工程水文學(xué)復(fù)習(xí)題 一、思考問(wèn)答 1、水文現(xiàn)象是一種自然現(xiàn)象，它具有什么特性，各用什么方法研究？【具有確定性（也可說(shuō)周期性）與隨機(jī)性，確定性決定了水文現(xiàn)象的相似性，決定了水文現(xiàn)象的隨機(jī)性。確定性規(guī)律用成因分析發(fā)研究，隨機(jī)性規(guī)律用數(shù)理統(tǒng)計(jì)法研究。1）成因分析法:根據(jù)水文變化的成因規(guī)律，由其影響因素預(yù)報(bào)、預(yù)測(cè)水文情勢(shì)的方法。如降雨徑流預(yù)報(bào)法、河流洪水演算法等。 2）數(shù)理統(tǒng)計(jì)法：根據(jù)水文現(xiàn)象的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對(duì)水文觀測(cè)資料統(tǒng)計(jì)分析，進(jìn)行水文情勢(shì)預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)的方法。如設(shè)計(jì)年徑流計(jì)算、設(shè)計(jì)洪水計(jì)算、地區(qū)經(jīng)驗(yàn)公式等。水文計(jì)算常常是二種方法綜合使用，相輔相成，例如由暴雨資料推求設(shè)計(jì)洪水，就是先由數(shù)理統(tǒng)計(jì)法求設(shè)計(jì)暴雨，再按成因分析法將設(shè)計(jì)暴雨轉(zhuǎn)化為設(shè)計(jì)洪水。 此外，當(dāng)沒(méi)有水文資料時(shí)，可以根據(jù)水文現(xiàn)象的變化在地區(qū)分布上呈現(xiàn)的一定規(guī)律（水文現(xiàn)象在各流域、各地區(qū)的分布規(guī)律）來(lái)研究短缺和無(wú)資料地區(qū)的水文特征值?！?、蒸發(fā)能力與蒸發(fā)率以及下滲能力、下滲率的概念及相互關(guān)系。 3、水量平衡原理的應(yīng)用。 4、何謂年徑流？它的表示方法和度量單位是什么？徑流深度、徑流總量、平均流量、徑流模數(shù)的概念及相互關(guān)系?！疽粋€(gè)年度內(nèi)在河槽里流動(dòng)的水流叫做年徑流。年徑流可以用年徑流總量W（m3）、年平均流量Q（m3/s）、年徑流深R（mm）、年徑流模數(shù)M（L/(s﹒km2)）等表示?！?、流量的觀測(cè)與水位流量關(guān)系曲線的延長(zhǎng)?！緶y(cè)站測(cè)流時(shí)，由于施測(cè)條件限制或其他種種原因，致使最高水位或最低水位的流量缺測(cè)或漏測(cè)，在這種情況下，須將水位流量關(guān)系曲線作高、低水部分的

外延，才能得到完整的流量過(guò)程。

1）根據(jù)水位面積、水位流速關(guān)系外延：河床穩(wěn)定的測(cè)站，水位面積、水位流速關(guān)系點(diǎn)常較密集，曲線趨勢(shì)較明確，可根據(jù)這兩根線來(lái)延長(zhǎng)水位流量關(guān)系曲線。

2）根據(jù)水力學(xué)公式外延：此法實(shí)質(zhì)上與上法相同，只是在延長(zhǎng)Z～V曲線時(shí)，利用水力學(xué)公式計(jì)算出需要延長(zhǎng)部分的V值。最常見(jiàn)的是用曼寧公式計(jì)算出需要延長(zhǎng)部分的V值，并用平均水深代替水力半徑R。由于大斷面資料已知，因此關(guān)鍵在于確定高水時(shí)的河床糙率n和水面比降I。

3）水位流量關(guān)系曲線的低水延長(zhǎng)：低水延長(zhǎng)常采用斷流水位法。所謂斷流水位是指流量為零時(shí)的水位，一般情況下斷流水位的水深為零。此法關(guān)鍵在于如何確定斷流水位，最好的辦法是根據(jù)測(cè)點(diǎn)縱橫斷面資料確定?！?/p>

6、流域平均降水量的計(jì)算方法。

7、經(jīng)驗(yàn)頻率曲線的繪制方法

【根據(jù)實(shí)測(cè)水文資料，按從大到小的順序排列，如下左圖所示，然后用經(jīng)驗(yàn)頻率公式計(jì)算系列中各項(xiàng)的頻率，稱(chēng)為經(jīng)驗(yàn)頻率。以水文變量x為縱坐標(biāo)，以經(jīng)驗(yàn)頻率p為橫坐標(biāo)，點(diǎn)繪經(jīng)驗(yàn)頻率點(diǎn)據(jù)，根據(jù)點(diǎn)群趨勢(shì)繪出一條平滑的曲線，稱(chēng)為經(jīng)驗(yàn)頻率曲線，下右圖為某站年最大洪峰流量經(jīng)驗(yàn)頻率曲線。有了經(jīng)驗(yàn)頻率曲線，即可在曲線上求得指定頻率p的水文變量值Xp。

