1Q上，1+C2Q下，1=0.168Q上，2+0.666Q上，1+0.168Q下，1⑵由上断面入流Q上，应用马斯京根法流量演算公式，计算下断面流量过程，见表2-9-7。表2-9-7马斯京根流量演算表时间（h）Q上（m3/s）C0Q上，2(m3/s)C1Q上，1(m3/s)C2Q下，1(m3/s)Q下，2(m3/s)010103305.06.81.813.469015.020.02.238.2915025.159.96.291.21213021.899.915.2136.81510016.886.622.8126.1186010.066.621.198.816．解：⑴值的计算将退水曲线方程，两边取对数经变形有：。将有关数据代入式计算，结果见表2-9-8。表2-9-8值计算表时间（d）0123456合计Q(m3/s)5.04.14.13.73.43.12.80.1980.0990.1000.0960.0960.0970.686⑵的平均值：=17．解：将有关数据代入退水曲线方程计算，结果如下：11月15日的流量：Q15日=Q0=10.0*e-0.114*5=5.7(m3/s)11月20日的流量：Q20日=Q0=10*e-0.114*10=3.2(m3/s)18．解：⑴求前后期流量的值之和，见表2-9-9。表2-9-9前后期流量累积和表156 时间（d）0510152025合计Qt(m3/s)68.542.527.519.214.310.7182.7Qt+Δt(m3/s)42.527.519.214.310.78.2122.4⑵的计算值为：⑶前后期流量相关方程：19．解：应用前后期流量相关方程：12月15日的流量：Q15日=(m3/s)12月20日的流量：Q20日=(m3/s)20．解：应用前后期流量相关方程：12月15日的流量：Q15日=(m3/s)12月20日的流量：Q20日=(m3/s)21．解：查该流域10月平均流量与11月平均流量相关图（图1-9-6），见图Ⅱ-9-9，预报该流域11月平均流量为16.5m3/s。图2-9-9某流域～作业预报过程图22．解：⑴地下径流量退水公式⑵对某一地下径流流量的总水量计算公式156 ⑶地下径流深23．解：应用前后期流量相关方程：2月11日的流量：Q11日=(m3/s)2月15日的流量：Q15日=(m3/s)2月20日的流量：Q20日=(m3/s)24．解：将该自回归模型写成矩阵表示形式为：式中：y(t+1)=Q(t+1)；X(t+1)=(Q(t),Q(t-1),Q(t-2))；25．解：马斯京根法流量演算公式为：Q下，2=C0Q上，2+C1Q上，1+C2Q下，1=0.231Q上，2+0.538Q上，1+0.231Q下，1写成矩阵表示形式为：式中：y(t+1)=Q下，2；X(t+1)=(Q上，2,Q上，1,Q下，1)；26．解：其递推算式为：其中：y(t+1)=Q(t+1)；X(t+1)=(Q(t),Q(t-1),Q(t-2))；初值Q(0)和P(0)的选取，有两种方法：156 ①整批计算:用最初的m个数据直接用最小二乘的整批算法求出Q(m)和P（m），以此作为递推计算的初值。②预设初值:直接设定递推算法的初值Q(0)，P(0)=aI，其中a为一个充分大的正数，I为单位矩阵。156 第三篇研究生入学试题及题解Ⅰ、研究生入学试题武汉水利电力大学2000年研究生入学考试试题考试科目:工程水文学一、选择题（每题2分，共10分。只允许选择一个答案）1、偏态系数Cs>0，说明随机变量[]。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与出现小于均值的机会相等d、出现小于均值的机会为零2、减少抽样误差的途径是[]。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　　3、由暴雨资料推求设计洪水时，一般假定[]。　　　a、设计暴雨的频率大于设计洪水的频率b、设计暴雨的频率等于设计洪水的频率c、设计暴雨的频率小于设计洪水的频率d、设计暴雨的频率大于、等于设计洪水的频率　　4、降雨在流域上分布不均匀是单位线变化的主要原因，当暴雨中心在上游时，所形成的单位线[]。　　　