工程水文学习题册全解.doc

工程水文学习题 康 艳 巨娟丽 编专业班级： 学 号： 姓 名： 西北农林科技大学2011年9月前 言为了学生能全面、系统和有重点地掌握工程水文学的基本概念、原理和计算方法，提高学生分析解决问题的能力，编者编写了本习题集。本习题集中的习题主要来源于武汉大学水电学院编写的工程水文学题库及题解一书，同时还采用了河海大学水文水资源及环境工程学院的部分习题，本书第三章的习题引用了陕西省宝鸡水文局千阳水文站和益门镇水文站的实测资料，在此，一并向他们表示衷心地感谢！ 本课程作业的具体要求如下：习题作业前，应阅读习题中涉及的有关基本理论和方法；严肃、认真、仔细、按时完成作业，达到“分析正确，计算无误、图幅美观，字迹端正”，作业中的曲线图严格按照工程制图要求进行绘制，文字说明和计算数据书写应工整；鼓励学生使用计算机，应用Excel进行数据处理；要求统一用A4白纸书写作业；作业经教师批改，认真改正错误之处；作业要妥为保存，待课程学习结束后，作业装订成册，以留毕业参加实际工作参考使用；切忌随手乱涂乱划，以作为期末考查的依据。 编 者 2011年9月目 录第一章 绪 论1第二章 流域径流形成过程2第三章 水文信息采集与处理7第四章 流域产流与汇流计算12第五章 水文预报22第六章 水文统计25第七章 设计年径流分析31第八章 由流量资料推求设计洪水37第九章 由暴雨资料推求设计洪水43第一章 绪 论学习本章的意义：学习本章的目的，主要了解什么是工程水文学?它主要包括哪些内容?在国民经济建设，尤其在水利水电建设中有哪些重要作用?希望能结合某一工程实例进行学习。本章内容主要有：水文学与工程水文学，水资源，水文变化基本规律与计算方法。 本章内容：水文学与工程水文学的基本概念、主要内容及作用，水文变化基本规律及基本研究方法。 一、填空题1.水文学是研究自然界各种水体的 的变化规律，预测、预报 的变化情势的一门水利学科。2.工程水文学的内容，根据在工程规划设计、施工、管理中的作用，基本可分为两个方法： 和 。 3.水文现象变化的基本规律可分： 、 和 。 4.根据水文现象变化的基本规律，水文计算的基本方法可分为 、 和 。二、选择题1水文现象的发生 。 a、完全是偶然性的 b、完全是必然性的 c、完全是随机性的 d、既有必然性也有随机性2水文分析与计算，是预计水文变量在 的概率分布情况。 a、任一时期内 b、预见期内 c、未来很长很长的时期内 d、某一时刻3水文预报，是预计某一水文变量在 的大小和时程变化。 a、任一时期内 b、预见期内 c、以前很长的时期内 d、某一时刻4水资源是一种 。 a、取之不尽、用之不竭的资源 b、再生资源 c、非再生资源 d、无限的资源5水文现象的发生、发展，都具有偶然性，因此，它的发生和变化 。 a、杂乱无章 b、具有统计规律 c、具有完全的确定性规律 d、没有任何规律6水文现象的发生、发展，都是有成因的，因此，其变化 。 a、具有完全的确定性规律 b、具有完全的统计规律c、具有成因规律 d、没有任何规律三、简答题1.工程水文学与水文学有何联系？主要包括哪两方面的内容？2.工程水文学在水利水电工程建设的各个阶段有何作用？第二章 流域径流形成过程学习本章的意义：本章主要学习工程水文学的基本概念，如流域、河流、降雨、蒸发、下渗、径流；再是最基本的水文学原理，如水文循环、区域与流域水量平衡、流域径流的形成过程；三是掌握水文要素的定量计算方法，如流域面积、河流长度、河流坡降、蒸发量、径流量、径流深等，为后面学习水文分析计算及水文预报打下坚实基础。学好本章内容，对今后的学习具有非常重要的指导意义。 本章的内容：自然界水文循环及水资源；河流与流域及其对水文变化的影响；降水成因、分类与计算；蒸发分类与计算；下渗过程与计算；径流及其形成的基本概念与定量描述方法；流域水量平衡原理与计算。一、填空题1.地球上的水以 态、 态、 态三种形式存在于自然界的 、 和 中。 2.