工程水文学试题及答案

工程水文学

一、名词解释.水文学.水资源.成因分析法.产流过程.径流形成过程.饱和水汽压.水文遥感.水文年鉴.水位.离散型随机变量.总体.随机变量的概率分布.人类活动.水文比拟法.设计径流量.同倍比放大法.不跨期选样.特大洪水.校核洪水.径流深.汇流时间.瞬时单位线

二、简答题.我国水资源具有哪些特点？.按照年降雨量和年径流深的大小，可将我国划分成哪几个地带？.我国水资源开发利用的主要问题是什么？.一般情况下，地面径流、壤中流、地下径流是如何形成的？.一次降雨在径流形成过程中的损失量有哪些？.河流有哪些主要特征？.流量测验的内容有哪些？其中哪些属外业、内业内容？.在选择水文测验的河段时，应符合什么条件？.在布设水文测站时为什么要布设基线？.常用的样本统计参数在水文计算中的用途是什么？.进行相关分析的条件是什么？.进行相关分析时什么样的计算结果才能应用？.多年综合日流量历时曲线、代表年日流量历时曲线和平均日流量历时曲线有何异同M.随着流域内湖泊和沼泽的增多，年径流量的Cv值如何变化？为什么？.设计时段枯水流量与设计时段径流量在计算方法上有什么区别？.怎样对设计洪峰流量、设计洪水总量推求成果进行合理性检查？.如何选取水利水电工程的防洪标准？.推求设计洪水过程线的同频率放大法有何优缺点适用于什么条件？.如果流域缺乏雨量资料，如何推求定点〜定面关系折算系数？.如何绘制面平均雨深〜面积〜历时曲线？.如何应用泰森多边形法计算流域平均降雨量？.由暴雨资料推求设计洪水的主要程序包括哪几部分.如何对暴雨资料进行一致性审查？.为什么可以应用暴雨资料推求设计洪水？

三、计算题.联合国教科文组织于1978年公布了当时最新的全球水量平衡数据，其中大陆多年平均降水量Pc为119000kni3大陆多年平均蒸发量Ec为72000km3海洋多年平均降水量P0为458000km3试根据这些数据分别计算

①从大陆流入海洋的多年平均年径流量R;

②海洋多年平均蒸发量E0；

③全球多年平均蒸发量E；

④全球多年平均降水量P.某水库属于中型水库，已知最大洪峰流量系列的频率计算结果为m3/s如设计洪水标准按100年一遇、校核洪水标准按1000年一遇，试根据下面表中给出的P-HI型曲线模比系数值，计算该工程设计和校核标准下的洪峰流量P-III型频率曲线模比系数Kp值部分表Cs=

3.5Cv

四、论述题.实施水资源可持续利用发展战略有何意义？.水文分析计算在水利工程建设和管理中的作用是什么？.简述面积-流速法测流及流量计算的工作内容.简述水位流量关系曲线的高、低水延长方法.洪峰流量资料选样的年最大值法、一年多次法和超定量法有何区别.考虑特大洪水时，如何估算统计参数值？工程水文学答案

一、名词解释.水文学通常是指研究对象只限于陆地水体的陆地水文学和具有较高应用价值的应用水文学.水资源通常是指地球上可供人类利用的淡水资源.成因分析法通过观测资料和实验资料的研究分析，可以建立某一水文现象与其影响因素之间的定量关系，这种解决问题的方法在水文学中称为成因分析法.产流过程通常把降雨扣除损失成为净雨的过程称为产流过程.径流形成过程自降雨开始至水流汇集到流域出口断面的整个物理过程，称为径流形成过程.饱和水汽压在一定温度下，空气中所含水汽量的最大值.水文遥感把遥感技术应用于水文科学领域称为水文遥感.水文年鉴水文站网观测的水文成果，按全国统一规定的格式，分流域和水系进行整编，作为正式水文资料，每年刊布一次，称水文年鉴.水位河流、湖泊、水库及海洋等水体的自由水面距离固定基面的高程称为水位.离散型随机变量若某随机变量只能取得有限个或可列无穷多个离散数值，则称此随机变量为离散型随机变量1L总体在数理统计中，把研究对象的个体集合称为总体.随机变量的概率分布随机变量的取值与其概率有一定的对应关系.人类活动是指人类对流域的开发利用等各种活动，如为了某种目的所采取的工程措施和非工程措施.水文比拟法将气候与自然地理条件一致的参证站的资料移置到设计流域使用的方法.设计径流量指根据一定方法推求的某指定频率的径流量.同倍比放大法按同倍比控制放大洪峰和洪量，即按洪峰或洪量用同一个倍比放大典型洪水过程线的各纵坐标值，从而求得设计洪水过程线的方法.不跨期选样当一次洪水过程位于两个分期时，视其洪峰流量或时段洪量的主要部分位于何期，就作为该期的样本，不作重复选择，这种选样方法称为不跨期选样.特大洪水比系列中一般洪水大得多，并且通过洪水调查或考证可以确定其量值大小及其重现期的洪水称为特大洪水.校核洪水按非常运用标准算出的洪水称为校核洪水.径流深把径流量平铺到流域面积上得到的水深.汇流时间净雨从流域上某点流至出口断面所经历的时间，称为汇流时间.瞬时单位线在无限小的时段内，流域上均匀的单位地面净雨所形成的地面径流过程线