a、峰值大，洪峰出现时间迟b、峰值大，洪峰出现时间早c、峰值小，洪峰出现时间早d、峰值小，洪峰出现时间迟5.　在湿润地区用蓄满产流法计算的降雨径流相关图的上部表现为一组[]。　　　a、非平行直线b、非平行曲线c、间距相等的平行直线　d、间距相等的平行曲线156 二、填空题(每题2分，共10分)1、包气带土壤中所能保持的水分的最大值称为。2、我国计算日平均水位的日分界是从时至;计算日降水量的日分界是从时至时。3、在洪水峰、量频率计算中，洪水资料的选样采用方法。4、流域汇流时间是指。5、相关分析中两变量具有幂函数(y＝axb)的曲线关系，此时回归方程中的参数一般采用的方法确定。三.是非题(每题2分，共10分)1、按照蓄满产流的概念，仅在蓄满的面积上产生净雨。(　　)2、水文频率计算中配线时，减小可以使频率曲线变陡。(　　)3、在干旱地区，当降雨满足初损后，若雨强i大于下渗率则开始产生地面径流。(　　)4、纳希瞬时单位线U（0，t）的参数n减小时，单位线U（0，t）的峰现时间提前。(　　)5、三点法配线只适用于估算不连续系列的统计参数。（）四.问答题(每题10分，共30分)1、简述暴雨资料充分时，由暴雨资料推求设计洪水的方法步骤。2、水文资料的“三性审查”指的是什么？如何审查资料的代表性？3、由流量资料（包含特大洪水）推求设计洪水时，为什么要对特大洪水进行处理?处理的内容是什么?五、计算题（每题10分，共40分）1、已知某流域年降雨量（P）与年径流深（R）相关点据具有直线关系，并求得年雨量的均值=1300mm，=0.16；年径流深的均值=780mm，=0.15，相关系数r=0.98。试求（1）当年降雨量为1400mm时，相应的年径流深为多少？（2）当年径流深为500mm时，相应的年降雨量为多少？2、某水库坝址处有1960~1992年实测洪水资料，其中最大的两年洪峰流量为1480m3/s、1250m3/s。此外洪水资料如下：（1）经实地洪水调查，1935年曾发生过流量为5100m3/s的大洪水，1896年曾发生过流量为4800m3/s的大洪水，依次为近150年以来的两次最大的洪水。（2）经文献考证，1802年曾发生过流量为6500m3/s的大洪水，为近200年以来的最大一次洪水。试用统一样本法推求上述5项洪峰流量的经验频率。156 3、试用下表所给某流域降雨资料推求该流域的逐日前期影响雨量Pa。该流域的最大土壤平均蓄水量Im=90mm，这段时期的流域蒸散发能力Em近似取为常量，Em=7.0mm/d，7月10日前曾发生大暴雨，故取7月10日Pa=Im。日期（d）1011121314151617181920雨量（mm）2.10.33.224.325.117.25.4Pa（mm）90.04、某流域面积为75.6Km2，两个时段净雨所形成的地面径流过程如下表，试用本次雨洪资料分析时段长为△t=3h、单位净雨深为10mm的单位线。时间（h）0369121518地面径流Qs（m3/s）0209013080300地面净雨Rs（mm）2030156 武汉大学2001年硕士研究生入学考试试题考试科目:工程水文学一、选择题(每题2分,共20分)1.　土壤稳定下渗阶段降水补给地下径流的水分主要是[]。　　　a、毛管水　　b、重力水　　c、簿膜水　　d、吸着水2.　附加比降i△是洪水波的主要特征之一，在落洪时[]。a、i△＝0b、i△＞0c、i△＜0d、i△≥03.某流域面积为1000km2，多年平均降水量为1050mm，多年平均流量为15m3/s，该流域多年平均径流系数为[]。　　　a、0.55b、0.45c、0.65d、0.684.　用样本的无偏估值公式计算统计参数时，则[]。　　　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5.　某水文变量频率曲线，当均值、不变，增大时，则该线[]。　　　a、呈顺时针方向转动b、呈反时针方向转动c、两端上抬、中部下降d、向上平移6.　