工程水文学复习资料

W Ew E F 1500 630 60 103 106 522 104 m3
故修建水库后的多年平均蒸发量为：
E E W / F 630 522 104 3 10 630 5.8 635.8mm 900 106
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16、缺乏实测资料时，怎样推求设计年径流量？ 【缺乏实测资料时，一般可采用水文比拟法或年径流量统计参数等值线图、 分区图法求得均值、Cv、Cs，并确定线型，推求年径流理论频率曲线，再由设 计频率查此曲线得设计年径流量。 】 17、为什么年径流的 CV 值可以绘制等值线图？从图上查出小流域的 Cv 值 一般较其实际值偏大还是偏小？为什么？ 【因年径流变化主要受气候因素的影响， 后者在地区上的变化具有缓变的规 律性，因此，年径流 Cv 值可绘成随地区变化的等值线图。 因 Cv 等值线图大多是由中等流域资料计算的 Cv 值绘制的，而中等流域比小流 域有较大的调蓄补偿作用，故从等值线图上查得的小流域 Cv 值常常比实际的偏 小。 】 18、推求设计年径流量的年内分配时，应遵循什么原则选择典型年？ 【选择典型年的原则有二：①典型年的年径流量应接近设计年径流量；②对 工程设计偏于安全。 】 19、 简述具有长期实测资料情况下，用设计代表年法推求年内分配的方法步 骤？ 【方法步骤为：①根据长期年径流系列进行频率计算，推求设计年径流量 Qp；②按选择代表年（典型年）的原则，在实际资料中选择典型年 Q 典；③以 K=Qp/Q 典分别乘典型年各月的月径流量，得设计年径流的各月径流量，即设计 年径流的年内分配。 】 20、简述年径流年内、年际变化的主要特性？ 【 （1）年内变化具有一年为周期的周期性变化； （2）年际变化具有丰、枯年组的交替现象，但周期很不固定； （3）年内、年际变化还具有明显的地区性，我国北方的径流变化一般比南 方多雨地区剧烈。 】 21、何谓保证率？若某水库在运行 100 年中有 85 年保证了供水要求，其保 证率为多少？破坏率又为多少？ 【用水的保证程度。p=85%；q=1-85%=15%】
式中：T――重现期，年；
――频率，％。
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（2） 当考虑水库兴利调节研究枯水问题时， 设计频率 P＞50％， 则: 千年一遇洪水是指在长时期内平均 1000 年出现一次的洪水情况，换句话 说，大于等于这样的洪水平均 1000 年可能出现一次； 95％的年径流其重现期 T=20 年；P=90%的枯水年，其重现期 T=10 年，在长时期内平均 10 年出现一次 的枯水情况，若以 P=90%的枯水年为设计依据，其安全率和风险率分别为 90％ 和 10％】 11、若年径流量与年降水量之间的回归线近似为幂函数，试以分析法为例说 明推求其回归方程的方法步骤？ 【幂函数 y=axb 两边取对数后变为直线方程 Y=A+bX，其中 Y=lgy，X=lgx， A=lga。因此，此时建立回归方程的步骤为：①将 xj，yj 变换为 Xj，Yj；②按一 元线性回归方法计算 A、b；③将 A 取反对数得 a；④把 a、b 代入 y=axb 中，即 得要推求的回归方程。 】 12、径流是由降水形成的，但年径流与年降水量的关系不一定很密切，请说 明。 13、 某流域下游有一个较大的湖泊与河流连通， 后经人工围垦湖面缩小很多。 试定性地分析围垦措施对正常年径流量、径流年际变化和年内变化有何影响？ 【由于水面蒸发减小，使年径流增加；由于调蓄能力减小，使年际、年内变 化加剧。 】 14、 人类活动对年径流有哪些方面的影响？其中间接影响如修建水利工程等 措施的实质是什么？如何影响年径流及其变化？ 【有直接与间接两方面的影响。 修建水利工程等措施的实质是改变下墊面性 质而影响年径流，它们将使蒸发增加，从而使年径流量减少；调蓄能力增加，从 而使径流的年内、年际变化趋于平缓。 】 15、水文资料的三性审查是指对资料的可靠性 、 一致性 和 代表性 进行审 查。 对年径流系列一致性审查是建立在气候条件和下墊面条件稳定性上的，一般 认为气候条件是相对稳定的， 主要由于下墊面条件受到明显的改变使资料一致性 受到破坏。