二、简答题.我国水资源具有哪些特点？答题要点

①总量不算少，但人均水量低；

②地区上分布极不均匀；

③水资源与耕地、人口的分布不相匹配；

④年内、年际变化大.按照年降雨量和年径流深的大小，可将我国划分成哪几个地带？答题要点按照年降水量和年径流深的大小，可将我国划分为5个地带多雨一丰水带，湿润一多水带，半湿润一过渡带，半干旱一少水带，干旱一干涸带.我国水资源开发利用的主要问题是什么？答题要点:

①水资源供需矛盾突出；

②城市和工业集中地区和北方部分井灌区地下水超采严重;

③水质恶化，地表水和地下水均受到污染；

④用水浪费，水的重复利用率低；

⑤水资源管理分散.一般情况下，地面径流、壤中流、地下径流是如何形成的？答题要点随着降雨的持续，满足了填洼的地方开始产生地面径流下渗到土壤中的雨水，除补充土壤含水量外，并逐步向下层渗透当土壤含水量达到田间持水量后，下渗趋于稳定继续下渗的雨水，一部分从坡侧土壤空隙流出，注入河槽，形成表层流或壤中流另一部分继续向深层下渗，到达地下水面后，以地下水的形式汇入河流，则成为地下径流.一次降雨在径流形成过程中的损失量有哪些？答题要点降雨开始后，有少量的雨水在降雨过程中被蒸发掉；一部分降雨被植物截留，最终消耗于蒸发;降落到地面上的雨水，超出下渗能力的雨水先填满地面的坑洼，称为填洼，填洼的雨量最终耗于下渗和蒸发；下渗到土壤中的雨水，有一部分补充了土壤含水量因此，在一次降雨在径流形成过程中的损失量为雨期蒸发、植物截留和填洼、补充土壤含水量.河流有哪些主要特征？答题要点

①河流长度；

②河流断面；

③河道纵比降；

④河网密度.流量测验的内容有哪些？其中哪些属外业、内业内容？答题要点流量测验的内容包括测流和流量计算2部分内容，其中测流属于外业，流量计算属于内业测流又可细分为断面测量及流速测量2部分工作，而流量计算包括绘出制断面图、计算流速、计算面积、计算流量及其他水力要素等.在选择水文测验的河段时，应符合什么条件？答题要点测验河段的选择应符合两个条件

①满足设站的目的、要求；

②在保证成果有必要精度的前提下，有利于简化观测和资料整理工作.在布设水文测站时为什么要布设基线？答题要点在测验河段上进行水文测验和断面测量时，需在岸边布设基线作为基本测量线段，用来通过三角测量确定测点在测流断面上的平面位置，即起点距.常用的样本统计参数在水文计算中的用途是什么？答题要点:均值表示系列的平均情况，可以说明系列总体水平的高低;均方差反映系列中各数值的离散程度，是以均值为中心来考查的；变差系数用于比较均值不相等的两个系列；偏态系数可以反映系列在均值两边的对称程度；矩在水文上常用来描述随机变量的分布特征.进行相关分析的条件是什么？答题要点在进行相关分析计算时，首先应分析两种变量是否存在物理成因上的联系，参证系列要有足够长的观测资料，并且两系列间同期观测资料不能太少，一般要求样本容量大于

12.进行相关分析时什么样的计算结果才能应用？答题要点在满足两种变量存在物理成因上的联系、参证系列足够长的前提下，对于相关系数不小于

0.8回归线的均方误小于系列均值的15%相关系数的均方误小于r的5%的相关分析成果方能采用在插补延长系列时，应注意回归线外延不应过长.多年综合日流量历时曲线、代表年日流量历时曲线和平均日流量历时曲线有何异同？答题要点