按水文循环的规模和过程不同，水文循环可分为 循环和 循环。3.水文循环的外因是 ，内因 。 4.水文循环的重要环节有 、 、 和 。 5.水文循环过程中，对于某一区域、某一时段的水量平衡方程可表述为 。 6.一条河流，沿水流方向，自上而下可分为 、 、 、 、 五段。 7.河流某一断面的集水区域称为 。 8.地面分水线与地下分水线在垂直方向彼此相重合，且在流域出口河床下切较深的流域，称 流域；否则，称 流域。9.自河源沿主流至河流某一断面的距离称该断面以上的 。10.河长的落差称为 。 11.流域平均单位面积内的河流总长度称为 。 12.在闭合流域中，流域蓄水变量的多年平均值近似为 。 13.按暖湿空气抬升而形成动力冷却的原因，降雨可分为 雨、 雨、 雨和 雨。 14.计算流域平均雨深的方法通常有 、 和 。15.观测水面蒸发，我国水文和气象部门一般采用的水面蒸发器类： 、 、 和 。16.流域的总蒸发包括： 蒸发、 蒸发和 蒸散发。 17.包气带土壤中所能保持的水分最大量称为 。 18.在充分供水条件下，干燥土壤的下渗率f随时间t呈 变化，称为 曲线。 19.降雨初期的损失包括 、 、 、和 等。20.河川径流的形成过程可分为 过程和 过程。21.河川径流的成分包括 、 和 。22.某一时段的降雨量P与形成的径流深R，则R与P之比值称为 。二、选择题 l使水资源具有再生性的是因为自然界的 。 a、径流 b 水文循环 c、蒸发 d、降水 2自然界中，海陆间的水文循环称为 。 a、内陆水循环 b、小循环 c 大循环 d、海洋水循环3山区河流的水面比降一般比平原河流的水面比降 。 a、相当 b、小 c、平缓 d、大4甲乙两流域，除甲的流域坡度大于乙的外，其它的流域下垫面因素和气象因素都一样，则甲流域出口断面的洪峰流量比乙流域的 。 a、洪峰流量大、峰现时间晚 b、洪峰流量小、峰现时间早 c、洪峰流量大、蜂现时间早 d、洪峰流量小、峰现时间晚5甲流域为羽状水系，乙流域为扇状水系，其它流域下垫面因素和气象因素均相同，对相同的短历时暴雨所形成的流量过程，甲流域的洪峰流量比乙流域的 。 a、洪峰流量小、峰现时间早 b、洪峰流量小、峰现时间晚 c、洪峰流量大、蜂现时间晚 d、洪蜂流量大、峰现时间早6某流域有两次暴雨，除暴雨中心前者在上游，后者在下游外，其它情况都一样，则前者在流域出口断面形成的洪峰流量比后者的 。 a、洪峰流量大、峰现时间晚 b、洪蜂流量小、峰现时间早 c、洪峰流量大、蜂现时间早 d、洪蜂流量小、峰现时间晚7甲、乙两流域除流域植被率甲大于乙外，其它流域下垫面因素和气象因素均相同，对相同降雨所形成的流量过程，甲流域的洪峰流量比乙流域的 。 a、峰现时间晚、洪峰流量大 b、峰现时间早、洪峰流量大 c、峰现时间晚、洪峰流量小 d、峰现时间早、洪峰流量小8甲乙两流域除河网密度甲大于乙的外，其它流域下垫面因素和气象因素均相同，对相同降雨所形成的流量过程，甲流域的洪峰流量比乙流域的 。 a、峰现时间晚、洪峰流量小 b、峰现时间早、洪峰流量小 c、峰现时间晚、洪峰流量大 d、峰现时间早、洪峰流量大9某流域两次暴雨，除降雨强度前者小于后者外，其它情况均相同，则前者形成的洪峰流量比后者的 。 a、峰现时间早、洪峰流量大 b、峰现时间早、洪峰流量小 c、峰现时间晚、洪峰流量小 d、峰现时间晚、洪峰流量大10对于较干燥的土壤，在充分供水条件下，下渗的物理过程可分为三个阶段，它们依次为 。 a、渗透阶段渗润阶段渗漏阶段 b、渗漏阶段渗润阶段渗透阶段 c、渗润阶段渗漏阶段渗透阶段 d 渗润阶段渗透阶段渗漏阶段 11土壤稳定下渗阶段，降水补给地下径流的水分主要是 。 a、毛管水 b 重力水 c、薄膜水 d、吸着水 12下渗容量(能力)曲线，是指 。 a、降雨期间的土壤下渗过程线 b、干燥的土壤在充分供水条件下的下渗过程线c、充分湿润后的土壤在降雨期间的下渗过程线 d、土壤的下渗累积过程线 13决定土壤稳定入渗率f大小的主要因素是 。 