工程水文学简答.docx

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1、工程水文学简答1.工程水文的研究内容： 设计年径流的推求，设计洪水的推求，流域产流与江流的推求，洪水预报。 方法：成因分析法，数理统计法，配线法，地区综合法。 2.河流的参数：水系，干流和支流；水系形态；河槽和河道断面；河段；河流长度；河道的纵比降；河网密度；河流弯曲系数。 3.流域的参数：流域面积；流域长度；流域形状系数；流域自然地理特征。 4.河川径流的组成：茎流，即地下水径流；通过土壤中通道，大的空隙和渗流层的快速表层流，即壤中流或表层流；饱和层坡面流，包括不透水地面和暂时饱和的土层或者在水道附近经常处于饱和状态的地面上产生的坡面流或称地表径流。 5.随机试验与随机变量的关系：一个随机试

2、验对应着一个随机变量，随机变量的取值与随机试验的结果对应，当随机变量取不同值时表示不同的随机试验。 6.单位线推求步骤：1）选用流域实测暴雨资料。2）对实测的径流过程线进行地下径流分割，求出相对应的地面径流和地面径流深。3）根据流域上不同雨量站实测降雨过程求出流域面降雨过程，在通过流域产流分析计算，得到流域与实测地面径流过程对应的地面净雨过程。4）应用两个基本假定，推求流域的单位线。5）对得道的单位线进行必要的修正，使单位线的径流量与流域上10mm的净雨量相等并光滑无突变。6）取多次暴雨径流资料，分析得出多条单位线，取平均值作为设计依据。 方法：缩放发；分析法。 单位线的应用：求出需要时段长度

3、的单位线以后，就可以依据单位线的倍比假定，先求出各时段净雨所产生的地面径流过程，再应用叠加假定求得流域出口总的设计地面径流过程。 7.设计洪水3要素：洪峰流量，洪水流量，洪水过程。 典型过程线的选择原则：1）选择峰量大的实测洪水过程线。2）曲型洪水过程应具有一定的代表性。3）从防洪后果考虑，应选择对工程安全较为不利的曲型。 8.曲型洪水过程线的放大：1）同比放大法2）同频放大法 9.经验频率曲线和理论频率曲线区别：1）理论频率曲线过每一个点，经验过点群中间2）经验基于资料而定，理论基于总体参数得道 10.水文资料的审查：1)资料的可靠性审查2）资料的一致性审查3）资料的代表性审查。 11.代表

4、年的选择原则：1）选取年径流量与设计值相接近的年份2）选取对工程不利的年份。 12.参证流域的选择原则：1）参证流域应具有长期实测径流资料，且代表性较好。2）参证流域与设计流域必须属于同一气候区，且下垫面条件相似3）参证流域与设计流域面积不能相差太大，最好不超过15% 13.蓄满产流模式下产流计算方法：1）降雨径流相关图法2）流域蓄水容量曲线法。 14.超渗产流的基本原理：指一次降雨过程中的下渗水量，不易满足流域的缺水量，但当降雨强度不大于下渗强度时，会产生地面径流，这产流模式称为超渗产流。 15.直接法推求设计暴雨量：1）暴雨资料的收集、审查、插补与延长2）设计流域面雨量的插补展延3）暴雨资

5、料的统计选择4）特大值的处理5）面雨量频率计算6）求设计暴雨过程7）设计面暴雨量计算成果的合理性检查。 16.间接法推求设计暴雨量：1）设计点暴雨量的计算2）设计面暴雨量的计算。 17.由实测资料选择典型暴雨时，应遵循的原则：1）所选典型暴雨过程应是设计条件下比较容易发生的，从两方面考虑：1、从雨量上，应使典型暴雨的雨量接近设计暴雨的雨量2、要使选择典型暴雨的雨峰个数，主雨封位置和实际雨历时是大暴雨中常见的2）所选的曲型暴雨应是对设计的工程不利的，主要包括1、雨量化比较集中2、主雨封比较靠后。 18.小流域设计暴雨计算的特点：1)往往无暴雨资料，计算简便。2）用暴雨资料推求3）设计暴雨空间变化

6、不大，以点雨量代替面雨量4）只需求设计洪峰流量5）考虑设计暴雨的降雨时段长度为小流域的汇流时间Z，设计暴雨的损失量按常数值考虑，其强度为M，而且不考虑地下净雨和地下径流。 19.流域平均降水量计算的计算方法： 1）算数平均法。1、 P为流域平均降水量，Pi为各站同期降水量，n为测站数。2、此法适用于流域内地形起伏不大，雨量站网分布均匀且比较稠密的地区。 2）泰森多边形法。1、 F为流域总面积fi为各多边形面积n为多边形个数。2、此法适用于雨量站分布不均匀的流域。3、步骤：a、将相邻雨量站用直线连接而成若干个多边形。b、对每个三角形各边做垂直平分线，这些线和流域边界线将流域分成若干个多边形，每个

