河海大学水文学原理考研真题
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1、答案:流域调蓄作用:在dt时段内进入流域的水量是净雨i(t)dt,而流出流域的水量的Q(t)dt,涨洪时由于i(t)dt>Q(t)dt,时段内的流域蓄水量必将增加,反之落洪时<Q(t)dt,时段内的流域蓄水量必将减少,这种在洪水形成过程中所呈现出的流域蓄水量增加和减少的现象称为流域调蓄作用。
原因:①降水并不是从一个地点注入流域的,在同一场降雨中,降雨注入点离出口有远近之分;②由于流域各处水力条件(如糙率、坡度)不同,流域各处水滴的速度在流域上的分布是不均匀的2、答案:毛管悬着水达到最大时的土壤含水量;它反映了在不受地下水影响条件下土壤在田间或自然状态下所能达到的最大含水量。
其蒸发因供水充分而持续稳定,达到蒸发能力;其下渗因只受重力影响而趋于稳定,达到稳定下渗率;其产流为蓄满产流模式,包气带饱和,降雨都会用于产流。
3、答案:土壤水相对于标准参照下的水所具有的特定势能。
纯水中土水势包括重力势和静水压力势。
饱和土壤的土水势由静水压力势和重力势构成:φ=φp+φg非饱和土壤的土水势由基质势和重力势构成:φ=φm+φg4、答案:分子力、毛管力和重力的作用。
渗润阶段:土壤含水量较少,分子力、毛管力和重力的作用,土壤吸收水分的能力特别强,下渗容量很大。
由于分子力和毛管力随土壤含水量增加快速减小,下渗容量递减迅速。
渗漏阶段:土壤颗粒表面形成水膜,分子力趋于0,这时水主要受毛管力和重力的作用,下渗容量比深润阶段明显减小,而且由于毛管力随土壤含水量增加趋于减小阶段,下渗容量递减速度趋于缓慢渗透阶段:土壤含水量达到田间持水量,分子力、毛管力不起作用控制下渗仅为重力,与分子力、毛管力相比,重力只是一个小而稳定的力,此时下渗容量达到一个小而稳定极小值,即稳定下渗率。
5、答案:①降雨空间分布不均,由于太阳能在地球上分布不均,而且时间也有变化,导致降雨时空分布不均,其地理位置、气旋、台风路径也有影响;②下垫面条件分布不均,如土壤性质、植被、初始土壤含水量不同;③各处产流类型的差异,有的地方满足产流条件先产流,有的地方后产流,有的地方甚至不产流。
1、答案提示:毛管悬着水、饱和,土壤含水量;达到蒸发能力,稳定下渗率,蓄满产流。
相关知识点:六个基本土壤水分常数(P64),水文循环的四个环节的特点。
2、答案提示:质量守恒定律闭合流域:p 0=E 0+R 0全 球:p 0=E 0海 洋:E 0=p 0+R3、答案:裸土蒸发三个阶段: 当θ≥θf 时,因供水充分而持续稳定;当 θm <θ<θ f 时,毛管的连续状态遭到破坏,土壤蒸发随着土壤含水量供应的减小而减小;当 θ <θm 时,毛管输水机制完全破坏,以汽态水或膜状水输送水分,4、答案提示:土壤水相对于标准参照下的水所具有的特定势能。
饱和土壤的土水势由静水压力势和重力势构成非饱和土壤的土水势由基质势和重力势构成5、答案:壤中水径流:存在相对不透水层,上层土壤质地比下层粗,至少上层土壤达到田间持水量。
地表径流:存在相对不透水层,上层土壤透水性比下层强,至少上层土壤达到饱和含水量。
6、7、答案:①降雨空间分布不均,由于太阳能在地球上分布不均,而且时间也有变化,导致降雨时空分布不均,其地理位置、气旋、台风路径也有影响;②下垫面条件分布不均,如土壤性质、植被、初始土壤含水量不同;③各处产流类型的差异,有的地方满足产流条件先产流,有的地方后产流,有的地方甚至不产流。
这样,降雨过程中产流面积会随时间变化。