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對(duì)經(jīng)驗(yàn)頻率的計(jì)算，目前我國(guó)水文計(jì)算上廣泛采用的是數(shù)學(xué)期望公式:

式中 p-等于和大于xm的經(jīng)驗(yàn)頻率； m —— xm的序號(hào)，即等于和大于xm的項(xiàng)數(shù)； n —— 系列的總項(xiàng)數(shù)?！?/p>

8、頻率曲線的三個(gè)統(tǒng)計(jì)參數(shù)各表示什么意義？對(duì)頻率曲線各有什么影響？

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偏態(tài)系數(shù)Cs﹥0，說(shuō)明隨機(jī)變量x出現(xiàn)大于均值的機(jī)會(huì)比出現(xiàn)小于均值的機(jī)會(huì)少；偏態(tài)系數(shù)Cs<0，說(shuō)明隨機(jī)變量x出現(xiàn)大于均值的機(jī)會(huì)比出現(xiàn)小于均值的機(jī)會(huì)多】

10、重現(xiàn)期（T）與頻率（P）有何關(guān)系？千年一遇洪水，是指什么意思？ 95％的年徑流其重現(xiàn)期為多少？ P=90%的枯水年，其重現(xiàn)期（T）為多少年？以P=90%的枯水年為設(shè)計(jì)依據(jù)，其安全率和風(fēng)險(xiǎn)率各為多少，

【頻率曲線繪制后，就可在頻率曲線上求出指定頻率p的設(shè)計(jì)值xp。由于"頻率"較為抽象，水文上常用"重現(xiàn)期"來(lái)代替"頻率"。所謂重現(xiàn)期是指某隨機(jī)變量的取值在長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)平均多少年出現(xiàn)一次，又稱(chēng)多少年一遇。根據(jù)研究問(wèn)題的性質(zhì)不同，頻率P與重現(xiàn)期T的關(guān)系有兩種表示方法。

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千年一遇洪水是指在長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)平均1000年出現(xiàn)一次的洪水情況，換句話說(shuō)，大于等于這樣的洪水平均1000年可能出現(xiàn)一次； 95％的年徑流其重現(xiàn)期T=20年；P=90%的枯水年，其重現(xiàn)期T=10年，在長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)平均10年出現(xiàn)一次的枯水情況，若以P=90%的枯水年為設(shè)計(jì)依據(jù)，其安全率和風(fēng)險(xiǎn)率分別為90％和10％】

11、若年徑流量與年降水量之間的回歸線近似為冪函數(shù)，試以分析法為例說(shuō)明推求其回歸方程的方法步驟？

【冪函數(shù)y=axb兩邊取對(duì)數(shù)后變?yōu)橹本€方程Y=A+bX，其中Y=lgy，X=lgx，A=lga。因此，此時(shí)建立回歸方程的步驟為：①將xj，yj變換為Xj，Yj；②按一元線性回歸方法計(jì)算A、b；③將A取反對(duì)數(shù)得a；④把a(bǔ)、b代入y=axb中，即得要推求的回歸方程?！?/p>

12、徑流是由降水形成的，但年徑流與年降水量的關(guān)系不一定很密切，請(qǐng)說(shuō)明。

13、某流域下游有一個(gè)較大的湖泊與河流連通，后經(jīng)人工圍墾湖面縮小很多。試定性地分析圍墾措施對(duì)正常年徑流量、徑流年際變化和年內(nèi)變化有何影響？

【由于水面蒸發(fā)減小，使年徑流增加；由于調(diào)蓄能力減小，使年際、年內(nèi)變化加劇?！?/p>

14、人類(lèi)活動(dòng)對(duì)年徑流有哪些方面的影響？其中間接影響如修建水利工程等措施的實(shí)質(zhì)是什么？如何影響年徑流及其變化？

【有直接與間接兩方面的影響。修建水利工程等措施的實(shí)質(zhì)是改變下墊面性質(zhì)而影響年徑流，它們將使蒸發(fā)增加，從而使年徑流量減少；調(diào)蓄能力增加，從而使徑流的年內(nèi)、年際變化趨于平緩。】

15、水文資料的三性審查是指對(duì)資料的可靠性 、一致性 和 代表性 進(jìn)行審查。對(duì)年徑流系列一致性審查是建立在氣候條件和下墊面條件穩(wěn)定性上的，一般認(rèn)為氣候條件是相對(duì)穩(wěn)定的，主要由于下墊面條件受到明顯的改變使資料一致性受到破壞。

16、缺乏實(shí)測(cè)資料時(shí)，怎樣推求設(shè)計(jì)年徑流量？

【缺乏實(shí)測(cè)資料時(shí)，一般可采用水文比擬法或年徑流量統(tǒng)計(jì)參數(shù)等值線圖、分區(qū)圖法求得均值、Cv、Cs，并確定線型，推求年徑流理論頻率曲線，再由設(shè)計(jì)頻率查此曲線得設(shè)計(jì)年徑流量。】

