河海大学工程水文学习题集

'第一章绪论1－1水资源的定义，我国地表水资源的时空分布特点。1－2通过哪些工程措施来提高水资源的利用率。1－3工程水文学的任务是什么，在本专业中有什么作用。1－4工程水文学包括哪些内容，有哪些主要的研究方法。第二章水循环及径流形成2－1水循环包括哪些要素，与水资源有什么关系。2－2如何量算流域面积、河流长度、河流纵比降。2－3某流域面积为793km2，多年平均流量Q＝26.4m3/s，流域内多年平均降水量为1980mm。试求多年平均径流总量W（104m3），多年平均径流深R（mm），多年平均径流模数M（m3/s/km2）及多年平均径流系数α。2－4如在上题的流域上兴建一座水库，从而增加水面面积△F＝24km2，当地多年平均的水面蒸发量（蒸发皿读数）E皿＝1220mm。蒸发皿折算系数采用0.83。问建库后该流域的流量增加还是减少。建库后多年平均流量为多少。2－5北方的河流上修建水库和南方的河流上建库对径流的影响哪一个大。为什么。2－6写出任一时段的流域水量平衡方程式，说明各符号的意义不同时段（多年、年、一次雨）的流域水量平衡方程式中影响径流的主要因素为什么不同。2－7试述流速仪测流的操作步骤及适用条件。2－8试述实测流速推算断面流量的方法、步骤。2－9已知某测流断面，起点距和测点流速如图2－1所示，岸边系数α＝0.7，计算相应水位，断面面积，断面流量。表2－1流速仪测流，断面流量计算表序号起点距(m)水位(m)水深(m)测速垂线间水道断面部分面积(m2)平均流速(m/s)部分流量(m3/s)测深测速平均水深(m)间距(m)垂线部分14522.26021552.532673.043771.2 58522.280图2－12－10为什么要建立水位流量关系，如何延长稳定的水位流量关系。第三章降雨径流分析3－1写出计算流域（面）平均雨量的方法、公式及适用条件。3－2图3－1中有四个雨量站，用垂直平分法求面雨量可以连成三角形ABC、BDC，也可连成三角形ADC、ABD，哪一种连法比较好，面雨量成果有无不同。ABDC图3－1雨量站点分布图3－3为什么一次降雨总量大于对应的径流深，而一次径流过程历时一般大于降雨历时。3－4什么叫蓄满产流，判别蓄满产流与超渗产流主要依据是什么。3－5在我国南方湿润地区产流计算中采用什么扣损方案，其中参数（P、R、Pa、Em、Im、K）如何确定及计算。3－6计算某流域1960年6月13～14日的流域平均降水量P、前期影响雨量Pa和相应的径流深R，成果填入表3－4的洪号3中。（1）求6月13～14日的流域平均降水量P（资料见表3－2，表中A、B、C、三个雨量站的面积权重各为20%、50%、30%）。（2）求6月13～14日降雨开始时的Pa值。（资料见表3－2，Im＝100mm，K＝0.92）。说明初始Pat确定的方法，若发现Pa值超过Im时，该如何处理，为什么。 （3）计算6月13～14日一次降雨所产生的径流深R，本次暴雨所对应的径流过程见表3－3。（请先在方格纸上点绘流量过程线图，对上次径流进行分割，计算时段可自选，由峰顶开始向两旁读数。）把计算的P、Pa、R值填入表3－4的洪号3中，根据表3－4中的资料，点绘P+Pa～R的降雨径流相关图。表3－2P和Pa计算表单位：mm年月日PAPA×20%PBPB×50%PCPC×30%PPa1960673.600857.6119.584.691.66.43.2100.50.12.4116.111.08.6121.301.9134.36.315.01468.364.886.2表3－3某流域1960年6月14～19日洪水过程月日时Q(m3/s)月日时Q(m3/s)月日时Q(m3/s)6133036.0614209036161274.92428.2246692452.014421.015248817845.4818.063142034.81020.01218818829.71445.4201202024.91696.72410619819.01843816691.9表3－4某流域各次降雨P、径流深R及Pa成果表单位：mm洪号PPaRP+Pa152.597.748.4249.831.99.8 34110.943.951.5570.510068.0644.010045.5747.495.046.4863.359.131.4966.182.643.310103.315.028.41177.932.815.91246.490.539.51327.993.020.11445.396.544.01574.191.766.31686.959.043.61788.739.625.81895.993.083.01930.731.04.32043.823.03.62142.552.09.02268.483.552.23－7单位线有哪些假定，其实质是什么；据实际的雨洪资料分析，不同洪水分析出不同的单位线，说明什么问题。