工程水文學(xué)題庫 第7章習(xí)題_流域產(chǎn)匯流計(jì)算.doc

問答題1.在進(jìn)行流域產(chǎn)匯流分析計(jì)算時(shí)，為什么還要將總凈雨過程分為地面、地下凈雨過程?簡(jiǎn)述蓄滿產(chǎn)流模型法如何劃分地面、地下凈雨?2 .目前常用分割基流的方法有哪幾種，簡(jiǎn)述其優(yōu)缺點(diǎn)？答：有斜線分割法及水平分割法等。水平分割法簡(jiǎn)單認(rèn)為洪水期間地下徑流消退，與其補(bǔ)充是相等：斜線分割則認(rèn)為洪水期間地下徑流補(bǔ)充量大于地下徑流消退量，對(duì)于大多數(shù)流域來說，這種認(rèn)識(shí)較符合實(shí)際。3. 何為前期影響雨量？簡(jiǎn)述其計(jì)算方法與步驟？答：前期影響雨量Pa是反映本次降雨之前流域土壤干濕程度的一種指標(biāo)，因此對(duì)本次降雨的產(chǎn)流量將產(chǎn)生重要影響。 Pa一般按下式計(jì)算： 且 其計(jì)算步驟如下：確定流域蓄水容量Wm；由蒸發(fā)資料和Wm確定土壤含水量消退系數(shù)Kt；由降雨P(guān)、Wm和Kt按上式計(jì)算 。4. 簡(jiǎn)述流域土壤前期影響雨量折減系數(shù)的確定方法和步驟？答：根據(jù)實(shí)測(cè)雨量資料確定流域的蓄水容量Wm；根據(jù)蒸發(fā)資料計(jì)算流域多年平均的月平均日蒸散發(fā)能力Em；以折減系數(shù)公式K=1-Em/Wm計(jì)算各月的K；通過產(chǎn)流計(jì)算方案進(jìn)一步優(yōu)選。5. 土壤前期影響雨量Pa 的計(jì)算方法有哪幾種，其原理和步驟？答：用公式逐日計(jì)算，式中P a, t+1、Pa ,t分別第t+1天、第t天的前期影響雨量；Pt為第t天的降雨量； Wm為流域蓄水容量，K為折減系數(shù)。按公式：Pa，t+1=P a +Pt Rt - E t逐日計(jì)算，式中Rt為Pt產(chǎn)生的徑流量，Et為第t天的流域蒸散發(fā)量。6. 何謂超滲產(chǎn)流，何謂蓄滿產(chǎn)流，它們的主要區(qū)別是什么？答：不管當(dāng)?shù)氐耐寥篮渴欠襁_(dá)田間持水量，只要降雨強(qiáng)度超過下滲強(qiáng)度就產(chǎn)生地表徑流，稱此為超滲產(chǎn)流。蓄滿產(chǎn)流則是指一次降雨過程中，僅當(dāng)包氣帶的含水量達(dá)田間持水量后才產(chǎn)流，且以后的有效降雨全部變?yōu)閺搅??？梢娺@兩種產(chǎn)流模式的主要區(qū)別在于，蓄滿產(chǎn)流以包氣帶的含水量達(dá)到田間持水量（即蓄滿）作為產(chǎn)流的控制條件，而超滲產(chǎn)流則以降雨強(qiáng)度大過于當(dāng)?shù)氐南聺B能力作為產(chǎn)流的控制條件，而不管蓄滿與否。7. 超滲產(chǎn)流和蓄滿產(chǎn)流的地面徑流形成條件是否相同，為什么？答：超滲產(chǎn)流與蓄滿產(chǎn)流形成地面徑流的條件基本相同，它們都是由超滲雨形成的地面徑流，但蓄滿產(chǎn)流模型計(jì)算超滲雨的下滲能力總是穩(wěn)滲率fc，而用超滲產(chǎn)流模型計(jì)算地面徑流，其中的下滲能力則不一定為fc。8. 試述繪制降雨徑流相關(guān)圖（P Pa R）的方法步驟？答：選取在流域上分布較均勻的，具有一定代表性的多場(chǎng)暴雨洪水資料和蒸發(fā)資料；計(jì)算各場(chǎng)雨洪的流域平均雨量P和徑流深R；用若干場(chǎng)前期十分干旱的雨洪資料，分析計(jì)算流域的最大蓄水量Wm；計(jì)算各場(chǎng)暴雨的前期影響雨量Pa,t；以降雨量P為縱坐標(biāo),以徑流深R為橫坐標(biāo)，把各次降雨的P和R對(duì)應(yīng)點(diǎn)點(diǎn)在坐標(biāo)紙上，并在該點(diǎn)上注明本次降雨開始時(shí)的Pa,t值,繪出Pa的等值線便得到一組按順序排列的Pa等值線圖,經(jīng)檢驗(yàn)合理后，即為PaPR相關(guān)圖。9. 簡(jiǎn)述流域蓄水容量Wm 的確定方法？答：根據(jù)Wm的定義，當(dāng)W0=0時(shí)，一次降雨可能發(fā)生的最大損失即為所求的Wm，一般從長(zhǎng)期記錄的雨洪資料中選擇久旱無雨流域極為干燥時(shí)（W=0）又遇大雨，且雨后能使包氣帶蓄滿（0-Wm）的降雨徑流資料來推求,計(jì)算式為； Wm=P-R-E，式中P、R、E分別為流域降雨量，P產(chǎn)生的總徑流量和雨期蒸發(fā)量。