水文学原理试卷A答案及评分标准(2013春)

2013 年 春季 学期

《水文学原理》课程考试试卷( A卷)答案

一、填空题 (每空1分，共20分)

1.径流深、洪峰流量模数。

2.降水、下渗、蒸发、径流

3.算术平均法、泰森多边形法、等雨量线法

4.大于0

5.吸湿水、薄膜水、毛管水、重力水

6.流域蓄水容量

7.使河段蓄量与下断面出流量呈单值关系的河段长度

8.产流、汇流

9.基质势、重力

二、名词解释 (每小题3分，共15分)

1、田间持水量：土壤中所能保持的最大毛管悬着水量。

2、线性系数：运算Φ[I(t)]、]满足叠加性和倍比性的系统。

3、下渗能力：充分供水条件下的下渗率。

4、单位线：在给定流域上，单位时段内均匀分布的单位地面净雨量在流域出口断面形成的地面径流过程

线。

5、线性水库：蓄水量与出流量成正比关系的水库。

三、选择题（每小题2分，共10分）

ACBDB

四、简答题（每小题5分，共25分）

1、超渗产流模式有何特征，它与蓄满产流模式有何区别？

不管当地的土壤含水量是否达到田间持水量，只要降雨强度超过下渗强度就产生地面径流，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到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。

2、试述裸土蒸发的三个阶段及其特点？（要求结合图形进行说明，图形上应标注相应的含水量特征值）。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。

3、试述超渗地面径流与饱和地面径流产生的条件。 答：饱和地面径流产生的物理条件是：

（１）存在相对不透水层，且上层土壤的透水性远强于下层土壤的透水性。 （２）上层土壤含水量达到饱和含水量。

超渗地面径流产生的物理条件是：只要降雨强度大于下渗能力，则多余的部分产生超渗地面径流。多发生在干旱、半干旱地区。

4、简述如何采用水文分析法推求流域平均下渗曲线？ 答：假定一条下渗曲线；按公式

()t t t

i

i

i

P R f t S t Δ−Δ=Δ+∑∑∑计算S(t)，再检验退水段的S~Q 关系。

若关系线为一单一线，则假定的下渗曲线即为所求，否则需要重新假定下渗曲线再计算。 5、简述包气带对降雨的两次再分配作用。

答：⑴包气带地面对降雨的再分配作用。包气带表面把降雨分成两部分，当雨强大于土壤下渗容量的部分暂留在地面，另一部分则进入土中，称为“筛子”作用。⑵当下渗的水量使土壤含水量超过田间持水量这一“门槛”时，多余的部分便成为自由重力水，当低于这一“门槛”时，便没有自由重力水产生，这一现象可称为“门槛”作用。

五、计算题 (共15分) 1、解：（1）计算流域的多年平均蒸发量

21.0E =水E +（1-0.21）陆E =0.21×1080+0.79×750=819.3mm （3分） （2）计算流域的多年平均径流深：由水量平衡原理

1215.0819.3395.7R P E mm =−=−=（2分）

2、 地面径流及其相应地面净雨过程

单位线

15 0 5 总径流

0 0 0 430 645 0

645

630 945 0

0 945

400 600 0 215 815 270 405 0 315 720 180 270 0 200 470 100 150 0 135 285 40 60 0 90 150 0 0 0 50 50 0 20 20 0 0

倍比假定应用正确得2分，叠加假定应用正确得3分。

3、解：设t W 、1−t W 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 ；t

p t R P 、分别代表

土柱的第t 日降雨量和它产生的径流量，mm ；t E 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：

t P t t t E R P W W t −−+=−1 m t

P t t E W W R P W t 田

−

−+=−1 将有关的数值代入上式，即可求得7月9日土壤蓄水量： 80

80235594.7120

t W mm =+−−×=

六、论述题 (共15分)

1、对于流域下垫面不均匀的情况，即各处的蓄水容量不一样，则必须考虑降雨过程中因蓄水容量各处不同而造成对产流的影响及其产流面积的变化，为此，将流域的不同蓄水容量与相应的面积概化成一关系曲线，这就是流域的蓄水容量曲线。流域蓄水容量曲线是表示蓄水容量与小于或等于该蓄水容量的累计面积同全流域面积的比值的对应关系曲线。（3分） 第一时段：

（2分）

2、开放题，无固定答案，酌情给分。 得分要点：

需在实验中说明出包气带土层设置为两种透水性不同的土壤，形成相对不透水层。（2分） 装置需在相对不透水层处设置出水口，以观测出流情况。（1分） 实验装置图。（2分）

3、开放题，无固定答案。得分要点： 排除站点A ，因为不在同一气候区（1分）； 排除站点D ，因资料年限长度不足（1分），

采用站点B 、C 资料，采用比例法或者图解相关法进行插值得到站点E 的各月降雨量。（3分）注意因为只有2个水文站，所以不能采用等雨量线法。