3－8某流域（F＝793km2）1968年5月的一次实测洪水过程如表3－5所列，根据该次洪水的实测降雨过程，应用降雨径流相关图和稳定下渗率fc已求出时段地面净雨深为：5月10日16～19时h1＝12mm；19～22时h2＝7.4mm，试用列表法分析单位线。（1）在分析单位线之前，先检查一下，本次地面径流总量与地面净雨深二者是否相等。如不等，应如何调整。（2）为什么要分割地下径流。目前常用方法存在什么问题。表3－5单位线分析表单位：m3/s日时实测流量地下径流地面径流部分径流单位线修正后单位线h1形成h2形成10161818194118333541811138218 4236187158181011818139118166818195218224218121361843218729181026181323181620181918182218183－9将上题分析出的3小时单位线利用S曲线转换为6小时单位线，两条单位线在峰、量、过程上有何差异；如不用S曲线，是否也可以将3小时单位线转换为6小时单位线，试述具体步骤。3－10若已知流域具有充分暴雨资料和洪水资料，试述如何率定本流域的瞬时单位线参数n、k，当参数n、k率定后，又如何推求时段单位线。3－11等流时线法有什么假定，在实际应用时，存在什么问题；等流时线法适用于何种条件的流域。3－12在半对数纸上点绘下表3－6中退水段流量数据，确定地面径流，壤中流和地下水的退水常数。表3－6一次洪水退水流量过程时间（月，日）8月2日3日4日5日6日7日8日Q(m3/s)3430025000140008960574043003230时间（月，日）8月9日10日11日12日13日14日Q(m3/s)2760239020601770152013203－13马斯京根法是否适用任何河道演算，为什么。3－14已知某河段1968年9月一次洪水过程如表3－7所列，推求该次洪水的马斯京根法参数K和X。 3－15将上题的出流过程作为下一河段的入流量，此河段的X＝0.45，K＝12小时，用马斯京根法进行流量演算，计算下一河段的出流量，△t仍采用6小时。（区间来水应如何考虑。）3－16何谓相应水位，如何建立相应水位预报方案。3－17合成流量法出发点是什么，有哪些优缺点。表3－7某河段一次洪水过程（△t＝6小时）时段1234567891011121314Q入（m3/s）205028604300482047004350375032002700240022002050Q出（m3/s）210032504620490046804260370033002920255022102100第四章水文统计的基本原理及方法4－1概率和频率有什么区别和联系。4－2重现期与频率有何关系。P＝90%的设计枯水年，其重现期为多少。4－3某河测站年最高水位超过10m的概率为1/100（即P＝1%），求今后十年内至少发生一次年最高水位超过或等于10m的概率是多少。4－4某水利枢纽施工期预定3年，施工用的围堰设计标准按20年一遇洪水设计，问：（1）在施工期内，一次也不发生超过设计洪水的概率。（2）在施工期内，发生超过设计洪水的概率。（3）在施工期内，连续两年发生超过设计洪水的概率。（4）在施工期内，发生两次超过设计洪水的概率。（5）在施工期内，发生一次以上超过设计洪水的概率。（6）在施工期内，连续超过发生设计洪水的概率。（7）在施工期内，围堰的破坏概率。4－5何谓样本的经验频率分布，在水文分析计算中，为什么需要用P－Ⅲ型概率分布去适线。4－6如P{X≥x1}＝P1，则P{X＜x1＝为多少。并作出P{X≥x}和P{X＜x＝的分布曲线图。 4－7数理统计中的参数估算是什么概念，为什么说参数估计总是有误差的。4－8什么叫抽样误差，用什么来衡量；用不偏估值公式计算参数，是否可以消除抽样误差；对样本系列的经验频率点据用适线法吻合很好时，是否就不存在抽样误差；用什么方法来降低抽样误差。4－9某水库坝址处的年平均流量资料如表4－1所列，现要求用适线法（Cs＝2CV）推求设计标准P＝90%的设计年径流量。