某水利工程，设计洪水的设计频率为P，若设计工程的寿命为L年，则在L年内，工程不破坏的概率为[]。　　　a、Pb、1－Pc、LPd、(1－P)L7.　流域中的湖泊围垦以后，流域多年平均年径流量一般比围垦前[]。　　　a、增大b、减少c、不变d、不能肯定8.　中等流域的年径流值一般较邻近的小流域的年径流值[]。　　　a、大b、小c、相等d、大或相等9.　在等流时线法中，当净雨历时大于流域汇流时间τm时，洪峰流量是由[]。a、部分流域面积上的全部净雨所形成156 b、全部流域面积上的部分净雨所形成a、全部流域面积上的全部净雨所形成d、部分流域面积上的部分净雨所形成10.　降雨在流域上分布不均匀是单位线变化的主要原因，一般暴雨中心在下游的单位线比暴雨中心在上游的单位线[]。　　　a、峰值小、洪峰出现时间迟b、峰值大、洪峰出现时间早c、峰值小、洪峰出现时间早d、峰值大、洪峰出现时间迟二、填空题(每题4分,共20分)1.　降雨初期的损失包括____________，____________，____________，____________。2.　在一定的兴利目标下，设计年径流的设计保证率愈大，则相应的设计年径流量就愈____________，要求的水库兴利库容就愈____________。3.求后损率的公式中，各符号的意义和单位分别是：为_______________，P为_________，R为____________，I0为___________，P0为___________，tR为______________。4.暴雨点面关系是_____________________，它用于由设计点雨量推求___________________。5.　马斯京根法用于洪水预报时，仅就该法而论，其预见期一般为____________，该法经处理后，预见期最长为______________________。三、问答题(每题10分，共20分)1、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?含义如何?2、推求设计洪水过程线的同频率放大法和同倍比放大法有何异同，简要说明它们的适用条件?四、计算题（每题10分，共40分）1、已知某流域出口断面以上的年降雨量（P）与年径流深（R）成直线相关关系。已知，，相关系数，径流深系列的均方差与降雨量系列均方差的比值为。（1）试求当年降雨量为1520mm时的年径流深是多少？（2）如由R推求P时，其相关方程如何？当年径流深为680mm时，其相应的年降雨量是多少？2、某流域的流域面积F=412.2km2,已分析得1997年6月一次暴雨洪水的地面净雨过程及地面流量过程见下表,(1)分析该流域3h10mm净雨单位线;(2)将3h10mm单位线转换为6h10mm单位线。156 表:某流域1995年8月的一次暴雨洪水资料时段(Δt=3h)01234567地面径流(m3/s)018186290240150320净雨h(mm)1863、试用下表所给某流域降雨资料推求该流域的逐日前期影响雨量Pa。该流域的最大土壤平均蓄水量Im=80mm，这段时期的流域蒸散发能力Em近似取为常量，Em=6.0mm/d，7月5日前曾发生大暴雨，故取7月5日Pa=Im。时间（月.日）雨量（mm)Pa(mm)7.56.580.0673.2893.81024.31127.61213.21314159.64、已求得某流域百年一遇的一、三、七日设计面暴雨量分别为336mm、560mm和690mm，并选定典型暴雨过程如下表，试用同频率控制放大法推求该流域百年一遇的设计暴雨过程。时段(Δt=12h)123456789　1011121314雨　量（mm）　1513201005080601000300125156 武汉大学2002年攻读硕士学位研究生入学考试试题考试科目:工程水文学一、填空题（每小题1分，共20分）1、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。2、降雨量累积曲线上，每个时段的平均坡度代表该时段的。3、用等流时线法和单位线法进行汇流计算时,法已经直接反映了流域和河网的调蓄作用。