a、降雨强度 b、降雨初期的土壤含水量 c、降雨历时 d 土壤特性 14降雨期间，包气带土壤蓄水量达到田间持水量之后，其下渗能力为 。 a、降雨强度 b、后损期的平均下渗率 c 稳定下渗率 d、初损期的下渗率15形成地面径流的必要条件是 。 a、雨强等于下渗能力 b、雨强大于下渗能力 c、雨强小于下渗能力 d、雨强小于、等于下渗能力16流域汇流过程主要包括 。 a、坡面漫流和坡地汇流 b、河网汇流和河槽集流 c 坡地汇流和河网汇流 d、坡面漫流和坡面汇流17一次流域降雨的净雨深形成的洪水，在数量上应该 。 a 等于该次洪水的径流深 b、大于该次洪水的径流深 c、小于该次洪水的径流深 d、大于、等于该次洪水的径流深18河网汇流速度与坡面汇流速度相比，一般 。 a、前者较小 b 前者较大 c、二者相等 d、无法肯定19某流域的一场洪水中，地面径流的消退速度与地下径流的相比，其情况是 。 a、前者小于后者 b、前者大于后者 c、前者小于等于后者 d、二者相等20某闭合流域多年平均降水量为950mm，多年平均径流深为450mm，则多年平均年蒸发量为 。 a、450mm b 500mm c、950mm d、1400mm21某流域面积为500km2，多年平均流量为7.5m3/s，换算成多年平均径流深为 。 a、887.7mm b、500mm c、473mm d、8052mm22某流域面积为1000km2，多年平均降水量为1050mm，多年平均流量为15m3/s，该流域多年平均的径流系数为 。 a、 0.55 b 0.45 c、 0.65 d、 0.6823已知某流域，一次历时3h的降雨，降雨强度均大于上层土壤人渗能力4.0mm/h，下层土壤入渗能力为2.5mm/h，不考虑其它损失，则此次降雨所产生的壤中流(表层流)净雨为 。 a、2.0mm b、6.0mm c、4.5mm d、7.5mm24某闭合流域的面积为1000km 2，多年平均降水量为1050mm，多年平均蒸发量为576mm，则多年平均流量为 。 a、150m3/s b l 5 m3/s c、74 m3/s d、18m m3/s25某流域多年平均降水量为800mm，多年平均径流深为400mm，则该流域多年平均径流系数为 。 a、0.47 b、0.50 c、0.65 d、0.3526水量平衡方程式P-R-EW(其中P、R、E、W分别为某一时段的流域降水量、径流量、蒸发量和蓄水变量)，适用于 。 a、非闭合流域任意时段情况 b、非闭合流域多年平均情况 c、闭合流域多年平均情况 d、闭合流域任意时段情况 27流域中的湖泊围垦后，流域的多年平均年径流量一般比围垦前 。 a、增大 b、减少 c、不变 d、不肯定 28流域中大量毁林开荒后，流域的洪水流量一般比毁林开荒前 。 a、增大 b、减少 c、不变 d、减少或不变 29流域退田还湖，将使流域蒸发 。 a 增加 b、减少 c、不变 d、难以肯定 30、下渗率总是 。 a、等于下渗能力 b、大于下渗能力 c、小于下渗能力 d、小于、等于下渗能力 31田间持水量可以转化为 。 a、地下径流 b、地面径流 c、地面和地下径流 d、蒸、散发水量 32某流域(为闭合流域)上有一场暴雨洪水，其净雨量将 。 a、等于其相应的降雨量 b、大于其相应的径流量 c、等于其相应的径流量 d、小于其相应的径流量三、简答题1. 如何确定河流某一指定断面控制的流域面积？2. 蒸发折算系数K值的大小随哪些因素而异？3. 对于闭合流域来说，为什么径流系数必然小于1？4. 河川径流是由流域降水形成的，为什么久晴不雨河水仍然川流不息？5. 同样暴雨情况下，为什么流域城市化后的洪水比天然流域的显著增大？四、计算题1.已知某河从河源至河口总长L为5500m，其纵断面如图2-2，A、B、C、D、E各点地面高程分别为48、24、17、15、14m，各河段长度分别为2000、1400、1300、800m，试推求该河流的平均纵比降。图2-2 某河流纵断面图2.