表4－1某水库坝址处年平均流量表单位：m3/s年份1959196019611962196319641965196619671968流量11.97.7810.09.6414.44.737.8310.410.210.9年份1969197019711972197319741975197619771978流量12.610.315.17.2411.311.78.4216.96.825.74年份1979198019811982198319841985198619871988流量15.610.75.157.2713.17.726.4212.913.29.494－9某水文站年最大洪峰流量Qm及年最大三日洪量W3的对应实测资料共18组，见表4－2所示。要求：①在普通方格纸上点绘Qm～W3相关点据，并目估确定相关线。②已知1954年最大洪峰流量调查值为Q54m＝4500m3/s，以此值在Qm～W3相关线上推求1954年最大三日洪量。③计算相关数r和W3倚Qm的回归方程，并将回归方程标在图上。④应用W3倚Qm的回归方程，计算1954年最大三日洪量。⑤与目估确定相关线及计算结果对比。表4－2某水文站年最大洪峰流量与最大三日洪量表年份195719581959196019611962196319641965Qm（m3/s）11703090150035401430392016501300295W3（108m3）1.012.661.485.001.703.312.402.100.53年份196619671968196919701971197219731974Qm（m3/s）172016403393010281014507749501550W3（108m3）1.581.940.572.272.271.780.084.701.61 第五章年径流分析与计算5－1水利工程调节性能的差异要求提供的设计年径流有什么不同。5－2什么叫年径流资料系列的可靠性、一致性和代表性，如何分析判断系列代表性的好坏并提高代表性。5－3用相关法插补年、月径流资料时，选择参证变量条件；造成年降雨径流、月降雨径流、次降雨径流相关图上点据散乱的主要原因，请用流域水量平衡方程来解释；如何改进以提高插补成果的精度。5－4某流域的水文站、雨量站分布及资料情况如图5－1、表5－1所示，其中1979年后在A站上游10km处修建一引水工程。试拟定插补B站年、月径流的各种可行方案。表5－1站名流域面积观测项目系列长度A1600km2流量（m3/s）雨量（mm）1950～19831950～1983B800km2流量（m3/s）水位（m）雨量（mm）1958～19791958～19831950～1983C300km2流量（m3/s）1970～1983甲雨量（mm）1950～1983乙雨量（mm）1950～1983ABC甲乙引水枢纽 图5-1某流域水文测站和引水枢纽分布图5－5资料情况及测站分布见图5－2、表5－2，拟在D处建库，试述D处设计年径流的计算方案及顺序写出大的计算步骤（不要求细节）。表5－2测站集水面积（km2）资料长度A3600流量1952——————83B1000流量1958—————83C2400流量1970————83D2700E雨量1910——————83CB甲乙坝址A图5-2某流域水文测站和坝址分布图5－6通过图解相关发现，甲与丙的关系不理想，而甲与乙的关系较密切，乙与丙的关系尚可。是否可以先建立甲～乙的相关来展延乙，再建立乙～丙的相关来达到展延丙站的年径流资料。5－7绘制水文特征值等值线图的依据是什么；一个地区（或流域）的参数（均值、CV）等值线图的精度主要取决于什么；年降雨量参数等值线图与年径流参数等值线图比较，精度何者为高，为什么。5－8 根据所给的年径流参数等值线图（图5－3）及枯水典型的年内分配（表5－4），求某水库（F＝284km2）坝址处的P＝90%的设计枯水年年径流值及其年内分配。（采用皮—Ⅲ型分布，Cs＝2CV）。0.300.250.301100120013001400图5-3多年平均年径流深、年径流Cv等值线图表5－4设计枯水（P＝90%）径流年内分配计算表月345678910111212年典型分配(%)10.513.213.736.67.35.92.13.51.71.21.03.3100设计径流(m3/s)5－9用中等流域年径流参数（均值、CV）等值线图，估算小流域设计枯水年（如P＝90%）的径流量，其成果是否合乎实际，为什么。5－10如图5－4所示，以灌溉为主的陂下水库（F＝166km2），坝址处无实测径流资料，今拟采用水文比拟法推求P＝90%的设计枯水年的年、月径流（即设计年内分配）或推求典型干旱年（实际代表年）年、月径流过程。河日瀖铁长庵杰新桥四都观音桥陂下水库长汀汀江 图5-4陂下水库周边区域水文測站分布图资料情况如下：（1）汀江上游观音桥站（F＝377km2）具有18年（1958～1975年）实测年月径流资料，见表5－5（逐月径流略）。