第七章 产汇流计算
- 格式:ppt
- 大小:1.31 MB
- 文档页数:120
工程水文学题库及题解宋星原雒文生赵英林魏文秋张利平编著内容提要本书分为题库、题解和考研试题三大部分,题库中的题目按工程水文学基本内容分为概念题和计算题两大题型,概念题又划分填空题、选择题、判断题和问答题四类题型,题目中有易、中、难三个难度档次,分别考核不同的知识结构和知识层次。
题库中有的题目在于了解学生对基本概念、基本理论和基本计算方法的掌握程度,有的则是了解学生分析问题与解决问题的能力以及对学科前沿知识的理解程度,所有的题目都给出了解题过程和结果,以便于学习和理解。
为了便于学生报考研究生的参考,本书还选编了武汉大学以及原武汉水利电力大学近年来的考研试题及题解。
本书涵盖了工程水文学基本内容,可作为高等院校水利水电类、土木工程类和环境工程类各专业本科生的辅助教材,尤其适用于立志报考研究生的同学使用,也可供上述专业的成人教育、函授教育、网络学院的学生以及专业技术人员的学习和参考。
前言为使考试规范化,保证教师按教学大纲教学、学生按教学大纲学习,全面、系统和有重点地掌握工程水文学的基本概念、原理和方法,提高学生分析问题与解决问题的能力, 1994年11月,由原武汉水利电力大学水文试题库编写组编印了《工程水文学试题库》,并在我校工程水文学教学中得到广泛应用,受到老师和同学们的一致好评。
随着教学改革的深入,在前期题库研究工作的基础上又积累了大量的资料,为本书的出版奠定了一定的基础。
作者通过多年的教学研究及实践,对原有的资料进行了编辑与加工,重新修改并补充了大量题目,对所有题目给出了解题过程,以便于读者学习。
本书题量大、内容新颖,并配有全部题解及近年考研试题。
书中难、中、易题型有机结合,有益于学生深刻理解工程水文学的基本理论、提高分析与解决有关工程水文学问题的能力。
同时,本书的出版对高校教师出题组卷也具有一定的借鉴作用。
本书分为题库、题解和考研试题三大部分,题库中的题目覆盖了水文循环与径流形成、水文信息采集与处理、水文统计、年径流及年输沙量分析与计算、由流量资料推求设计洪水、由暴雨资料推求设计洪水、流域产汇流计算、水文预报等工程水文学的基本内容。
工程水文学题库第7章习题_流域产汇流计算问答题1.在进行流域产汇流分析计算时,为什么还要将总净雨过程分为地面、地下净雨过程?简述蓄满产流模型法如何划分地面、地下净雨?2 .目前常用分割基流的方法有哪几种,简述其优缺点?答:有斜线分割法及水平分割法等。
水平分割法简单认为洪水期间地下径流消退,与其补充是相等:斜线分割则认为洪水期间地下径流补充量大于地下径流消退量,对于大多数流域来说,这种认识较符合实际。
3.何为前期影响雨量?简述其计算方法与步骤?答:前期影响雨量Pa是反映本次降雨之前流域土壤干湿程度的一种指标,因此对本次降雨的产流量将产生重要影响。
Pa一般按下式计算:且其计算步骤如下:⑴确定流域蓄水容量Wm;⑵由蒸发资料和Wm确定土壤含水量消退系数Kt;⑶由降雨P、Wm和Kt按上式计算。
4.简述流域土壤前期影响雨量折减系数的确定方法和步骤?答:⑴根据实测雨量资料确定流域的蓄水容量Wm;⑵根据蒸发资料计算流域多年平均的月平均日蒸散发能力Em;⑶以折减系数公式K=1-Em/Wm计算各月的K;⑷通过产流计算方案进一步优选。
5.土壤前期影响雨量Pa 的计算方法有哪几种,其原理和步骤?答:⑴用公式逐日计算,式中P a, t+1、Pa ,t分别第t+1天、第t天的前期影响雨量;Pt为第t天的降雨量; Wm为流域蓄水容量,K为折减系数。
⑵按公式:Pa,t+1=P a+Pt –Rt - E t逐日计算,式中Rt为Pt产生的径流量,Et为第t天的流域蒸散发量。
6.何谓超渗产流,何谓蓄满产流,它们的主要区别是什么?答:不管当地的土壤含水量是否达田间持水量,只要降雨强度超过下渗强度就产生地表径流,称此为超渗产流。
蓄满产流则是指一次降雨过程中,仅当包气带的含水量达田间持水量后才产流,且以后的有效降雨全部变为径流。
可见这两种产流模式的主要区别在于,蓄满产流以包气带的含水量达到田间持水量(即蓄满)作为产流的控制条件,而超渗产流则以降雨强度大过于当地的下渗能力作为产流的控制条件,而不管蓄满与否。
第四章流域产流与汇流计算第一节概述根据第二章的论述,由降雨形成流域出口断面径流的过程是非常复杂的,为了进行定量阐述,将这一过程概化为产流和汇流两个阶段进行讨论。
实际上,在流域降雨径流形成过程中,产流和汇流过程几乎是同时发生的,在这里提到的所谓产流阶段和汇流阶段,并不是时间顺序含义上的前后两个阶段,仅仅是对流域径流形成过程的概化,以便根据产流和汇流的特性,采用不同的原理和方法分别进行计算。