根据某流域附近的水面蒸发实验站资料，已分析得E601型蒸发器112月的折算系数K依次为0.98，0.96，0.89，0.88，0.89，0.93，0.95，0.97，1.03，1.03，1.06，1.02。本流域应用E601型蒸发器测得8月30、31和9月13日的水面蒸发量依次为5.2mm，6.0mm，6.2mm，5.8mm，5.6mm，试计算该流域某水库这些天的逐日水面蒸发量。3.某平原流域，流域面积F=360km2，其中水面面积占21%，从有关水文手册中查得该流域的多年流域平均降水量=1115.0mm，多年平均陆面蒸发量陆=750.0mm，多年平均水面蒸发量水=1040.0mm，试求该流域的多年平均径流深为多少？4. 闭合流域，流域面积，多年平均降水量，多年平均流量为20m3/s，其多年平均蒸发量是多少？今拟在该流域修建一水库，库面面积为，当地蒸发器测得多年平均水面蒸发值为2000mm，蒸发器折算系数为0.8。若修建水库后流域的气候条件保持不变，试问建库后多年平均流量（m3/s）？5. 某水文站控制流域面积F=8200km2，测得多年平均流量，多年平均降雨量，问该站多年平均径流量、多年平均径流深、多年平均径流系数、多年平均径流模数各为多少？第三章 水文信息采集与处理学习本章的意义：本章主要学习水文信息的采集与处理技术，包括水文测站的设立和水文站网的布设；水位、流量、泥沙、水质等各种水文信息要素的观测；水文的调查方法；以及水文数据的处理方法和技术。本章研究的水文信息采集与处理是工程水文学中最基本的概念和方法之一，是以后学习水文统计、流域产汇流计算、水文预报等内容的基础。 本章内容：水文测站的设立、水文站网的布设、水位的测验方法、日平均水位的计算、流速的测验方法、断面面积的测量和计算、断面流量和流速的计算、流量资料的整理、泥沙的测验方法、悬移质含沙量和输沙率的计算、水质监测的方法、水文调查的方法、水文资料的收集等。 一、填空题 1水文测站是指 。2根据水文测站的性质，测站可分为 和 两大类。 3水文测站的建站包括 和 两项工作。4目前按信息采集工作方式的不同，采集水文信息的基本途径可分为 、 、和 。5水位是指 。 6我国现在统一规定的水准基面为 。7水位观测的常用设备有 和 两类。 8水位的观测包括 和 的水位。 9我国计算日平均水位的日分界是从 时至 时。10由各次观测或从自记水位资料上摘录的瞬时水位值计算日平均水位的方法有 和 两种。11单位时间内通过河流某一断面的水量称为 。时段t内通过河流某一断面的总水量称为 ，将径流量平铺在整个流域面积上所得的水层深度称为 。 12流量测量工作实质上是由 和 两部分工作组成。 13断面测量包括测量 、 和 。 14水道断面面积包括 和 。 15测量水深常用的方法有 、 、 和 。 16起点距是指 。 17河流中的泥沙，按其运动形式可分为 、 和 三类。18水位流量关系可分为 和 两类，同一水位只有一个相应流量，其关系呈单一的曲线。这时的水位流量关系称为 。同一水位不同时期断面通过的流量不是一个定值，点绘出的水位流量关系曲线，其点据分布比较散乱，这时的水位流量关系称为 。19一般说来，天然河道的水位流量关系是不稳定的，其影响的主要因素有： 、 、 、 、 等。20为推求全年完整流量过程，必须对水位流量关系曲线高水或低水作适当延长，一般要求高水外延幅度不超过当年实测水位变幅的 ，低水外延不超过 。二、选择题1.对于测验河段的选择，主要考虑的原则是 A.在满足设站目的要求的前提下，测站的水位与流量之间呈单一关系 B.在满足设站目的要求的前提下，尽量选择在距离城市近的地方 C.在满足设站目的要求的前提下，应更能提高测量精度 D.在满足设站目的要求的前提下，任何河段都行 2.基线的长度一般 A. 愈长愈好 B.愈短愈好C.长短对测量没有影响 D.视河宽B而定，一般应为0.6B 3.水位观测的精度一般准确到 A.1m B.0.1m C.0.01m D.0.001m 4.