此外也可以由雨洪資料通過優(yōu)選得到。10.當(dāng)一次降雨使流域蓄滿后，按蓄滿產(chǎn)流模型，寫出一次降雨的水量平衡方程，并標(biāo)明各項(xiàng)符號(hào)的物理意義？答：方程式為：R=P -（Wm-W0）式中R為流域總徑流（R=Rg+Rs）：P為流域平均降雨量： W0為降雨開始時(shí)流域土壤蓄水量：Wm為流域蓄水容量。11.簡(jiǎn)述蓄滿產(chǎn)流模型法由實(shí)測(cè)雨洪資料確定穩(wěn)滲率fc 的方法步驟？答：由實(shí)測(cè)資料求次降雨的總徑流深和地面、地下徑流深R、Rs、Rg；根據(jù)降雨徑流相關(guān)圖求總凈雨過程Rl，注意一定使總凈雨量與總徑流深相等；假定超滲時(shí)段m；結(jié)降雨過程（Pi-Ei），其中Pi、Ei分別為時(shí)段降雨量和蒸發(fā)量，然后按下式計(jì)算fc 檢驗(yàn)超滲雨時(shí)段與非超滲雨時(shí)段是否與假設(shè)相符，若相符，fc即為所求。12.用流域平均降雨過程及流量資料分析穩(wěn)滲率fc 時(shí)，常會(huì)遇到各場(chǎng)洪水計(jì)算的fc 變化較大，其原因何在？如何處理？答：這往往是由于流域降雨不均勻和各地降雨過程不一致所引起，此時(shí)，若能先假設(shè)fc分雨量站計(jì)算凈雨，然后再求流域平均凈雨,試算得fc，則可使各場(chǎng)洪水分析的fc比較穩(wěn)定，然后取其平均值作為流域的fc。13.初損后損法的基本假定是什么？答：可把一場(chǎng)降雨的損失過程概化成初損；后損兩個(gè)階段；產(chǎn)流前損失為I0（初損）;產(chǎn)流后,當(dāng)雨強(qiáng)if(平均下滲率),按f下滲,產(chǎn)生地面徑流；否則，降雨全為損失，不產(chǎn)生地面徑流。14.用初損后損法計(jì)算地面凈雨時(shí)，需首先確定初損I0 ，試問：影響I0 的主要因素有哪些？答：前期流域蓄水量W0（或前期影響雨量P a），W0大，流域濕潤(rùn)，初損I0小；I0大；降雨初期平均雨強(qiáng)i0、i0大，易超滲，i0小；反之，i0大；季節(jié)變化，月份不同，i0不同。15.按初損后損法，寫出流域一次降雨產(chǎn)流的水量平衡方程式，并標(biāo)明各項(xiàng)符號(hào)的物理意義？答：方程式為：R=P-I0-f*tcP式中R為流域平均地面凈雨量；P為流域平均降雨量；I。為初損f為平均后損率；tc為產(chǎn)流歷時(shí)；P為后期非超滲雨量。16.用初損后損法計(jì)算地面凈雨時(shí)，需確定平均后損率f ，試述影響f 的主要因素是什么？答;前期流域土壤蓄水量W0,Wo大,濕潤(rùn),f小,反之,亦反;超滲期雨量Pts, Pts大,地面積水多,f大,反之,亦反;超滲歷時(shí)ts，隨t增長(zhǎng)，f減小。17.常用的地下凈雨匯流計(jì)算方法有哪幾種？答：聯(lián)解地下水庫的水量平衡方程及蓄泄方程，由地下凈雨過程推求地下徑流過程。當(dāng)產(chǎn)流計(jì)算不能給出地下凈雨過程或地下徑流甚小時(shí)，常用簡(jiǎn)化的方法計(jì)算，即以洪水的起漲流量為起點(diǎn)，把地下徑流的漲水段概化一條上斜的直線或在洪水歷時(shí)內(nèi)概化為一條水平線。18.何謂等流時(shí)線，簡(jiǎn)述等流時(shí)線法匯流計(jì)算的方法步驟？答:等流時(shí)線是在流域上勾繪的至出口斷面匯流時(shí)間t相等的若干等值線,每條等值線上各點(diǎn)的水質(zhì)點(diǎn),將經(jīng)過相等時(shí)間t同時(shí)到達(dá)流域出口斷面。19.簡(jiǎn)述時(shí)段單位線的定義及基本假定？答:時(shí)段單位線的定義,“流域上單位時(shí)段內(nèi)均勻降單位凈雨在流域出口斷面所形成的地面徑流過程線”。 基本假定有二：倍比假定；同一流域上，如兩次凈雨歷時(shí)相等，且相應(yīng)流量成比例，其比值等于相應(yīng)的凈雨深之比。