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北京建筑工程学院教材建设项目-水文学习题集答案

61. 分期设计洪水的选样,采用年最大值法。(F) 62. 分期洪水系列的Cv值应小于年最大洪水的Cv值。(F) 四、简答题

1. 何谓年径流?它的表示方法和度量单位是什么?

答:一年内通过河流某一断面的水流叫做年径流。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( mm /s.km2 )等表示。 2. 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?

答: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、年内径流变化加剧。

3. 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?

答:有直接与间接两方面的影响,直接影响如跨流域调水,间接影响如植树造林,通过影响气候和下垫面而对径流产生影响。修建水利工程等措施的实质是改变下垫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。

4. 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?

答:保证率就是用水的保证程度,常用频率表示。保证率p = 85%;破坏率为q =1-85% =15%。

5. 日历年度、水文年度、水利年度的涵义各如何?

答:《水文年鉴》上的数据是从每年 1 月1日到 12 月 31 日统计的,称为日历年;水文年度是根据水文现象的循环周期划分的年度,它是从径流的观点出发划分,其原则是在一个水文年度内降雨和它所产生的径流不被分割在两个年度内。水利年度,又称调节年度,从水库蓄水期开始作为调节年度的开始,水库蓄满后又经供水期将水库放空作为调节年度的终结。它的划分原则是将余、缺水量明显分开,便于判断所需库容。

6. 简述年径流年内、年际变化的主要特性? 答: (1)年内变化具有一年为周期的周期性变化;

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(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。

7. 水文资料的“三性”审查指的是什么?如何审查资料的代表性? 答:(1)“三性”是指水文资料的可靠性、一致性、代表性。

(2)代表性可通过两个方面论证:①用与设计变量(n年)关系密切的具有长期观测资料的参证变量(N 年)论证,n 年的参证变量系列与 N 年参证变量系列的概率分布应比较接近,即认为这一时期参证变量资料的代表性较高,从而可以判定设计站年径流系列在这一时期代表性也高;②用水文变化的周期性论证,即设计变量应包括几个丰、中、枯交替年组。

8. 如何分析判断年径流系列代表性的好坏?

答:从两方面判断年径流系列代表性的优劣:①年径流系列是否足够长,是否包括几个丰、中、枯年组;②与关系密切的长系列参证变量资料比较,从长短系列的统计参数是否相近上判断。

9. 缺乏实测资料时,怎样推求设计年径流量?

答: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x、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。

10. 水文比拟法的实质怎样?在推求设计年径流量时如何运用这一方法?

答:水文比拟法的实质是基于气候和自然地理条件类似的流域,其径流情况有共同性,因而可以考虑将年、月径流进行移用。

在推求设计年径流量时,将参证站的径流特征值经过适当的修正后移用于设计断面。

年径流的移置可采用下面公式:Q?K1K2Qc

式中Q、Qc——分别为设计流域和参证流域的多年平均流量,m3/s; K1、K2 ——分别为流域面积和年降水量的修正系数,K1=A/Ac,K2?P/Pc; A、Ac ——分别为设计流域和参证流域的流域面积,km2;

P、Pc——分别为设计流域和参证流域的多年平均降水量,mm;

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年径流的CV值可以直接采用,无需修正;并取用 CS=2~3 Cv。

如参证站已有年径流分析成果,可用下式将参证站的设计年径流直接移用于设计流域: QP = K1K2QPC

式中,下标P 代表频率,其它符号的意义同前。

11. 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?

答: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。

12. 时段枯水流量与时段径流量在选样方法上有何不同?

答:时段径流在时序上往往是固定的,而枯水流量则在一年中选其最小值,在时序上是变动的。

13. 枯水流量与年径流量在频率计算上有何异同?

答:枯水流量常采用不足概率q,即以小于和等于该径流的概率来表示;而年径流量是以保证概率p表示,即以大于和等于该径流的概率来表示。两者频率曲线的绘制基本相同,并都采用P-III型频率曲线适线。 14. 按工程性质不同,设计洪水可分为哪几种?

答:按工程性质不同,设计洪水分为水库设计洪水、下游防护对象的设计洪水、施工设计洪水、堤防设计洪水、排涝设计洪水等。 15. 推求设计洪水有哪几种途径?

答:根据资料的不同,推求设计洪水的途径有:由流量资料推求设计洪水;由暴雨资料推求设计洪水。对于小流域,还可用推理公式法、地区经验公式法等。 16. 在什么情况下可用流量资料推求设计洪水?

答:当有足够长的实测流量资料或插补延长后能够成为长系列流量资料,并有特大洪水调查资料,且流量系列具有一致性、可靠性时,可以用流量资料推求设计洪水。一般来说,我国南方河流需有连续20年以上,北方河流需有连续30年以上的流量资料,并加上特大洪水,这种资料才有一定的代表性,计算出的成果才比较可靠。 17. 什么叫特大洪水?特大洪水的重现期如何确定?

答:比一般洪水大得多的洪水称为特大洪水,一般QN/Qn?3时,QN可以考虑作为特大洪水处理。目前,特大洪水的重现期一般是根据历史洪水发生的年代来大致推估。①从发生年代至今为最大:N=设计年份-发生年份+ 1;②从调查考证的最远年份至今

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为最大:N=设计年份-调查考证期最远年份+1。 18. 如何进行特大洪水处理?

答:特大洪水是指稀遇的量级很大的实测洪水或历史调查洪水,其重现期需要通过历史洪水调查确定。特大洪水处理主要是特大洪水加入洪水统计系列后,使之成为不连续样本,在此情况下一般采用独立样本法或统一样本法计算洪水的经验频率,经验频率确定后,则可用包含特大洪水的矩法公式或三点法计算统计参数,用适线法推求理论频率曲线及设计洪水。 五、计算题

1. 某水文站多年平均流量Q=266m3/s,Cv=0.20, Cs=0.40,试结合下表在P-III型频率曲线上推求设计频率P=90%的年平均流量?

P-III型频率曲线模比系数Kp值表(Cs=2.0Cv)

P 20 Cv 0.20 0.25 0.30 1.16 1.20 1.24 0.99 0.98 0.97 0.86 0.82 0.78 0.75 0.70 0.64 0.70 0.63 0.56 0.89 0.52 0.44 50 75 90 95 99 解:由已知的Cv=0.20,Cs=2Cv=0.40,查表得KP=90%=0.75,则

QP= KPQ=0.75×266=199.5 m3/s

2. 某站1958~1976 年各月径流量列于下表,试结合下表求P=10%的设计丰水年、P=50%的设计平水年、P=90%的设计枯水年的设计年径流量?

某站年、月径流量表(m3/s)

月平均流量Q月(m3/s) 年份 3月 1958-1959 1959-1960 1960-1961 1961-1962 1962-1963 16.5 7.25 8.21 14.7 12.9 4月 22.0 8.69 19.5 17.7 15.7 5月 43.0 16.3 26.4 19.38 41.6 6月 17.0 26.1 24.6 30.4 50.7 7月 4.63 7.15 7.35 5.20 19.4 8月 2.46 7.50 9.62 4.87 10.4 9月 4.02 6.81 3.20 9.10 7.48 10月 4.84 1.86 2.07 3.46 2.97 11月 1.98 2.67 1.98 3.42 5.30 12月 2.47 2.73 1.90 2.92 2.67 1月 1.87 4.20 2.36 2.48 1.79 2月 21.6 2.03 13.2 1.62 1.80 (m3/s) 11.9 7.78 10.0 9.64 14.4 年平均流量46