1、工程水文水力學(xué)思考題和計(jì)算題、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，各用什么措施研究？答：具有擬定性（也可說(shuō)周期性）與隨機(jī)性，擬定性決定了水文現(xiàn)象日勺相似性，決定了 水文現(xiàn)象日勺隨機(jī)性。擬定性規(guī)律用成因分析發(fā)研究，隨機(jī)性規(guī)律用數(shù)理記錄法研究。1）成因分析法：根據(jù)水文變化勺成因規(guī)律，由其影響因素預(yù)報(bào)、預(yù)測(cè)水文情勢(shì)勺措施。 如降雨徑流預(yù)報(bào)法、河流洪水演算法等。2） 數(shù)理記錄法：根據(jù)水文現(xiàn)象日勺記錄規(guī)律，對(duì)水文觀測(cè)資料記錄分析，進(jìn)行水文 情勢(shì)預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)勺措施。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)算常常是二種措施綜合使用，相輔相成，例如由暴雨資料推求設(shè)計(jì)洪水，就是先 由

2、數(shù)理記錄法求設(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)象日勺變化在地辨別布上呈現(xiàn)日勺一定規(guī)律（水 文現(xiàn)象在各流域、各地區(qū)日勺分布規(guī)律）來(lái)研究短缺和無(wú)資料地區(qū)勺水文特性值。2、何謂水量平衡？試敘閉合流域水量平衡方程在實(shí)際工作中勺應(yīng)用和意義。答：答：對(duì)任一地區(qū)、任一時(shí)段進(jìn)入勺勺水量與輸出日勺水量之差，必等于其蓄水量日勺變化量， 這就是水量平衡原理，是水文計(jì)算中始終要遵循日勺一項(xiàng)基本原理。依此，可得任一地區(qū)、任一時(shí)段勺水量平衡方程。對(duì)一閉合流域：設(shè)P為某一特定期段 日勺降雨量，E為該時(shí)段內(nèi)日勺蒸發(fā)量，R為該時(shí)段該流域勺徑流量，則有：P=R+Ec+AUU為

3、該時(shí)段流域內(nèi)日勺蓄水量，u=ui+u 2。- . .- - - . . - .一-、一 對(duì)于近年平均狀況， U =0,則閉合流域近年平均水量平衡方程變?yōu)椋篜= r+ e影響水資源勺因素十分復(fù)雜，水資源勺許多有關(guān)問(wèn)題，難于由有關(guān)勺成因因素直接計(jì)算 求解，而運(yùn)用水量平衡關(guān)系，往往可以使問(wèn)題得到解決。因此，水量平衡原理在水文分析計(jì) 算和水資源規(guī)劃勺分析計(jì)算中有廣泛勺應(yīng)用。如運(yùn)用水量平衡式可以用已知勺水文要素推 一、 一一 - . - -一一 . . . . 一 一 .、 求此外日勺未知要素。例如：某閉合流域日勺近年平均降雨量P=1020mm，近年平均徑流深R=420mm，試求近年平均蒸發(fā)量E。 E=

4、 P- R=600mm。3、何謂年徑流？它勺表達(dá)措施和度量單位是什么？徑流深度、徑流總量、平均流量、 徑流模數(shù)勺概念及互相關(guān)系。答：一種年度內(nèi)在河槽里流動(dòng)勺水流叫做年徑流。年徑流可以用年徑流總量可(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)等表達(dá)。將計(jì)算時(shí)段勺徑流總量，平鋪在水文測(cè)站以上流域面積上所得勺水層厚度，稱為徑流深度 徑流總量是指在指定期段At通過(guò)河流某一斷面勺總水量。徑流模數(shù)是單位流域面積上單位時(shí)間所產(chǎn)生勺徑流量。4、流量勺觀測(cè)與水位流量關(guān)系曲線勺延長(zhǎng)。答：測(cè)站測(cè)流時(shí)，由于施測(cè)條件限制或其她種種因素，致使最高水位或最低水位勺流量 缺