7、多边形内有一个雨量站。C、此雨量站测得的降水量代表多边形面积上的平均降水量。 3）等量降水量法。1、 fi为各相邻等降水量线间的距离n为等降水线间的面积快数。2、此法需足够数量的雨量站才能绘出反映实际降水空间分布的等水量线、 20.经验频率曲线的绘制步骤：1）将逐年实测的年最大洪峰流量填入表中1、2栏。2）将年最大洪峰流量按大小递减次序重新排列，填入表中第4栏，第3栏为序号栏，自上而下1，23）按数学期望公式分别计算频率P=m/n+1*100%，填入第5栏。4）以第4栏的Qm为纵坐标，以第5栏的P为横坐标，在频率格纸上点绘经验频率点，然后徒手目估通过点群中间连成一条光滑曲线，既为该站的年最大洪

8、峰流量经验频率曲线。5）根据工程设计标准指定的频率值，在曲线上查出所需的水文数据。 21.配线法步骤：1）绘制经验频率曲线2）用矩法初估总体统计参数Q，Cv，Cs=nCv。3) 绘制理论频率曲线4）配线5）得到总体统计参数的估值，得到指定频率的水文变量特征值。 22.统计参数对理论频率曲线形状的影响：1）均值X对理论频率曲线的影响：1、X大的位于上方。2、X大的比较陡。2）变差系数Cv对频率曲线的影响：1、当Cv=0时，说明随机变量的取值都等于均值，故频率曲线即为K=1的一条水平线2、当Cv越大说明随机变量相对于均值越离散，因而频率曲线将越偏离K=1的水平线3、随着Cv的增大，频率曲线的偏离程

9、度也随之增大，显得越来越陡。3）偏态系数Cs对频率曲线的影响：1、正偏情况下，Cs越大时，均值对应的频率越小，频率曲线的中部越向左偏且上段越陡2、当Cs=0时，频率曲线变成一条直线。 23.计算设计洪水的步骤：1）资料审查2）选样。选样原则：1、样本容量与实测的年限一致2、应遵循随机独立的原则，选取每年的最大值。3）资料的插补与延长4）特大洪水的处理5）PIII曲线作为曲线线形6）作经验频率曲线7）估计总体统计参数8）作理论频率曲线9）结果的合理性检验 24.流域平均降水量计算的计算方法： 1）算数平均法。1、 P为流域平均降水量，Pi为各站同期降水量，n为测站数。2、此法适用于流域内地形起伏

10、不大，雨量站网分布均匀且比较稠密的地区。 2）泰森多边形法。1、 F为流域总面积fi为各多边形面积n为多边形个数。2、此法适用于雨量站分布不均匀的流域。3、步骤：a、将相邻雨量站用直线连接而成若干个多边形。b、对每个三角形各边做垂直平分线，这些线和流域边界线将流域分成若干个多边形，每个多边形内有一个雨量站。C、此雨量站测得的降水量代表多边形面积上的平均降水量。 3）等量降水量法。1、 fi为各相邻等降水量线间的距离n为等降水线间的面积快数。2、此法需足够数量的雨量站才能绘出反映实际降水空间分布的等水量线、 17.蓄满产流模式：如果以知流域蓄水量为Wm，假设一场降雨的前期影响雨量为Pa，蓄满产流

11、模式认识降雨首先需要使流域的蓄水量从Pa达到Wm，流域蓄满后的降雨完全产流而且总径流量包括地面径流和地下径流两部分。 18.蓄满产流模式下产流计算方法：1）降雨径流相关图法2）流域蓄水容量曲线法。 19.超渗产流的基本原理：指一次降雨过程中的下渗水量，不易满足流域的缺水量，但当降雨强度不大于下渗强度时，会产生地面径流，这产流模式称为超渗产流。 20.水文资料的审查：1)资料的可靠性审查2）资料的一致性审查3）资料的代表性审查。 21.代表年的选择原则：1）选取年径流量与设计值相接近的年份2）选取对工程不利的年份。 22.参证流域的选择原则：1）参证流域应具有长期实测径流资料，且代表性较好。2）

12、参证流域与设计流域必须属于同一气候区，且下垫面条件相似3）参证流域与设计流域面积不能相差太大，最好不超过15% 23.流域的参数：流域面积；流域长度；流域形状系数；流域自然地理特征 洪水要素：洪峰流量Qm，洪量W，洪水过程 特大洪水：比系列中的一般洪水大得多的稀遇洪水，它可以出现在实测资料系列中，也可以经实地调查或文献考证获得。 典型洪水过程线的选择原则：峰高最大；有代表性；对工程不利的年份。 典型洪水过程线的放大：同倍比放大法；同频率放大法。 洪水场次划分：如果没有降到涨洪起始点又开始涨洪则算一次洪水。降雨场次划分一定要与洪水场次划分相对应。 面流与基流的划分：地下径流标准退水曲线比较稳定；