（2）观音桥站三个实际干旱年的年、月径流见表5－6。（3）观音桥站以上流域面雨量（三站平均）资料共有13年，见表5－5。（4）陂下水库的雨量资料用四都站资料，共有20年（1956～1975年），见表5－7。具体要求：（1）从三个枯水年径流资料中选一枯水典型，并说明理由。（2）将求得的观音桥站P＝90%的设计枯水年年、月径流，用水文比拟法移用于陂下水库，作为陂下水库的设计枯水年的径流年内分配。（3）或用水文比拟法将典型干旱年（实际代表年）的年、月径流移用于陂下水库。（水文比拟法可用雨量修正，也可用观音桥站的年降雨径流相关图修正。）（4）将上述成果列表表示。表5－5观音桥站历年年径流与面平均雨量表年分1958195919601961196219631964Q(m3/s)9.0218.09.2017.217.06.5415.6P面(mm)1288.611927.7年分1965196619671968196919701971Q(m3/s)10.515.07.7213.011.415.37.45P面(mm)1861.22121.91375.91895.31836.92084.81372.8年分1972197319741975Q(m3/s)1863.72415.61736.12458.3P面(mm) 表5－6观音桥站枯水年年、月径流表流量单位：m3/s月年一二三四五六七八九十十一十二年1963196719710.492.372.120.786.183.113.428.154.557.8815.91.992.2538.023.03.215.6433.41.647.644.764.133.464.034.032.696.171.620.851.733.950.631.081.540.793.476.547.727.45表5－7四都站年降水量表降水量单位：mm年份降水量19561352.119571799.119581488.919591956.019601700.619612114.019621621.619631183.5年份降水量19641746.219651632.119661620.019671142.019681316.019691674.319701860.919711105.2年份降水量19721520.119732396.019741807.019752478.2第六章由流量资料推求设计洪水6－1设计洪水与实测洪水有什么关系；“百年一遇”设计洪水的含义是什么；目前水文计算中推求出“百年一遇”设计洪水过程线是如何体现“百年”重现期的。6－2试述由流量资料推求设计洪水过程线的方法、步骤。6－3设计洪水过程线二种放大方法（同倍比法和同频率法）的共同点和差别是什么。6－4如何判别属于特大洪水，为什么要处理特大洪水，处理特大洪水的关键是什么。6－5在洪水峰、量频率计算中，对特大值作处理后的计算成果是增大还是减小，为什么。6－6在同一条河流上，洪水的峰、量一般地是GV上>CV下，CV支>CV干，为什么。6－7推求青弋江徽水平垣站百年一遇的洪峰量Qmp。资料如下：（1）32年的年最大洪峰流量资料系列，见表6－1。（2）调查洪水资料：1877年Qm＝2790m3/s1914年Qm＝2130m3/s 表6－1徽水平垣站（F＝992km2）年最大洪峰流量年分Qm＝2790m3/s195312501954129019555271956516195717101958534195955419601720年分Qm＝2790m3/s19619651962776196342719647181965524196661219677731968376年分Qm＝2790m3/s196921801970122019711120197241519731750197454019758101976712年分Qm＝2790m3/s1977145019782061979412198019811982198319846－8用同频率法推求平垣站百年一遇的设计洪水过程线，资料如表6－2、6－3、6－4所列。表6－2百年一遇设计洪峰、洪量时段1天3天7天Qmp（m3/s）Wtp（104m3）120001970025500上题成果表6-3典型洪水过程线（1969年洪水典型）月日时Q(m3/s)月日时Q(m3/s)月日时Q(m3/s)740805172080719159486251914907201634127052296380270420806074084340501206448481124954263683347901405662861127891210059134076202141008851217907023010126275142150753565162180716163 表6-4典型洪水过程线(7月)日期4日5日6日7日8日9日10日W(104m3)6018102090924648第七章由暴雨资料推求设计洪水7－1某雨量站的汛期降雨资料摘录如表7－1，请统计：（1）最大1日、最大24小时和最大3日降雨量。