17、為什么年徑流的CV值可以繪制等值線圖？從圖上查出小流域的Cv值一般較其實(shí)際值偏大還是偏??？為什么？

【因年徑流變化主要受氣候因素的影響，后者在地區(qū)上的變化具有緩變的規(guī)律性，因此，年徑流Cv值可繪成隨地區(qū)變化的等值線圖。 因Cv等值線圖大多是由中等流域資料計(jì)算的Cv值繪制的，而中等流域比小流域有較大的調(diào)蓄補(bǔ)償作用，故從等值線圖上查得的小流域Cv值常常比實(shí)際的偏小?！?/p>

18、推求設(shè)計(jì)年徑流量的年內(nèi)分配時(shí)，應(yīng)遵循什么原則選擇典型年？

【選擇典型年的原則有二：①典型年的年徑流量應(yīng)接近設(shè)計(jì)年徑流量；②對(duì)工程設(shè)計(jì)偏于安全?！?/p>

19、簡(jiǎn)述具有長(zhǎng)期實(shí)測(cè)資料情況下，用設(shè)計(jì)代表年法推求年內(nèi)分配的方法步驟？

【方法步驟為：①根據(jù)長(zhǎng)期年徑流系列進(jìn)行頻率計(jì)算，推求設(shè)計(jì)年徑流量Qp；②按選擇代表年（典型年）的原則，在實(shí)際資料中選擇典型年Q典；③以K=Qp/Q典分別乘典型年各月的月徑流量，得設(shè)計(jì)年徑流的各月徑流量，即設(shè)計(jì)年徑流的年內(nèi)分配?！?/p>

20、簡(jiǎn)述年徑流年內(nèi)、年際變化的主要特性？

【（1）年內(nèi)變化具有一年為周期的周期性變化；

（2）年際變化具有豐、枯年組的交替現(xiàn)象，但周期很不固定；

（3）年內(nèi)、年際變化還具有明顯的地區(qū)性，我國(guó)北方的徑流變化一般比南方多雨地區(qū)劇烈?！?/p>

21、何謂保證率？若某水庫(kù)在運(yùn)行100年中有85年保證了供水要求，其保證率為多少？破壞率又為多少？

【用水的保證程度。p=85%；q=1-85%=15%】

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23、設(shè)計(jì)洪水的概念。

【由于流域內(nèi)降雨或溶雪，大量徑流匯入河道，導(dǎo)致流量激增，水位上漲，這種水文現(xiàn)象，稱(chēng)為洪水。在進(jìn)行水利水電工程設(shè)計(jì)時(shí)，為了建筑物本身的安全和防護(hù)區(qū)的安全，必須按照某種標(biāo)準(zhǔn)的洪水進(jìn)行設(shè)計(jì)，這種作為水工建筑物設(shè)計(jì)依據(jù)的洪水稱(chēng)為設(shè)計(jì)洪水。在工程設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)由國(guó)家制定,以設(shè)計(jì)規(guī)范給出。規(guī)劃中按工程的種類(lèi)、大小和重要性,將水工建筑物劃分為若干等級(jí),按不同等級(jí)給出相應(yīng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?！?/p>

24、如何確定凈雨歷時(shí)、產(chǎn)流歷時(shí)？并闡述等流時(shí)線原理。

25、闡述推求設(shè)計(jì)洪水的途徑和方法。

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3、某水庫(kù)屬大（2）型水庫(kù)，已知年最大7天暴雨系列的頻率計(jì)算結(jié)果為

=432mm、CV=0.48，CS=3CV。試確定大壩設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)，并計(jì)算該工程7天設(shè)計(jì)暴雨。

提示已知適線結(jié)果的情況下，推求設(shè)計(jì)值均用如下公式：

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答：因?yàn)樵撍畮?kù)屬大（2）型水庫(kù)，根據(jù)水利部2000年頒發(fā)的編號(hào)為SL 252-2000的《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》，水庫(kù)工程為Ⅱ等，大壩為2級(jí)建筑物，設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為500~100年一遇，從工程的重要性考慮，最后選定按500年一遇洪水設(shè)計(jì)。因?yàn)楸┯旰秃樗l率，因此要推求500年一遇的設(shè)計(jì)暴雨，即：

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6、某流域根據(jù)實(shí)測(cè)暴雨和歷史調(diào)查大暴雨資料，已經(jīng)繪制出7d暴雨量經(jīng)驗(yàn)頻率曲線，現(xiàn)從經(jīng)驗(yàn)頻率曲線上讀取三點(diǎn)（945，5%）、（345，50%）、（134，95%），試按三點(diǎn)法計(jì)算這一7d暴雨系列的統(tǒng)計(jì)參數(shù)。

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7、已知某流域50年一遇24h設(shè)計(jì)暴雨為490mm，徑流系數(shù)等于0.83，后損率為1.0mm/h，后損歷時(shí)為17h，試計(jì)算其總凈雨及初損。

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