当一日内水位变化较大时，由水位查水位流量关系曲线以推求日平均流量，其水位是用 。A.算术平均法计算的日平均水位 B.12时的水位 C.面积包围法计算的日平均水位 D.日最高水位与最低水位的平均值 5.我国计算日平均水位的日分界是从 时至 时。 A.024 B.0808 C.1212 D.2020 6.我国计算日降水量的日分界是从 时至 时。 A.024 B.0808 C.1212 D.2020 7.用流速仪施测点流速时，每次要求施测的时间 A.越短越好 B.越长越好 C.大约100s D.不受限制 8.一条垂线上测三点流速计算垂线平均流速时，应从河底开始分别施测 处的流速。 A.0.2h、0.6h、0.8h B. 0.2h、0.4h、0.8h C. 0.4h、0.6h、0.8h D. 0.2h、0.4h、0.6h 9.用流速仪施测某点的流速，实际上是测出流速仪在该点的 。 A.转速 B.水力螺距 C.摩阻常数 D.测速历时 10.我国计算日平均流量的日分界是从 时至 时。 A.024 B.0808 C.1212 D.2020 11.我国计算日蒸散发量的日分界是从 时至 时。 A.024 B.0808 C.1212 D.2020 12.用浮标法测流，断面流量等于断面虚流量再乘以 。 A.风速 B.水位 C.浮标系数 D.糙率 13.常用来表示输沙特征的指标有 。 A. 输沙率、流量 B. 含沙量、输沙率 C. 含沙量、流量 D. 输沙率、输沙量 14.历史洪水的洪峰流量是由 得到的。 A. 在调查断面进行测量 B.由调查的历史洪水的洪峰水位查水位流量关系曲线 C.查当地洪峰流量的频率曲线 D.向群众调查 15.某水文站的水位流量关系曲线，当受洪水涨落影响时，则 A.水位流量关系曲线上抬 B.水位流量关系曲线下降 C.水位流量关系曲线呈顺时绳套状 D.水位流量关系曲线呈逆时绳套状 16.当受回水顶托影响时，水位流量关系点据，是在稳定的水位流量关系曲线 A.以下 B.以上 C.上下摆动 D.不变 17.某站水位流量关系为单一线，当断面淤积时，则 A.水位流量关系曲线上抬 B.水位流量关系曲线下降 C.水位流量关系曲线呈绳套状 D.水位流量关系无变化 18.某河流断面，在同一水位情况下，一次洪水中涨洪段相应的流量比落洪段的流量 A.小 B.相等 C.大 D.不能肯定 19.水位流量关系曲线低水延长方法中的断流水位为 A.水位为零 B.河床最低点 C.流量等于零的水位 D.断面中死水区的水位 三、简答题1什么是流量？流量测验的方法有哪些？ 2河道断面的测量是如何进行的？ 3流速仪测流速的原理是什么? 4采用积点法测流速是如何进行的？ 5水位流量关系不稳定的原因何在？ 四、计算题1.某水文站每日4段制观测水位的记录如表1示，水尺零点高程为：P6=37.955m，P7=37.200m，P8=36.289m，请计算瞬时水位值，并试用面积包围法推求8月24日的日平均水位。表3-1 某测站水位观测记录表月.日8.238.248.25时2028142028水尺编号P6P6P7P7P8P7P7水尺读数（m）0.500.490.780.850.520.490.52水位(m)2按照图3-1资料计算断面流量和断面平均流速。图3-1 某河某站横断面及测流资料 图3-2 某河某站横断面3在表3-2中计算千阳站的断面流量。4某河断面如图3-2所示，根据测验及计算得垂线平均含沙量为，部分面积流量为，。试计算该断面得输沙率、平均含沙量和流量。5.根据表3-3中的数据，绘制稳定的水位流量关系曲线。