对经验频率的计算，目前我国水文计算上广泛采用的是数学期望公式 :
式中
p-等于和大于 xm 的经验频率； m —— xm 的序号，即等于和大于 xm
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的项数； n —— 系列的总项数。 】
8、频率曲线的三个统计参数各表示什么意义？对频率曲线各有什么影响？ 9、偏态系数 Cs﹥0 或<0，各说明随机变量 x 的分布有何特点？ 【在数理统计中采用偏态系数 CS 作为衡量系列不对称程度的参数，当系列 对于 对称时，CS＝0；当系列对于 若 CS＜0，称为负偏，如下图。 不对称时，CS≠0，若 CS＞0，称为正偏；
工程水文学复习题
一、思考问答 1、水文现象是一种自然现象，它具有什么特性，各用什么方法研究？ 【具有确定性 （也可说周期性） 与随机性， 确定性决定了水文现象的相似性， 决定了水文现象的随机性。 确定性规律用成因分析发研究，随机性规律用数理统 计法研究。 1）成因分析法: 情势的方法。如降雨径流预报法、河流洪水演算法等。 2） 数理统计法： 进行水文情势预测、预报的方法。如设计年径流计算、设计洪水计算、地区经验 公式等。 水文计算常常是二种方法综合使用，相辅相成，例如由暴雨资料推求设计洪 水， 就是先由数理统计法求设计暴雨，再按成因分析法将设计暴雨转化为设计洪 水。 此外，当没有水文资料时， 可以根据水文现象的变化在地区分布上呈现的一 定规律（水文现象在各流域、各地区的分布规律）来研究短缺和无资料地区的水 文特征值。 】 2、蒸发能力与蒸发率以及下渗能力、下渗率的概念及相互关系。 3、水量平衡原理的应用。 4、何谓年径流？它的表示方法和度量单位是什么？径流深度、径流总量、 平均流量、径流模数的概念及相互关系。 【一个年度内在河槽里流动的水流叫做年径流。 年径流可以用年径流总量 W （m3） 、年平均流量 Q（m3/s） 、年径流深 R（mm） 、年径流模数 M（L/(s﹒km2)） 等表示。 】 5、流量的观测与水位流量关系曲线的延长。 【测站测流时， 由于施测条件限制或其他种种原因，致使最高水位或最低水 位的流量缺测或漏测，在这种情况下，须将水位流量关系曲线作高、低水部分的
二、分析计算题 1、某水文站控制流域面积 F=560KM2，已知多年平均降雨量 P 820mm ， 多年平均径流系数 ＝0.40，试求其多年平均年径流总量 W ，多年平均年径流量
Q ，多年平均径来自百度文库深 R 及多年平均年径流模数 M 。
答：多年平均径流深 R P 0.4 820 328mm
2、某流域面积 F=900KM2，其多年平均降雨量 P 1280mm ，多年平均径流 深 R 650mm ， 试 求 多 年 平 均 蒸 发 量 E 。 又 该 地 多 年 平 均 水 面 蒸 发 量
E w 1500mm ，如该河修建水库后，在该河流域面积之内的水面面积比之未建水
库时增加 60KM2，试分析建水库后流域多年平均蒸发量是增大还是减小？并计 算建水库后的多年平均径流深 R 及多年平均年径流量 Q 。 答：根据流域多年平均水量平衡关系有： E P R 1280 650 630(mm) 修建水库后，由于增加了水面面积，而水面蒸发量大于陆面蒸发量，因此， 修建水库后增大了蒸发量。 可近似取陆面蒸发量为流域多年平均蒸发量，则建水 库后多年平均增加的蒸发量：


故建水库后的多年平均径流深 R 为： R P E 1280 635.8 644.2(mm)
R F 644.2 900 103 18.38m 3 / s 多年平均年径流量 Q T 365 24 3600
3、某水库属大（2）型水库，已知年最大 7 天暴雨系列的频率计算结果为 =432mm、CV=0.48，CS=3CV。试确定大坝设计洪水标准，并计算该工程 7 天设计暴 雨。 提示已知适线结果的情况下，推求设计值均用如下公式： 或 答： 因为该水库属大 （2） 型水库， 根据水利部 2000 年颁发的编号为 SL 252-2000 的《水利水电工程等级划分及洪水标准》 ，水库工程为Ⅱ等，大坝为 2 级建筑物，