①多年综合日流量历时曲线是根据所有年份的实测日平均流量资料绘成的，它能反映流量在多年期间的历时情况；

②代表年日流量历时曲线是根据某一年份的实测日平均流量资料绘成的，其纵坐标为日平均流量或其相对值，横坐标为历时或相对历时；

③平均历时曲线是以各年同历时的日平均流量的平均值为纵坐标，其相应历时为横坐标点绘的曲线，是一种虚拟的曲线.、随着流域内湖泊和沼泽的增多，年径流量的Cv值如何变化？为什么？答题要点由于湖泊和沼泽对径流的调蓄作用，使径流的年内、年际变化减小，随着流域内湖泊和沼泽的增多，年径流量的Cv值变小.设计时段枯水流量与设计时段径流量在计算方法上有什么区别？答题要点设计时段枯水流量与设计时段径流量在计算方法上没有本质区别，主要是在资料选择方法上有所不同时段径流在时序上往往是固定的，而枯水流量是在一年中选最小值，在时序上是变化的；止匕外，在一些具体环节上也有一些差异.怎样对设计洪峰流量、设计洪水总量推求成果进行合理性检查？答题要点

①根据本站频率计算成果，检查洪峰、各时段洪量的统计参数与历时之间的关系检查；

②根据上下游站、干支流站及邻近地区各河流洪水的频率分析成果进行比较；

③与暴雨频率分析成果进行比较.如何选取水利水电工程的防洪标准？答题要点依据规范，首先确定水工建筑物所属水利水电枢纽工程的等别，再根据水电枢纽工程的等别确定水工建筑物的级别，最后根据建筑物级别选取设计洪水标准或校核洪水标准.推求设计洪水过程线的同频率放大法有何优缺点适用于什么条件？答题要点同频率放大法常用于峰量关系不够好、洪峰形状差别大的河流，以及峰量对水工建筑物的防洪安全起控制作用的工程目前大中型水库的规划设计主要采用此法.如果流域缺乏雨量资料，如何推求定点〜定面关系折算系数？答题要点若流域资料缺乏，也可选取流域所在地区雨量站较多的地方建立定点〜定面关系，如选某一点作为定点，以该点为中心作圆或正方形确定出某一定面，再把分析计算的定点~定面关系折算系数移用于本流域

20.如何绘制面平均雨深〜面积~历时曲线？答题要点先绘制一场暴雨不同历时的等雨量线图，如历时为12h、24h、48h再从各种历时等雨量线图上的暴雨中心开始，依次向外量取每条等雨量线包围的面积并求出各面积上的平均雨深，即可绘制面平均雨深〜面积~历时曲线.如何应用泰森多边形法计算流域平均降雨量？答题要点假定流域内各点的降雨量可由与其距离最近的雨量站降雨量代表，先用直线连结相邻雨量站（包括流域周边外不远的雨量站），构成若干个三角形，再作每个三角形各边的垂直平分线；这些垂直平分线和流域边界线将流域划分成若干个多边形，每个多边形正好对应一个雨量站，这些多边形称为泰森多边形；最后以每个泰森多边形的面积与流域面积的比值为权重计算流域平均雨量.由暴雨资料推求设计洪水的主要程序包括哪几部分？答题要点

①推求设计暴雨用频率分析法求不同历时指定频率的设计雨量及暴雨过程，或使用可能最大暴雨图集求可能最大暴雨

②推求设计净雨采用降雨径流相关图法、初损后损法或其他方法推求设计净雨

③推求设计洪水过程线应用时段单位线法或瞬时单位线法进行汇流计算，即得流域出口断面的设计洪水过程

23.、如何对暴雨资料进行一致性审查？答题要点暴雨资料一致性审查，对于按年最大值选样的情况，理应加以考虑，但实际上有困难对于推求分期设计暴雨，要注意暴雨资料的一致性，不同类型的暴雨是不一样的，如我国南方地区的梅雨与台风雨，宜分别考虑.为什么可以应用暴雨资料推求设计洪水？