4、某流域发生一次历时T=3h的降雨过程，平均降雨强度大于上土层的下渗能力=4.0mm/h。下土层的下渗能力为=2.5mm/h，不考虑其他损失，则此次降雨产生的壤中流为。5、在洪水的峰、量相关分析中，随着洪量统计历时的加长，相关程度。6、合成流量法的预见期决定于上游各站中传播时间的一个。7、相应水位是河段上、下游站某一洪水波上。8、初损后损法中的初损是指，而在后损阶段，当降雨强度小于后期平均下渗强度()时，其后期平均下渗强度为。9、蓄满产流模式和超渗产流模式，产生地面径流的条件均是。10、干旱地区降雨量少，年蒸发系数较大，其径流系数较湿润地区。11、在自然界水的小循环中，降雨的水汽来源主要为。12、降雨初期的损失包括、、、。13、相关分析中，两变量的相关线代表了系。14、对水文系列的“三性”审查是指、、。15、土壤含水量的增加主要靠补充，其消耗途径主要有和。16、土壤水按主要作用力的不同，可分为、、、等类型。17、瞬时单位线方程式中的n、K由实测暴雨洪水资料的和求得。18、按蓄满产流方式，当流域某处蓄满后，对于非超渗雨时段的降雨所形成的总净雨深R，地面净雨深Rs,地下净雨深Rg之间的关系是。19、蒸散发能力Em反映了等气象因素的作用。20、在北半球形成的反气旋，近地面的气流由高压区向外侧辐散，并在高压区呈旋转。二、选择题（每小题2分，共20分）1、设计年径流量随设计频率（）。156 a.增大而减小；b.增大而增大；c.增大而不变；d.减小而不变。2、在等流时线法中，当净雨历时tc小于流域汇流历时τm时，洪峰流量是（）。a.全部流域面积上的部分净雨所形成b.部分流域面积上的部分净雨所形成c.部分流域面积上的全部净雨所形成d.全部流域面积上的全部净雨所形成3、净雨在流域上分布不均匀是单位线变化的主要原因之一，一般暴雨中心在上游的单位线比暴雨中心在下游的单位线()。a.峰值小,洪峰出现时间早b.峰值大,洪峰出现时间早c.峰值小,洪峰出现时间迟d.峰值大,洪峰出现时间迟4、某流域的流域蓄水容量Im=80mm，土壤蓄水量消退系数K=0.90,根据前期影响雨量Pa的计算公式和第t日雨量Pt=20mm,Pa,t=70mm,可得Pa,t+1为()。a.90mmb.81mmc.83mmd.80mm5、决定土壤稳定入渗率fc大小的主要因素是（）。a.降雨强度b.降雨初期土壤含水量c.降雨历时d.土壤特性6、某流域面积为1000km2，多年平均降雨量为1050mm，多年平均流量为15m3/s，则多年平均径流系数为()。a.0.45b.0.55c.0.65d.0.687、地形雨多发生在（）。a.沙丘盆地b.平原湖区c..山地的迎风坡d..山地的背风坡8、设计频率P=1%的洪水是指（）。a.大于等于这样的洪水每隔100年必然出现一次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必然每隔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9、若△t和△T分别为原单位线和所求单位线的时段长，s(t)表示s曲线，s(t-△T)为相对s(t)移后一个△T的s曲线，则所求时段单位线q(△T,t)的数学表达式为（）。156 a.b.c.d.10、对于一定河段，附加比降影响洪水波变形，就洪峰而言，下述哪种说法是对的（）a.附加比降愈大，洪水波变形愈大，传播时间愈短b.附加比降愈大，洪水波变形愈大，传播时间愈长c.附加比降愈小，洪水波变形愈大，传播时间愈长d.附加比降愈小，洪水波变形愈小，传播时间愈短三、问答题(每题10分，共20分)1、某河段已查明在N年中有a项特大洪水，其中个发生在实测系列n年内，在特大洪水处理时，对这种不连续系列的统计参数和的计算，我国广泛采用如下的计算公式：式中，为特大洪水，为一般洪水。试分析该公式包括一些什么假定？这些假定与实际情况符合吗？为什么？2、说明统计参数、和的意义及其对频率曲线的影响。四、计算题（每题10分，共40分）1、某流域设有甲、乙、丙、丁4个雨量站（如下图），测得1996年5月一次降雨的各站降雨量如下表。