Cs 样本参数的均方误，计算公式略。抽样误差的大小，随样本项数 、cv、和 cs 的大小而变化。样本容量大，对总体的代表性就好，其抽样误差就小，这就是 为什么在水文计算中总是想方设法取得较长的水文系列的原因】 23、设计洪水的概念。 【由于流域内降雨或溶雪，大量径流汇入河道，导致流量激增，水位上涨， 这种水文现象，称为洪水。在进行水利水电工程设计时，为了建筑物本身的安全 和防护区的安全， 必须按照某种标准的洪水进行设计，这种作为水工建筑物设计 依据的洪水称为设计洪水。 在工程设计中,设计标准由国家制定,以设计规范给出。 规划中按工程的种类、大小和重要性,将水工建筑物划分为若干等级,按不同等级 给出相应的设计标准。 】 24、如何确定净雨历时、产流历时？并阐述等流时线原理。 25、阐述推求设计洪水的途径和方法。
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22、何为抽样误差，如何减少抽样误差？ 【用一个样本的统计参数来代替总体的统计参数是存在一定误差的， 这种误 差是由于从总体中随机抽取的样本与总体有差异而引起的，与计算误差不同，称 为抽样误差。 抽样误差的大小由均方误来衡量。计算均方误的公式与总体分布有关。对于皮尔 逊Ⅲ型分布且用矩法估算参数时，用 、 、 、 分别代表 、 、Cv 和
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外延，才能得到完整的流量过程。 1）根据水位面积、水位流速关系外延：河床稳定的测站，水位面积、水位 流速关系点常较密集， 曲线趋势较明确，可根据这两根线来延长水位流量关系曲 线。 2）根据水力学公式外延：此法实质上与上法相同，只是在延长 Z～V 曲线 时，利用水力学公式计算出需要延长部分的 V 值。最常见的是用曼宁公式计算 出需要延长部分的 V 值，并用平均水深代替水力半径 R。由于大断面资料已知， 因此关键在于确定高水时的河床糙率 n 和水面比降 I。 3）水位流量关系曲线的低水延长：低水延长常采用断流水位法。所谓断流 水位是指流量为零时的水位， 一般情况下断流水位的水深为零。此法关键在于如 何确定断流水位，最好的办法是根据测点纵横断面资料确定。 】 6、流域平均降水量的计算方法。 7、经验频率曲线的绘制方法 【根据实测水文资料，按从大到小的顺序排列，如下左图所示，然后用经验 频率公式计算系列中各项的频率，称为经验频率。以水文变量 x 为纵坐标，以经 验频率 p 为横坐标，点绘经验频率点据，根据点群趋势绘出一条平滑的曲线，称 为经验频率曲线， 下右图为某站年最大洪峰流量经验频率曲线。有了经验频率曲 线，即可在曲线上求得指定频率 p 的水文变量值 Xp。
偏态系数 Cs﹥0， 说明随机变量 x 出现大于均值的机会比出现小于均值的机 会少；偏态系数 Cs<0，说明随机变量 x 出现大于均值的机会比出现小于均值的 机会多】 10、 重现期 （T） 与频率 （P ） 有何关系？千年一遇洪水， 是指什么意思？ 95％ 的年径流其重现期为多少？ P=90%的枯水年， 其重现期 （T） 为多少年？以 P=90% 的枯水年为设计依据，其安全率和风险率各为多少， 【频率曲线绘制后，就可在频率曲线上求出指定频率 p 的设计值 xp。由于" 频率"较为抽象， 水文上常用"重现期"来代替"频率"。 所谓重现期是指某随机变量 的取值在长时期内平均多少年出现一次，又称多少年一遇。根据研究问题的性质 不同，频率 P 与重现期 T 的关系有两种表示方法。 1、当为了防洪研究暴雨洪水问题时，一般设计频率 P＜50％，则:
3 6 年平均年径流总量 W RF 328 560 10 10 ＝18368（万 m3）
多年平均年径流量
Q
W 183680000 5.824(m 3 / s ) T 365 24 3600
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多年平均年径流模数 M
Q 5.824 103 103 10.4L /( s km2 F 560