13、次洪水总径流深计算；面流,基流划分 流域蓄水容量：流域上单位面积的蓄水量Wm流域各点需水量。 降雨分类：对流雨；地形雨；峰面雨；气旋雨。 峰面参数：冷峰；暖峰；准静止峰。 降雨参数：降雨量；降雨历时；降雨强度；降雨面积；暴雨中心。 蒸发的分类：水面蒸发；土壤蒸发；植物蒸发。 蒸发能力：在充分供水条件下，某蒸发面的蒸发量。 下渗率：单位面积单位时间上渗入土壤中的水量。 基本假定：某一频率的暴雨产生同一频率的洪水。 设计暴雨：工程所在断面以上流域的与设计洪水同频率的面暴雨，包括不同时段的设计面暴雨深和暴雨过程。 小流域设计洪水计算的特点：缺少水文实测数据；由暴雨来推求设计洪水；空间分布均匀，可以以

14、点代面；只需计算洪峰流量不需计算洪水过程洪量。 流域的产流模式：蓄满产流模式；超渗产流模式。 水文现象的基本规律：周期性；地区性；随机性。 降雨的关系曲线： 1） 降雨过程线：降雨在时间上的变化情况。 2） 降雨量累计曲线：总降雨量与降雨历时的关系。 3） 雨强历时曲线。 4） 面深曲线。 1.水文：是关于自然界水体的存在、运移以及转化规律得学科。 2.水体：指以一定形态存在于自然界中的水的总称。 3.水文循环：在自然因素和人类活动得影响下，地球上各种形态得水处于不断的运动与转化之中，其中主要表现形式为蒸发、降水、入椮和径流等，这个过程周而复始形成了水文循环。 4.水量平衡：地球上任一区域，在

15、一定时段内进入的水量与输出的水量之差等于该区域内的蓄水量变化，这一关系称为水量平衡。 5.河流：地表水在重力作用下沿着陆地表面上的曲线凹地流动，依其水量的大小可分为江、河、溪、沟、涧等，其间无精确分界，统称为河流。 6.流域：一条河留恋接受不给的区域称为该河流的流域。 7.水系：流域内各水流路线与流域内的湖泊、海洋彼此相连组成一个脉络相同的庞大系统，称为水系。 8.降水：是指液态或固态的水流凝结物从云中下降至地面的现象。 9.蒸发：水由液态或固态变为气态的过程。 水面蒸发：是在充分供水条件下的蒸发现象，是水分从液态转化气态逸出水面的过程，水面蒸发包括水分化汽和水汽扩散两个过程。 10.下渗：是

16、水从土壤表面进入土壤内部的运动过程，是水在分子力，毛细管引力和重力作用下在土壤中发生的物理过程，是径流形成得重要环节。 11.径流：由降水或融雪形成的、沿着流域的不同路径流入江河，湖泊或海洋的水流。 随机试验：在概率论中，对随即现象的观册。 随即事件：在一次随机试验中可能发生也不可能发生的事件。 12.随机变量：随机试验的结果一般是一个数量，这个量随着试验的重复可以取不同的值，而且带着随机性，这样的变量称为 相关关系：指两个水文系列之间在物理成因上的联系。 13.设计年径流：水利水电工程建设所需求的相应于某一设计标准或设计频率的年径流量及某年内分配过程。 14.洪水：流域内发生暴雨或融雪时形成

17、的大量地面径流，迅速汇入江河，使流量急增，水位猛涨，这便形成了洪水。 15.设计洪水：指水利水电设计中心所需求的一定标准的洪水分正常运用条件下设计洪水和非正常运用条件下的校核洪水，包括一定频率的洪峰流量，洪量和洪水过程。 16.防洪标准：规划设计时按照规范根据建筑物级别选定不同频率作为防洪标准，水利水电工程建筑物防洪标准分为正常运用和非正常运用两种。 17.设计暴雨：由实测点雨量资料推求的与设计洪水不同频率的流域面积雨量，包括不同时段的面雨量和面雨量过程。 18.设计净雨：与设计洪水同频率的，由设计暴雨推求的，包括不同时段的净雨量在数值上等于设计暴雨量减去损失量。 19.洪水场次划分：降水场次

18、的划分应与洪水场次的划分相对应，设降到涨洪起涨点又开始涨洪算一次洪水。 20.蓄满产流模式：如果以知流域蓄水量为Wm，假设一场降雨的前期影响雨量为Pa，蓄满产流模式认识降雨首先需要使流域的蓄水量从Pa达到Wm，流域蓄满后的降雨完全产流而且总径流量包括地面径流和地下径流两部分。 21.倍比假定：当单位时间内的地表净雨为单位净雨的几倍时，所形成的地表径流量值是经验单位线的n倍，而净流历时不变。 22.叠加假定：当有连续多个单位时间的地表净雨时，各单位时间的地表净流过程互不干扰，总净流过程为各单位时间地表净雨在流域出口的净流过程的叠加。 23.S曲线：流域上连续不断的单位时段t。的10mm的地表净雨在流域出口产生的地表径流过程。 24.S曲线作用：由已知时段的经验单位线推求不同时段的经验单位线。