三、计算题.解

①根据大陆多年平均情况下的水量平衡方程R=Pc-Ec=l19000-72000=47000km3

②根据海洋多年平均情况下的水量平衡方程E0=P0+R=458000+47000=505000km3

③根据全球多年平均情况下的水量平衡方程E=Ec+E0=72000+505000=577000km3

④根据全球多年平均情况下的水量平衡方程P=Pc+P0=119000+458000=577000km

3.解根据题中给定的值及洪水标准，查附表得100年一遇及1000年一遇洪水标准的值分别是

3.20和

4.62设计的洪峰流量分别为

四、论述题.实施水资源可持续利用发展战略有何意义？答题要点我国人口众多，根据预测，2050年我国人口将接近16亿人，经济将达到中等发达国家的水平，水资源的需求量极大，按照我国目前供水量估算，需要新增加约1200亿〜1600亿m3的供水量，缺口较大因此，应依照水资源可持续利用理念，改变过去单一的开源做法，而采取节流、开源、保护并举的综合措施，来解决新增加的供水量的问题坚持科学发展观，实施水资源的可持续利用，为我国经济社会的可持续发展提供支持和保障，这是我国水资源开发利用面临的重大课题.水文分析计算在水利工程建设和管理中的作用是什么？答题要点

①规划设计阶段由于工程规模与河流水量的大小有关，该水量估算得过大或过小均会对工程的规模、造价、安全、泥沙淤积等问题带来影响，因此需要应用水文计算确定合理的工程规模

②施工阶段要修建围堰、导流渠等临时性建筑物，因此也需要进行水文计算确定这些临时性建筑物的规模；另外，还需要水文预报提供短期或中期的天然来水情势

③运用管理阶段为了编制水量调度方案需要知道未来一定时期的来水情况;此外，在工程建成后，还要不断复核和修改设计阶段的水文计算成果，必要时对工程进行改造.简述面积-流速法测流及流量计算的工作内容答题要点包括3部分内容

①断面测量分水道断面测量和大断面测量，可在断面上布设一定数量的测深垂线，施测各条测深垂线的水深和起点距，用施测时的水位减去水深，即得各测深垂线处的河底高程，有了河底高程和相应的起点距，便可绘出测流断面的横断面图

②流速测量国内外广泛使用流速仪测定水流的速度，在测流断面上布设足够数量的测速垂线，对于每条测速垂线，应将流速仪放置在不同的水深点测速

③流量计算:包括垂线平均流速计算、部分平均流速计算、部分面积计算、部分流量计算、断面流量及其他水力要素计算等步骤和内容.简述水位流量关系曲线的高、低水延长方法答题要点

①由水位面积和水位流速关系作高水位延长一般河床稳定的测站，水位面积、水位流速关系点据集中，曲线趋势明显，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，而高水时水位流速关系曲线常趋近于常数，可按趋势延长将外延部分各个水位的断面面积和流速相乘，即得相应高水位下的流量

②用水力学公式高水延长用曼宁公式计算流速，用实测大断面资料外延水位面积关系，从而达到延长水位流量关系曲线的目的

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控制进行水位流量关系曲线向断流水位方向所作的延长，当求得断流水位后，以断流水位坐标为控制点，将关系曲线向下延长至当年最低水位即可

5.洪峰流量资料选样的年最大值法、一年多次法和超定量法有何区别？答题要点

①从破坏率的概念出发，定义在一年中只要某一瞬时工程遭到破坏，这一年就算作“破坏”；一年中即使遭到一次以上的破坏，也只算这一年是破坏因此，只要在每一年中选出年最大值作为样本，只计算年最大值出现概率，就可符合破坏率的概念这种选样方法称为最大值选样法

②对少数城市或厂矿排水工程，由于出现超过设计频率的暴雨洪水所造成的损失能较快得到恢复，在一年内洪灾损失与洪水发生的超过标准次数有关，故可采用一年多次法或超定量法选样

6.考虑特大洪水时，如何估算统计参数值？答题要点考虑特大洪水时统计参数的估算仍采用适线法，但无论用哪一种方法初估参数，最后都要根据适线成果来确定统计参数当用矩法初估参数时，假定系列nT（n为实测系列年数，1为实测系列中抽出作特大值处理的洪水项数）的均值和均方差与系列N-a（N为自最远的调查考证年份至今的年数，a为在N年中连续排序的特大洪水项数）的均值和均方差相等，即可以导出参数Cv计算公式，并参考附近地区资料选定一个Cs/Cv值确定CsP%Cv

0.

112105090990.

503.

782.

742.

421.

660.

860.

520.

440.

604.

623.

202.

761.

770.

810.

480.

430.

705.

543.

683.

121.

880.

750.

450.43。