试在下图上绘出泰森多边形，标出各雨量站代表的面积，并在下表中计算该次降雨的流域平均降雨量。丙oO乙O丁o甲156 某流域1996年5月一次降雨流域平均雨量计算表雨量站控制面积（km2）权重降雨量（mm）甲站1218.5乙站3824.3丙站3235.7丁站3025.4合计112103.92.某流域的流域面积F=263.7km2，已分析得1997年6月一次暴雨洪水的地面净雨过程及地面流量过程见下表,(1)分析该流域3h10mm净雨单位线；(2)将已分析的3h10mm净雨单位线转换为6h10mm单位线。某流域1997年6月的一次暴雨洪水资料时段（△t=3h）012345678910地面流量（m3/s）0301451351027547311650净雨（mm）1863、某水库坝址断面处有1958年至1995年的年最大洪峰流量资料，其中最大的三年洪峰流量分别为7500m3/s、4900m3/s和3800m3/s。由洪水调查知道，自1835年到1957年间，发生过一次特大洪水，洪峰流量为9700m3/s，并且可以肯定，调查期内没有漏掉6000m3/s以上的洪水，试计算各次洪水的经验频率，并说明理由。4、已知某河上断面测得一次洪水过程如下表，该次洪水开始时间为8月12日8时，下断面流量为460m3/s，区间无支流汇入，分析求得该河段马斯京根流量演算系数为：C0=0.167，C1=0.666，C2=0.167。试推求下断面流量过程。时间上断面入流（m3/s）下断面出流（m3/s）日时12846046014650201450132286082120141810201540156 1421290810301485020630156 Ⅱ、研究生入学试题题解武汉水利电力大学2000年研究生入学考试试题答案考试科目:工程水文学一、选择题（每题2分，共10分。只允许选择一个答案）1、b2、a3、b4、d5、c二、填空题(每题2分，共10分)1、田间持水量2、0，24；8，83、年最大值法4、净雨从流域最远以点流达出口断面所经历的时间5、线性化，即三.是非题(每题2分，共10分)1、√2、x3、√4、√5、x四.问答题(每题10分，共30分)1、答：（1）暴雨资料的三性审查；（2）暴雨资料年最大值法选样；（3）特大暴雨移植；（4）暴雨系列平率计算；（5）成果合理性分析；（6）由设计暴雨推求设计净雨；（7）单位线法由设计净雨推求设计洪水。2、答：水文资料的“三性审查”是指：可靠性审查、一致性审查和代表性审查。审查资料的代表性，一般是与更长的参证系列进行比较,即用与设计变量（N年）关系密切的长期观测资料的参证变量（N年）论证，N年的参证变量系列与N年的参证变量系列的概率分布比较接近。也可有用水文变化的周期性论证，即设计变量系列应包含几个丰、中、枯交替年组。3、答：系列中加入特大洪水后，系列成为不连续系列，不能象连续系列一样进行经验频率和统计参数的计算，故必须进行处理。处理的内容是：对经验频率的计算进行处理，用统一样本法或独立样本法；对统计参数进行处理，如用三点法配线。五、计算题（每题10分，共40分）1、解：（1）由年降雨量求年径流量156 相关方程：相关方程：R=0.551P+63.4年雨量P=1400mm时，则R=0.551*1400+63.4=834.8mm（1）由年径流量求年降雨量相关方程：相关方程：P=1.742R-58.9年径流量R=500mm时，则P=1.742*500-58.9=812.1mm2、解：N1=200年，N2=150年，n=1992-1960+1=33年序号Qm(m3/s)M1M2m165000.498151000.622248001.325114802.941212505.8823、解：（1）求流域土壤蓄水量日消退系数（2）按下式推求逐日的Pa日期（d）1011121314151617181920雨量（mm）2.10.33.224.325.117.25.4Pa（mm）90.084.978.372.566.864.681.990.090.083.076.54、解：时间（h）QS（m3/s）RS（mm）20mm产生QS(m3/s）30mm产生QS(m3/s）单位线q(m3/s)00200320200030690603010156 9130409030128020602015390301018000合计350（合50mm）70（合10mm）156 武汉大学2001年研究生入学考试试题答案考试科目:工程水文学一.