（2）最大一次降雨量并点绘累积雨量过程线。（3）最大1、3、6、12、24小时的平均降雨强度，绘出降雨强度与历时的关系曲线。表7－1某雨量站汛期降雨资料摘录单位：mm月日时P月日时P月日时P892-54.78921-230.581010-113.65-82.723-21.711-141.210-111.7102-55.78111-146.611-141.75-632.014-177.017-180.26-76.017-201.118-1921.37-828.020-210.219-2045.98-99.520-2117.19-104.57－2由暴雨资料推求设计洪水的主要作用和基本假定是什么。7－3何谓设计暴雨，设计暴雨包括哪些内容。7－4大中流域设计暴雨分析计算的步骤及提高成果精度的主要措施和注意事项是什么。7－5设计面雨量的直接计算与间接计算有什么差别，哪一种计算精度高，为什么；两种方法的适用条件是什么。7－6叙述根据设计流域雨量等值线图绘制暴雨中心点面（～F）关系曲线的步骤；用此关系以设计流域中心点设计雨量推求面设计雨量有哪些基本假定，存在什么问题。7－7由设计暴雨推求设计洪水时，在产流计算与汇流计算方面要处理哪些问题。7－8已知：某流域F＝341km2，Im＝100mm，Pap＝78mm，fc＝1.5 mm/小时；P＝2%的设计面暴雨过程见表7－2；6小时单位线见表7－3，试推求该设计暴雨形成的设计洪水。表7－2P＝2%的设计暴雨时程分配时段数（△t小时）1234合计占最大一天的分配百分数%1163179100设计面暴雨（mm）19.9171.346.224.6272设计净雨（mm）地下净雨（mm）地面净雨（mm）表7－36小时单位线时段数（△t小时）012345678910q(m3/s)08.449.633.824.617.410.87.04.41.807－9推求小流域设计洪水有哪些途径。7－10已知某雨量站各历时的年最大平均雨强的统计参数如表7－4，求短历时暴雨公式中，P＝1%，P＝10%的Sp值和n值。表7－4某雨量站各历时年最大平均雨强的统计参数历时（小时）0.51361224平均雨强(mm/小时)62.544.922.014.79.35.8CV0.350.350.400.400.400.45Cs/CV3.03.03.03.03.03.07－11写出推理公式法求解小流域设计洪峰流量Qmp的步骤。7－12用推理公式计算P＝1%的设计洪峰流量。已知：（1）流域面积F＝78km2；主河长L＝14.6km，河道纵比降J＝0.026；（2）最大24小时暴雨参数P24＝110mm，CV＝0.50，Cs＝3.5CV，暴雨递减指数n＝0.65；（3）损失参数μ＝2.0mm/小时，集流系数m＝0.218θ0.38（θ＝L/J）。在求得Qmp和τ后，为什么要用产流历时tc来检验；用公式计算得来的tc 有时大于24小时，是什么原因造成的，如何处理。7－13对比一下大中流域由暴雨推求设计洪水和小流域由暴雨推求设计洪水，在主要环节的异同点。第八章可能最大暴雨8－1什么是PMP，在重要的水库、大坝设计中为什么要计算PMP。8－2形成特大暴雨的主要气象因子是什么，在PMP计算中常用什么物理量来表示上述的条件。8－3什么叫可降水量，在缺乏探空资料时，如何计算可降水量，其基本假定是什么。8－4典型暴雨的代表性露点是怎么计算的。今根据表8－1中所给的某场大暴雨的水汽入流方向上暴雨连缘的A、B两站露点温度资料，试求：（1）A、B两站持续12小时的最高露点温度。（2）求换算至1000毫巴高度上的露点值，成果列于表8－2。（3）设计流域的地面高程为450m，求流域上的可降水量表8－1露点温度（℃）表8－1露点温度（℃）时间站名8月6日8月7日8月8日00061218000612180612A22232426242321232020B23232424262523222120表8－21000毫巴高度持续12小时最高露点值计算表站名地面高程（m）当地持续12小时的最高露点（℃）1000毫巴高度持续12小时最高露点（℃）两站平均值td，oA400B3508－5试述暴雨移置的条件及移置改正的方法。'