5、測(cè)或漏測(cè)，在這種狀況下，須將水位流量關(guān)系曲線作高、低水部分勺外延，才干得到完整 勺流量過(guò)程。根據(jù)水位面積、水位流速關(guān)系外延：河床穩(wěn)定日勺測(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。根據(jù)水力學(xué)公式外延：此法實(shí)質(zhì)上與上法相似，只是在延長(zhǎng)ZV曲線時(shí)，運(yùn)用水 力學(xué)公式計(jì)算出需要延長(zhǎng)部分勺V值。最常用日勺是用曼寧公式計(jì)算出需要延長(zhǎng)部分勺V值， 并用平均水深替代水力半徑R。由于大斷面資料已知，因此核心在于擬定高水時(shí)日勺河床糙率 n和水面比降I。水位流量關(guān)系曲線勺低水延長(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)日勺水位，一般狀況下斷流水位日

6、勺水深為零。此法核心在于如何擬定斷流水位，最佳 日勺措施是根據(jù)測(cè)點(diǎn)縱橫斷面資料擬定。5、流域平均降水量勺計(jì)算措施。答：由雨量站觀測(cè)到勺降雨量，只代表該雨量站所在處或較小范疇日勺降雨?duì)顩r而實(shí)際工 作中往往需要推求全流域或某一區(qū)域日勺平均降雨量常用日勺計(jì)算措施有如下幾種。算術(shù)平均法當(dāng)流域內(nèi)地形起伏變化不大，雨量站分布比較均勻時(shí)，可根據(jù)各站同一時(shí)段內(nèi)日勺降雨量用算 術(shù)平均法推求。其計(jì)算式為：x=（x1+x2+xn）/ n=1/nE xi2.泰森多邊形法（垂直平分法）一方面在流域地形圖上將各雨量站（可涉及流域外日勺鄰近站）用直線連接成若干個(gè)三角形 且盡量連成銳角三角形，然后作三角形各條邊日勺垂直平分線

7、，這些垂直平分線構(gòu)成若干個(gè)不 規(guī)則勺多邊形，如圖中實(shí)線所示。每個(gè)多邊形內(nèi)必然會(huì)有一種雨量站，它們?nèi)丈捉涤炅恳詘i表 達(dá)，如量得流域范疇內(nèi)各多邊形勺面積為f i,則流域平均降雨量可按下式計(jì)算_f1x1+ f2x2+ fnxn1 nnx=E fixi = E Aixif1+ f2+ fnF i=1i=1此法能考慮雨量站或降雨量分布不均勻日勺狀況，工作量也不大,故在生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)用比較廣 泛。3.等雨量線法在較大流域或區(qū)域內(nèi)，如地形起伏較大，對(duì)降水影響明顯，且有足夠勺雨量站，則宜用等雨量 線法推求流域平均雨量。先量算相鄰兩雨量線間勺面積fi,再根據(jù)各雨量線勺數(shù)值xi, 就可以按下式計(jì)算： _1 nx

8、=(xi+ xi+1 )fi/2F i=1此法比較精確，但對(duì)資料條件規(guī)定較高，且工作量大，因此應(yīng)用上受到一定勺 限制。重要用于典型大暴雨勺分析。6、如何繪制累積頻率曲線？設(shè)計(jì)頻率原則如何擬定？答：根據(jù)實(shí)測(cè)水文資料，按從大到小勺順序排列，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)勺頻率，稱為經(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)繪出一條平滑勺曲線，稱為經(jīng)驗(yàn)頻率曲線，下圖為 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勺 水文變量值x。對(duì)經(jīng)驗(yàn)頻率勺計(jì)算，目前國(guó)內(nèi)水文計(jì)算上廣泛采用勺是數(shù)學(xué)盼望公式 P=m/(n+1)x100%7、經(jīng)驗(yàn)頻率曲線勺繪制措施答：根據(jù)實(shí)測(cè)水文資料，按從大到小勺順序排列，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)勺頻率，稱為經(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)繪出一條平滑日勺曲線，稱為經(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勺水文變量值Xp。XILlil水文系列按大小