选择题(每题2分,共20分)1.b；2.c；3.b；4.b5.c6.d；7.a；8.b；9.b；10.b二.填空题(每题4分,共20分)1.　植物截留，填洼，入渗（下渗），蒸发2.　小，大3.平均后渗率mm/h，次降雨量mm，次降雨地面径流深mm，初损量mm，后期不产流的雨量mm，后期产流历时h4.暴雨中心的点雨量与相应的流域面雨量之间的关系，推求设计面雨量5.　零，一个时段△t三.问答题(每题10分,共20分)1、答：对暴雨和洪水（P≤50%），；对枯水（P≥50%），；对于P=90%的枯水年，重现期年，它表示小于等于P=90%的枯水流量在长时期内平均10年出现一次。2、答：同倍比放大法推求设计洪水过程一般只能使峰或某一控制时段的量符合设计要求。按峰放大时，适用于以峰为控制的水利工程；按量放大时，适用于调节性能很好的大型水利工程。同频率放大法推求设计洪水过程的最大特点是洪峰和各时段洪量均符合同一个设计频率，该法适用于峰量均起重要作用的水利工程。四、计算题（每题10分，共40分）1、解：（1），P=1520mm时，R=996.2mm（1），R=680mm时，P=1220.9mm2、解：（1）分析该流域3h10mm净雨单位线，计算见下表3h10mm单位线分析计算表时段Δ=3h）Q(m3/sR(mm)Qs1(m3/s)Qs1(m3/s)q(m3/s)00180011861804.4156 21861806100.0329023060127.842401637790.65150965453.36320320700合计916376.1(2)将3h10mm单位线转换为6h10mm单位线，计算见下表6h10mm单位线计算表时段Δt=3h01234567q(m3/s)04.4100127.890.653.30q(m3/s)04.4100127.890.653.306h20mm过程线04.4104.4227.8218.4143.953.306h10mm单位线02.25.2113.9109.272.026.703、解：逐日前期影响雨量Pa计算表时间（月.日）雨量（mm）Pa(mm)7.56.580.0680.073.274.0871.493.866.11024.364.71127.680.01213.280.01380.01474.0159.668.54、解：典型暴雨各历时雨量统计：P1d=160mm；P3d=320mm；P7d=395mm；计算放大系数：156 典型暴雨同频率放大计算表时段(Δt=12h)123456789　1011121314雨　量（mm)　1513201005080601000300125倍比k1.731.731.731.731.731.401.402.102.101.401.401.731.731.73设计雨量（mm）26.122.534.617.3070.0112126210042.0020.88.7156 武汉大学2002年硕士研究生入学考试试题考试科目:工程水文学答案一、填空题（每小题1分，共20分）1.理论频率曲线与经验频点配合最佳2.各时段内的平均降雨强度3.单位线4.4.5mm5.低6.最短的一个7.同一相位点的水位8.产流之前的损失雨量9.降雨强大大于入渗强度10.小11.局部蒸发的水汽12.植物截留蒸发下渗填洼13.两随机变量间的平均14.可靠性，一致性，代表性15.下渗雨水土壤蒸发植物散发16.薄膜水悬着水毛管水重力水17.一阶原点矩二阶原点矩18.R=Rg19.温度湿度日照20.顺时针旋转二、选择题（每小题2分，共20分）1.a2.c3.c4.d5.d6.a7.c8.b9.c10.a三、问答题(每题10分，共20分)1、答：公式中包含两条假定：（1）；（2）。如果在N-n的缺测年份内，通过洪水调查，确实没有漏掉特大洪水，这种假定认为是正确的。