8、答案:由流域上分布均匀,历时趋于零,强度趋于无穷大,但净雨量等于1个单位净雨在出口断面所形成的流量过程线称为流域瞬时单位线。
Q(t)=()()⎰tdt t -t u I τ s E9、答案:特征河长:河段中,由水位变化引起的流量变化量与由附加比降变化引起的流量变化量相抵消,具有河段槽蓄量与下断面流量呈单一关系的河段长。
①L < l 时;涨洪时,水位变化引起的流量减少量小于附加比降变化引起的流量增加量 ②L = l 时;涨洪时,水位变化引起的流量减少量等于附加比降变化引起的流量增加量; ③L > l 时;涨洪时,水位变化引起的流量减少量大于附加比降变化引起的流量增加量10、答案:同一时间间隔内液体流入质量与流出质量之差等于蓄水变化量。
2010年模拟题一、 问答题(1) 建立水量平衡方程式的物理依据是什么?试导出无旁侧入流情况下,洪水通过河段时河段水量平衡方程式的微分形式。
(2) 什么叫田间持水量?已知某土壤的干容重和用体积含水率表示的田间持水量分别为θρf b 和,试给出用重量含水率表示的该土壤的田间持水量ωf 。
(3)什么叫蒸发率?试述控制蒸发的条件。
(4)试列举出两个确定水面蒸发的理论途径,并讨论各自的使用条件。
(5)什么叫下渗容量(能力)?试述控制下渗容量(能力)的条件。
(6)超渗地面径流和饱和地面径流的形成条件? (7)什么叫波速?试证明它与平均流速之间的关系。
(8) 什么叫特征河长?若河长的河底比降为i 0,河道横断面为矩形,水面宽为b ,稳定流水深y 0与Q 0的关系为Q 0=my 0n ,试确定该河段的特征河长。
(m 和n为常数)(9) 试写出蓄满产流模式的包气带水量平衡方程式。
由蓄满产流模式求得的产流量,其径流成分的组成可能有几种?(10) 什么叫流域蓄水容量曲线?它有哪些性质?用它计算流域产流量的试用条件是什么?(11) 什么叫流域调蓄作用?其微观机理是什么?(12)什么叫流域瞬时单位线?若组成流域的坡面和河网瞬时单位线分别为u L (t )和u R (t ),试根据给出流域瞬时单位线u w (t )的表达式。
二、计算题(1)包气带由均质土壤组成,地下水埋深为100cm ,且稳定不变。
当土壤水力传导度为K (θ)=120cm/d 时,包气带以0.74cm/d 的速率稳定蒸发,试求此时在地下水面以上5cm 处的基模势。
(2)已知流域上某场降雨形成的地面产流量你r s 的1h 时程分配如表1所示。
该流域地面径流汇流的1h10mm 时段单位线q (1,t )如表2所示。
试推求由这场降雨的地面产流量形成的流域出口断面流量过程线。
表1。
1、答案:入流量-出流量=蓄水变化量入流量=(Q-əQ/əx △x)dt出流量=(Q+ əQ/əx △x)dt蓄水变化量=əA/ət△xdt由以上三个式子可得:əQ/əx +əA/ət =02、答案:毛管悬着水达到最大时的土壤含水量;它反映了在不受地下水影响条件下土壤在田间或自然状态下所能达到的最大含水量。
ρb=Ms/Vt ,θf= Vw/Vt ,wf= Mw/Msθf=f=Vw/Vt =Ms/Vt * Vw/Mw*Mw/Ms =ρb*wf*1/ρwwf=θf/ρb*ρw (ρw为液体的密度)3、答案:蒸发率:单位时间从单位蒸发面面积逸散到大气中的水分子数与从大气中返回到蒸发面的水分子数的差值(当其为正值时)称蒸发率。
蒸发率大小的三个控制条件:a.供水条件,蒸发面储存水分的多少;b.能量供给条件,蒸发面上水分子获得能量的多少;c.动力条件,蒸发面上空水汽输送的速度。