产流阶段是指降雨经植物截留、填洼、下渗的损失过程.降雨扣除这些损失后,剩余的部分称为净雨,净雨在数量上等于它所形成的径流量,净雨量的计算称为产流计算。
由流域降雨量推求径流量,必须具备流域产流方案。
产流方案是对流域降雨径流之间关系的定量描述,可以是数学方程也可以是图表形式。
产流方案的制定需充分利用实测的流域降雨、蒸发和径流资料,根据流域的产流模式,分析建立流域降雨径流之间的定量关系。
汇流阶段是指净雨沿地面和地下汇入河网,并经河网汇集形成流域出口断面流量的过程。
由净雨推求流域出口断面流量过程称为汇流计算。
流域汇流过程又可以分为两个阶段,由净雨经地面或地下汇入河网的过程称为坡面汇流;进入河网的水流自上游向下游运动,经流域出口断面流出的过程称为河网汇流.由净雨推求流域出口流量过程,必须具备流域汇流方案。
流域汇流方案是根据流域净雨计算流域出口断面流量过程,应根据流域雨量、流量及下垫面特征等资料条件及计算要求制定。
就径流的来源而论,流域出口断面的流量过程是由地面径流、壤中流、浅层地下径流和深层地下径流组成的,这四类径流的汇流特性是有差别的.在常规的汇流计算中,为了计算简便,常将径流概化为直接径流和地下径流两种水源。
地面径流和壤中流在坡面汇流过程中经常相互交换,且相对于河网汇流,坡面汇流速度较快,几乎是直接进入河网,故可以合并考虑,称为直接径流,但在很多情况仍称为地面径流。
浅层地下径流和深层地下径流合称为地下径流,其特点是坡面汇流速度较慢,常持续数十天乃至数年之久.目前,在一些描述降雨径流的流域水文模型中,为了更确切地反映流域径流形成的过程,采用了三水源或四水源进行模拟计算。
产汇流计算-图文第七章流域产流、汇流计算研究内容:流域产流机制及产流计算方法;流域汇流原理及汇流计算方法。
研究目的:通过产流计算,由设计暴雨过程推求设计净雨过程;通过汇流计算,由设计净雨过程推求设计洪水过程。
如第二章所述,流域降雨形成径流的过程可分为产流阶段和汇流阶段。
本章讲述流域产流计算和汇流计算。
产流计算是扣除降雨的各种损失,推求净雨过程的计算;汇流计算是利用净雨过程推求径流过程的计算。
第一节降雨径流要素的分析计算一、降雨特性分析降雨特性通常包括降雨量、降雨历时、降雨强度、降雨面积、降雨中心、降雨分布等要素,已如前述。
天然降雨在空间上的分布往往是不均匀的,流域上如有若干个雨量站,对于一场实际降雨,各站的降雨量、降雨历时、降雨强度等会有所不同。
(一)单站降雨特性分析1.降雨强度过程线时雨强为纵坐标,相应时间为横坐标的曲线图(图7-1,2线),称为瞬时雨强过程线。
2.降雨量累积曲线降雨过程也可用降雨量累积曲线表示。
降雨量累积曲线横坐标为时间,纵坐标是自降雨开始时起到各时刻的累积雨量(图7-1,3线)。
该曲线上任意一点的坡度即是该时刻的瞬时雨强,而某一时段的平均坡度就是该时段内的平均雨强。
3.降雨强度~历时曲线用降雨强度过程线可以分析绘制降雨强度~历时曲线。
统图7-1某雨量站一次降雨过程线及累积雨量曲线计降雨强度过程线中各种历时1—时段平均雨强过程线;2—瞬时雨强过程线;3—累积雨量过程线的最大平均雨强(图7-2,a),以最大平均雨强为纵坐标,相应历时为横坐标即可点绘出降雨强度~历时曲线(图7-2,b)。
由图7-2(b)可以看出,降雨强度~历时曲线是一条下降曲线,说明最大平均降雨强度随历时增长而减小。
时间(h)历时(h)图7-2(a)不同历时平均雨强统计示意图图7-2(b)雨强~历时曲线(二)流域降雨特性分析1.流域平均降雨量计算水文计算往往需要推求流域平均雨量,计算流域平均雨量常用的方法有算术平均法、泰森多边形法和等雨量线图法。
图7-1 某雨量站一次降雨过程线及累积雨量曲线1—时段平均雨强过程线;2—瞬时雨强过程线;3—累积雨量过程线第七章 流域产流、汇流计算研究内容:流域产流机制及产流计算方法;流域汇流原理及汇流计算方法。
研究目的:通过产流计算,由设计暴雨过程推求设计净雨过程;通过汇流计算,由设计净雨过程推求设计洪水过程。
如第二章所述,流域降雨形成径流的过程可分为产流阶段和汇流阶段。
本章讲述流域产流计算和汇流计算。
产流计算是扣除降雨的各种损失,推求净雨过程的计算;汇流计算是利用净雨过程推求径流过程的计算。
第一节 降雨径流要素的分析计算一、降雨特性分析降雨特性通常包括降雨量、降雨历时、降雨强度、降雨面积、降雨中心、降雨分布等要素,已如前述。
天然降雨在空间上的分布往往是不均匀的,流域上如有若干个雨量站,对于一场实际降雨,各站的降雨量、降雨历时、降雨强度等会有所不同。