表3-3 清姜河益门镇水文站2006年实测流量成果表序 号水 位（m）流 量（m3/s）面 积（m2）流速（m/s）序 号水 位（m）流 量（m3/s）面 积（m2）流 速（m/s）1636.830.2212.380.09317636.951.184.280.282636.840.2812.490.1118637.032.065.580.373636.840.2812.440.1219637.20 5.618.640.654636.850.3372.660.1320636.89 0.6323.240.20 5636.830.2292.430.09421637.02 1.825.410.346636.830.2232.360.09422636.88 0.5653.18 0.187636.860.4242.920.1523636.87 0.5222.990.178636.850.3562.610.1424636.91 0.8703.640.239636.890.6473.660.1825637.12 3.857.260.5310636.880.600 3.580.1726637.41 11.813.0 0.9111636.971.365.150.2627637.71 21.220.51.0312637.318.8210.30.8628637.38 10.512.30.8513637.185.178.50 0.6129637.20 5.598.830.6314636.911.113.820.2930637.51 15.115.11.00 15636.90 0.740 3.360.2231637.26 7.399.640.7716636.910.7963.560.22表3-2 千阳（三）站测、测速记载及流量计算表(畅流期流速仪法)施测时间：1979年 6月22日18时00分至22日18时30分(平均：22日18时15分) 天气：雨 风向风力0流速仪牌号及公式： V=0.678N/T+0.005 检定后使用次数：31 牌号垂线号数起点距m基本水尺水位m测得水深m河底高程m仪器位置测速记录流速(m/s)测深垂线间水道断面面积部分流量m3/s测深测速相对测点深(m)RT一组信号转数 总转数N测点系数垂线平均部分平均平均水深m间距m测深垂线间m2部分面积间m200708.12111.50.17707.950.541085200.94222.50.23707.890.66141333.50.30707.820.66135445.00.38707.740.66113556.00.36707.760.64104667.00.38707.740.64100778.50.25707.870.6412610.00708.12断面流量米3/秒水 面 宽米bVm水尺记录水尺名称编号水尺读数(米)零点高程m水位m水道断面面积米2平均水深米bVmG基 本P5始：0.73 终：0.73 平均： 707.39死水面积米2最大水深米相应水位米测 流平均流速米/秒水面比降10-4测深方法比降上最大测点流速米/秒糙 率垂线数/测点数比降下 备注： 基下45米 岸边系数第四章 流域产流与汇流计算学习本章的意义：本章从定量上研究降雨形成径流的原理和计算方法，包括流域的产流计算和汇流计算。产流计算主要研究流域上降雨扣除植物截留、补充土壤缺水量、填洼、蒸发等损失，转化为净雨过程的计算方法。汇流计算主要研究净雨沿地表和地下汇入河网，并经河网汇集形成流域出口断面径流过程的计算方法。本章研究的流域产汇流计算是工程水文学中最基本的概念和方法之一，是以后学习由暴雨资料推求设计洪水，降雨径流预报等内容的基础。 本章内容：流域产汇流计算基本资料的整理与分析；前期流域蓄水量及前期影响雨量的计算；降雨径流相关图法推求净雨； 初损后损法计算地面净雨过程；流域汇流分析；单位线法推求流域出口洪水过程；瞬时单位线法推求流域出口洪水过程。一、填空题1流域产汇流计算所需要的基本资料一般包括 、 、 三大套资料。 2图4l是一次实测洪水过程，ac为分割线，ad为水平线，请指出下列各面积的含义：abca代表 ，acdefa代表 ，abcdefa代表 。图4-1 一次实测洪水过程3常用的地面地下径流分割方法有 和 。 4蓄满产流是以 为产流的控制条件。 5按蓄满产流模式，当降雨使土壤未达到田间持水量时，降雨全部用以补充 ；当流域蓄满时，以后的降雨减去