156 2、答：均值表示系列的平均情况，代表系列水平的高低。如果和一定时，增大，频率曲线抬高变陡。变差系数表示变数在均值两边分布的离散程度。如果和一定时，增大，则频率曲线有顺时针转动趋势。偏态系数表示变数在均值两边分布是否对称和不对称程度的参数。=0，为正态分布；>0为正偏态分布；<0为负偏态分布。如果和一定时，增大，则频率曲线头部变陡，尾部变平，中部向下。四、计算题（每题10分，共40分）1、解：丙oO乙O丁o甲某流域1996年5月一次降雨流域平均雨量计算表雨量站控制面积（km2）权重降雨量（mm）权雨量（mm）甲站120.10718.52.0乙站380.33924.38.2丙站320.28635.710.2丁站300.26825.46.8合计1121.000103.927.2此次降雨的流域平均雨量为27.2mm。2、解：单位线分析计算表时段（△t=3h）地面流量（m3/s）净雨（mm）18mm产生地面流量（m3/s）6mm产生地面流量（m3/s）单位线q（m3/s）001800130630016.721451351075.03135904550.0156 4102723040.0575512428.3647301716.7731211011.7816975.095030100058624438146243.4单位线检验：3h10mm单位线转化为6h10mm单位线计算表时段（△t=3h）3h单位线q（m3/s）3h单位线q（m3/s）单位线迭加（m3/s）6h单位线q（m3/s）6h单位线q（m3/s）00000116.7016.78.4275.016.791.745.945.9350.075.0125.062.5440.050.090.045.045.0528.340.068.334.2616.728.345.022.522.5711.716.728.414.285.011.716.78.48.4905.05.02.5100000246.4243.4486.8249.63、解：实测系列长度n=1995-1958+1=38（年）考证期系列长度N=1995-1835+1=161（年）各次洪水经验频率计算表特大洪水序号一般洪水序号洪峰流量（m3/s）各次洪水的经验频率理由说明19700考证期内最大洪水，因此要排在N年第1位。27500考证期内第2大洪水，因为N年内没有漏掉6000以上的洪水。24900一般洪水，在n年内是第2大。最大的已在N年中排位，但在n年中要空位。33800一般洪水，在n年内是第2大。最大的已在N年中排位，但在n年中要空位。4、解：已知马斯京根流量演算方程的系数，根据下式进行演算：156 马斯京根流量演算计算表时间上断面入流（m3/s）（m3/s）（m3/s）（m3/s）下断面出流（m3/s）日时12846046014650109306774922014502424338275713228604789661261570821203541905262252114181030214124212135201540257120535718191421290215102630415458103017285925812891485014256621592320630105420154679156 参考文献1詹道江叶守泽合编，工程水文学（第三版），北京，中国水利水电出版社，2000年10月2雒文生主编，水文学，北京，中国建筑工业出版社，2001年12月3叶守泽主编，水文水利计算，北京，水利电力出版社，1992年11月4雒文生主编，河流水文学，北京，水利电力出版社，1992年11月5王燕生主编，工程水文学，北京，水利电力出版社，1992年11月6袁作新主编，工程水文学，北京，水利电力出版社，1990年11月7范荣生王大齐，水资源水文学，北京，中国水利水电出版社，1996年8肖琳主编，施工水文学，北京，水利电力出版社，1993年12月9叶守泽主编，气象与洪水，武汉，武汉水利电力大学出版社，1999年6月10雒文生宋星原编著，洪水预报与调度，武汉，湖北科学技术出版社，2000年5月156'