(一)单站降雨特性分析1.降雨强度过程线降雨过程可用降雨强度过程线表示。
降雨强度过程线是指降雨强度随时间的变化过程线。
常以时段平均雨强为纵坐标,时段次序为横坐标绘制成直方图表示(图7-1,1线),平均雨强过程线也称为降雨量过程线。
若有自记雨量计观测的降雨资料,也可绘制以瞬时雨强为纵坐标,相应时间为横坐标的曲线图(图7-1,2线),称为瞬时雨强过程线。
2.降雨量累积曲线降雨过程也可用降雨量累积曲线表示。
降雨量累积曲线横坐标为时间,纵坐标是自降雨开始时起到各时刻的累积雨量(图7-1,3线)。
该曲线上任意一点的坡度即是该时刻的瞬时雨强,而某一时段的平均坡度就是该时段内的平均雨强。
3.降雨强度~历时曲线 用降雨强度过程线可以分析绘制降雨强度~历时曲线。
统计降雨强度过程线中各种历时的最大平均雨强(图7-2,a ),以最大平均雨强为纵坐标,相应历时为横坐标即可点绘出降雨强度~历时曲线(图7-2,b )。
由图7-2(b )可以看出,降雨强度~历时曲线是一条下降曲线,说明最大平均降雨强度随历时增长而减小。
第7章流域产汇流计算内容简介研究对象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、下渗、填洼等损失,转化为净雨过程的计算方法。
汇流计算主要研究净雨沿地面和地下汇入河网,并经河网汇集形成流域出口断面径流过程的计算方法。
研究内容1.短期洪水预报;2.枯水预报;3.施工水文预报;4.水文实时预报方法。
研究目的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。
本章研究内容和方法无论在水利工程的规划设计阶段还是运行管理阶段,都具有十分重要的地位。
第7.1节概述内容提要1. 由降雨过程推求径流过程的基本内容与流程;2. 流域产汇流计算的基本思路。
学习要求掌握由降雨过程推求径流过程的主要环节与基本思路。
1. 流域产汇流计算基本内容与流程由流域降雨推求流域出口的河川径流,大体上分为两个步骤:①产流计算:降雨扣除截留、填洼、下渗、蒸发等损失之后,剩下的部分称为净雨,在数量上等于它所形成的径流深。
在我国常称净雨量为产流量,降雨转化为净雨的过程为产流过程,关于净雨的计算称之为产流计算。
②汇流计算:净雨沿着地面和地下汇入河网,然后经河网汇流形成流域出口的径流过程,这个流域汇流过程的计算称之为汇流计算。
它们之间的联系可简明地表示成图7-1-1所示的流程图。
图7-1-1由降雨过程推求径流过程流程图2. 流域产汇流计算的基本思路流域产汇流问题的内容十分丰富。
这里仅介绍目前使用比较普遍和比较成熟的计算方法及其原理。
产流计算的方法有降雨径流相关图法和初损后损法等;汇流计算的重点是单位线法和瞬时单位线法。
无论产流计算还是汇流计算,基本思路都是,先从实际降雨径流资料出发,分析产流或汇流的规律;然后,用于设计条件时,则可由设计暴雨推求设计洪水,用于预报时,则由实际暴雨预报洪水。
第7.2节流域产汇流计算基本资料的整理与分析内容提要流域产汇流计算一般需要先对实测暴雨、径流和蒸发等资料做一定的整理分析,以便在定量上研究它们之间的因果关系和规律。
第七章流域产汇流计算本章学习的内容和意义: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。
本章习题内容主要涉及: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;综合单位线法计算流域出口洪水过程。
一、概念题(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1-7-1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1-7-1 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.蒸发能力E m,它反映了_______________________________________等气象因素的作用。
5.蓄满产流是以________________________________为产流的控制条件。
6.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__________________。
7.按蓄满产流模式,当流域蓄满时,以后的降雨减去雨期蒸发后,剩余的雨水全部转化为__________。