4、答案:热量平衡法和空气动力学法热量平衡法:Qn-Qh-Qe= Qθ-Qv;E=Qe/ρωL =Qn +Qv-Qθ/ρωL(1+R)R=-1时,上式是不能用的。
空气动力学法:E=ρΚωdq/dz;空气动力学法主要考虑了饱和差和风速对水面蒸发的影响。
5、答案:下渗容量当供水充足时,单位时间通过单位面积土壤渗入土中水量;控制下渗容量(能力)的条件有初始土壤含水量,土壤的质地和结构等。
6、答案:超渗地面径流:有供水,有界面,降雨强度大于下渗容量;饱和地面径流:存在相对不透水层且上层土壤透水性强,下层土壤透水性弱;上层土壤含水量达到饱和含水量;侧向排水条件差。
7、答案:波体上某一相位点沿河道的运动速度为该相位点的波速,或相应流量或相应水位沿河道的传播速度。
C≥V(C:波速,V:平均流速)证明:C=dQ/dA ,Q=V A ,C=dVA/dA =V+AdV/dA ,对于天然河道,一般dV/dA >0 ,所以C≥V,当且仅当A与Q呈线性关系时取等于号。
第一章绪论1-1 水资源的定义,我国地表水资源的时空分布特点。
1-2 通过哪些工程措施来提高水资源的利用率。
1-3 工程水文学的任务是什么,在本专业中有什么作用。
1-4 工程水文学包括哪些内容,有哪些主要的研究方法。
第二章水循环及径流形成2-1 水循环包括哪些要素,与水资源有什么关系。
2-2 如何量算流域面积、河流长度、河流纵比降。
2-3 某流域面积为793km2,多年平均流量Q=26.4m3/s,流域内多年平均降水量为1980mm。
试求多年平均径流总量W(104m3),多年平均径流深R(mm),多年平均径流模数M(m3/s/km2)及多年平均径流系数α。
2-4 如在上题的流域上兴建一座水库,从而增加水面面积△F=24km2,当地多年平均=1220mm。
蒸发皿折算系数采用0.83。
问建库后该流的水面蒸发量(蒸发皿读数)E皿域的流量增加还是减少。
建库后多年平均流量为多少。
2-5 北方的河流上修建水库和南方的河流上建库对径流的影响哪一个大。
为什么。
2-6 写出任一时段的流域水量平衡方程式,说明各符号的意义不同时段(多年、年、一次雨)的流域水量平衡方程式中影响径流的主要因素为什么不同。
2-7 试述流速仪测流的操作步骤及适用条件。
2-8 试述实测流速推算断面流量的方法、步骤。
2-9 已知某测流断面,起点距和测点流速如图2-1所示,岸边系数α=0.7,计算相应水位,断面面积,断面流量。
表2-1 流速仪测流,断面流量计算表图2-12-10 为什么要建立水位流量关系,如何延长稳定的水位流量关系。
第三章 降雨径流分析3-1 写出计算流域(面)平均雨量的方法、公式及适用条件。
3-2 图3-1中有四个雨量站,用垂直平分法求面雨量可以连成三角形ABC 、BDC ,也可连成三角形ADC 、ABD ,哪一种连法比较好,面雨量成果有无不同。
图3-1 雨量站点分布图3-3 为什么一次降雨总量大于对应的径流深,而一次径流过程历时一般大于降雨历时。
1、答案:当土壤颗粒对水分子的吸力约为15个大气压,植物刚好不能从土壤中吸收水分时所对应的土壤含水量。
2、答案:湿润带与下渗水未达到的土壤临界面称下渗锋面。
3、答案:以包气带达到田间持水量时的土壤含水量wm ’为纵坐标,以小于等于该wm ’所占的流域面积比重为横坐标,则所得的曲线为流域蓄水容量曲线。
4、答案:波体相对于稳定流水面的比降即为附加比降,可以近似用波体的水面比降和稳定流水面比降的差值来表示。
5、答案:特征河长:河段中,由水位变化引起的流量变化量与由附加比降变化引起的流量变化量相抵消,具有河段槽蓄量与下断面流量呈单一关系的河段长。