疊加假定：如凈雨歷時(shí)不是一個(gè)時(shí)段而是多個(gè)時(shí)段，則各時(shí)段凈雨在流域出口形成的徑流過程互不干擾，出口斷面的流量過程等于各時(shí)段凈雨所形成的流量過程相疊加。20.簡(jiǎn)述由實(shí)測(cè)雨洪資料分析時(shí)段單位線的基本步驟？答：選擇記錄完整的、可靠的場(chǎng)次雨洪資料，作為分析對(duì)象；將洪水過程線分割基流求出地面流量過程Qs（t）；并由產(chǎn)流方案求出相應(yīng)暴雨的凈雨過程Rs(t)；根據(jù)單位線定義和倍比、疊加假定,由Rs(t) 和Qs（t）推求單位線q(t)；對(duì)求得的單位線q(t)進(jìn)行合理檢驗(yàn)和修正,得最終分析的單位線。21.為什么對(duì)一個(gè)流域各次暴雨洪水分析得到的單位線并不完全相同？答:由于單位線的兩項(xiàng)假設(shè)和定義并不完全符合實(shí)際,只是近似的;所以在某一特定的流域上,由不同暴雨強(qiáng)度和暴雨中心位置形成的洪水過程分析得到的單位線形狀也就不同。若時(shí)段平均降雨強(qiáng)度大,匯流速度快,單位線峰值就較高,峰現(xiàn)時(shí)間也較早。又如暴雨中心在下游,分析的單位線峰值就較高,峰現(xiàn)時(shí)間也較早。22.對(duì)于一個(gè)流域，影響時(shí)段單位線不同的主要因素是什么？答:雨強(qiáng);計(jì)算時(shí)段t;暴雨中心位置。23.等流時(shí)線法和單位線法進(jìn)行匯流計(jì)算，兩者有何區(qū)別？答:用等流時(shí)線的概念進(jìn)行匯流計(jì)算,忽略了流域的坡地匯流和河槽匯流的調(diào)蓄作用,把流域概化成一個(gè)理想平面。假定凈雨在平面上做勻速運(yùn)動(dòng),進(jìn)而用等流時(shí)線把流域劃分成若干個(gè)等流時(shí)塊,每個(gè)等流時(shí)塊上的凈雨量產(chǎn)生的水量匯達(dá)出口斷面,形成相應(yīng)的洪水過程。而單位線法進(jìn)行匯流計(jì)算,則是以流域出口斷面的實(shí)測(cè)洪水過程和相應(yīng)的流域降水過程資料分析單位線,然后用以推求洪水,因此在該方法中,已自然反映了流域的坡面和河槽的匯流和調(diào)蓄作用。所以,只要選取的暴雨洪水資料可靠,在推求單位線時(shí)考慮影響單位線形狀的主要因素,在匯流計(jì)算時(shí),根據(jù)情況予以選用,成果的精度往往令人滿意。24.與等流時(shí)線法相比，用時(shí)段單位線法進(jìn)行匯流計(jì)算有何優(yōu)缺點(diǎn)？答：優(yōu)點(diǎn)：?jiǎn)挝痪€本身已經(jīng)考慮了匯流速度及其變化以及河網(wǎng)調(diào)蓄等的綜合影響,使用方便,匯流計(jì)算一般能取得較好的精度。缺點(diǎn)：?jiǎn)挝痪€假定與實(shí)際不完全符合,降雨時(shí)、空分布不均勻?qū)ζ溆绊戄^大實(shí)用中應(yīng)認(rèn)真處理。25.簡(jiǎn)述納希瞬時(shí)單位線的定義及其基本假定？答：流域上瞬時(shí)（時(shí)段0t-0)單位入流在出口形成的地面徑流過程線稱瞬時(shí)單位線。其基本假定除與時(shí)段單位線的倍比假定,疊加假定相同外，還假定將流域?qū)粲赀^程的調(diào)節(jié)作用,簡(jiǎn)化為串聯(lián)的許多相同的線性水庫對(duì)入流的調(diào)節(jié)作用，若用n代表水庫個(gè)數(shù)，k代表水庫的蓄泄系數(shù)，則得到納希瞬時(shí)單位線方程為：28.簡(jiǎn)述納希瞬時(shí)單位線中的參數(shù)k, n對(duì)瞬時(shí)單位線形狀的影響？答：當(dāng)n、k減少時(shí)，u(0,t)的洪峰增高，峰現(xiàn)時(shí)間提前，反之，亦反。29.簡(jiǎn)述納希瞬時(shí)單位線與時(shí)段單位線的主要異同點(diǎn)是什么？答：時(shí)段單位線是指在單位時(shí)段內(nèi)流域上均勻降單位凈雨在流域出口斷面形成的地面徑流過程線，而瞬時(shí)單位線則是指瞬間流域上均勻降單位凈雨在流域出口形成的徑流過程線。兩者的基本假定相同，其差別在于前者是單位時(shí)段，并由經(jīng)驗(yàn)曲線表示，后者是瞬時(shí)或無窮時(shí)段，其單位線用數(shù)學(xué)式表示，而數(shù)學(xué)表達(dá)式是通過將流