6、答案:由于流域的调蓄作用,在降雨中,离流域出口断面较远的水滴和速度较慢的水滴将暂时留在流域中,引起流域内洪峰迟于雨峰的现象称为流域滞时。
7、答案:以等流时面积为纵坐标,以其中水滴达到流域出口断面的时间为横坐标绘制的曲线。
8、答案:全球多年水量平衡方程式:P0=E0; 海洋区域的多年水量平衡方程式ES0=PSO+RSO9、答案:从降雨开始到某一时刻按下渗能力渗入到土壤中的总水量与该时刻对应时间的关系曲线。
F ’p (t )=fp (t ),Fp (t )=a /fp (t ),可得f 3p (t )=-f ’p (t ),解一阶微分方程得:Fp (t )=at 210、答案:①以湿润锋为界,上层土壤达到饱和含水量,下层土壤仍为初始土壤含水量; ②湿润锋向下移动的条件是上层土壤达到饱和含水量。
11、答案:热量平衡法:Qn-Qh-Qe= Q θ-Qv Qn 时段内水体吸收的净太阳辐射值; Qh 时段内水体的传导感热损失; Qe 时段内水体蒸发耗热; Q θ时段内水体储热变化量; Qv 时段内水体出入流的净热量。
Bowen 比R=Qh /Qe ,Qn-(1+R )Qe =Q θ-Qv E=Qe /ρωL =Qn +Qv-Q θ/ρωL(1+R) E :水面蒸发;L:蒸发潜热;ρω:水的密度12、答案:裸土蒸发三个阶段: 当θ≥θf 时,因供水充分而持续稳定;当 θm <θ<θ f 时,毛管的连续状态遭到破坏,土壤蒸发随着土壤含水量供应的减小而减小;当 θ <θm 时,毛管输水机制完全破坏,以汽态水或膜状水输送水分,蒸发小而稳定。
《水文学原理》试题(A卷)一、单选(每题5分,共50分)1.在设计年径流的分析计算中,把短系列资料展延成长系列资料的目的是A、增加系列的代表性B、增加系列的可靠性C、增加系列的一致性D、考虑安全答案:A2.用样本的无偏估值公式计算统计参数时,则()A、计算出的统计参数就是相应总体的统计参数B、计算出的统计参数就是相应总体的统计参数C、计算出的统计参数与相应总体的统计参数无关D、以上三种说法都不对答案:B3.降水是指液态或固态的水汽凝结物从空中降落到地面的现象,不包括A、雨B、雪C、雹D、沙尘暴答案:D4.对放大后的设计洪水进行修匀是依据A、过程线光滑B、过程线与典型洪水相似C、水量平衡D、典型洪水过程线的变化趋势答案:C5.一级支流与二级支流相比A、长B、短C、或长或短D、水量多答案:C6.某一历史洪水从发生年份以来为最大,则该特大洪水的重现期为()A、N=设计年份-发生年份B、N=发生年份-设计年份+1C、N=设计年份-发生年份+1D、N=设计年份-发生年份-1答案:A7.对设计流域自然地理、水利化措施历年变化情况调查研究的目的是A、检查系列的一致性B、检查系列的可靠性C、检查系列的代表性D、检查系列的长短答案:A8.资料系列的代表性是指A、是否有特大洪水B、系列是否连续C、能否反映流域特点D、样本的频率分布是否接近总体的概率分布答案:D9.对设计站与上下游站平行观测的流量资料对比分析的目的是A、检查洪水的一致性B、检查洪水的可靠性C、检查洪水的代表性D、检查洪水的大小答案:B10.一次洪水中,涨水期历时比落水期历时A、长B、短C、一样长D、不能肯定答案:B二、填空1.蓄满产流地区的流域产流时,并不能说明()答案:全流域蓄满2.已知闭合流域多年平均径流深500mm,多年平均降雨深1000mm,则△S的多年平均值为()mm。
答案:03.土壤含水量与()成正比。
答案:流域前期降雨量4.某堤防设计标准P=0.05。