工程水文学作业

发布 2022-07-01 11:15:28 阅读 5655

1、什么是年径流量与正常年径流量?其表示方式有哪些?年径流量与正常年径流量关系如何?

答:一个年度内在河槽里流动的水流叫做年径流,年径流量是在一年里通过河流某一断面的水量。一般用年平均流量q 表示,年径流量还可以用年径流总量w、年径流深r 及年径流模数m 等表示。

年平均流量的多年平均值称为多年平均年径流量q0 ,其余的相应以w0、r0、m0等表示。当观测年限无限增加,多年平均年径流量趋于稳定,这个值被称为正常年径流量q0 ,即:

2、推求设计洪水过程线的基本方法是什么,洪水过程线放大有哪两类方法?

答:推求设计洪水时要确定设计洪水过程线,亦即确定设计洪水的时程分配。目前,生产上一般采用放大典型洪水过程线的方法确定设计洪水过程线。

进行洪水过程线放大通常采用两种方法,即同倍比法和同频率法。

同倍比法较为简单,可采用设计洪峰流量与典型洪峰流量的比值或某时段的设计洪量与典型洪量的比值对典型洪水过程线进行放大。但按此法进行放大后,不能保证设计洪水过程线各个时段的洪量或洪峰流量都与设计值相等。

采用同频率法放大典型洪水过程线时,对洪峰流量和各个时段的洪量采用不同倍比,使得放大以后的过程线洪峰流量以及各时段的洪量可分别等于设计洪峰流量和设计洪量值。

3、简述流域面平均降雨量的计算方法。

答:由雨量站观测到的降雨量,只代表该雨量站所在处或较小范围的降雨情况,而实际工作中往往需要推求全流域或某一区域的平均降雨量,常用的计算方法有以下几种。

1).算术平均法。

当流域内地形起伏变化不大,雨量站分布比较均匀时,可根据各站同一时段内的降雨量用算术平均法推求。其计算式为:

2).泰森多边形法(垂直平分法)

首先在流域地形图上将各雨量站(可包括流域外的邻近站)用直线连接成若干个三角形,且尽可能连成锐角三角形,然后作三角形各条边的垂直平分线,如图2-9,这些垂直平分线组成若干个不规则的多边形,如图中实线所示。每个多边形内必然会有一个雨量站,它们的降雨量以表示,如量得流域范围内各多边形的面积为,则流域平均降雨量可按下式计算:

此法能考虑雨量站或降雨量分布不均匀的情况,工作量也不大,故在生产实践中应用比较广泛。

3).等雨量线法。

在较大流域或区域内,如地形起伏较大,对降水影响显著,且有足够的雨量站,则宜用等雨量线法推求流域平均雨量。如图2-10所示,先量算相邻两雨量线间的面积,再根据各雨量线的数值,就可以按下式计算:

此法比较精确,但对资料条件要求较高,且工作量大,因此应用上受到一定的限制。主要用于典型大暴雨的分析。

4、掌握径流的5种表示方式以及相互间的转化关系。

答:(1)流量q。指单位时间内通过某一过水断面的水量。

常用单位为立方米每秒(m3/s)。各个时刻的流量是指该时刻的瞬时流量,此外还有日平均流量、月平均流量、年平均流量和多年平均流量等。

(2)径流总量w。时段δt内通过河流某一断面的总水量。以所计算时段的时间乘以该时段内的平均流量,就得径流总量w,即w=qδt。

它的单位是立方米(m3)。以时间为横坐标,以流量为纵坐标点绘出来的流量随时间的变化过程就是流量过程线。流量过程线和横坐标所包围的面积即为径流量。

(3)径流深r。指计算时段内的经流总量平铺在整个流域面积上所得到的水层深度。它的常用单位为毫米(mm)。

若时段为δt(s),平均流量为q(m3/s),流域面积为a(km2 ),则径流深r(mm)由下式计算:r=qδt/(1000a)

(4)径流模数m。一定时段内单位面积上所产生的平均流量称为径流模数m。它的常用单位为m3/(s·km2 ),计算公式为: m= q/a

(5)径流系数α。 为一定时段内降水所产生的径。

流量与该时段降水量的比值,以小数或百分数计。

相互间的转化关系:

w=qδt、r=qδt/(1000a)、m= q/a

5、如何绘制累积频率曲线?设计频率标准如何确定?

答:① 将实测水文样本系列按大小递减顺序重新排列;

统计各实测值xi的频数及累积频率数;

按数学期望公式计算各实测值的累积频率 ;

经验频率聚集点绘于平面坐标系中,通过这些点群的分布中心绘制一条光滑曲线,即得实测水文样本系列的经验累积频率曲线;

若实测系列样本容量n>100,也可根据工程设计要求选取设计频率p作横坐标值,在上述经验累积频率曲线上查得对应纵坐标,得设计值。

主管部门根据工程的规模、工程在国民经济中的地位以及工程失事后果等因素,在各种工程设计规范中规定各种水文特征值的设计频率(或重现期)作为工程设计标准。各地工程业务部门,根据当地实测的水文资料,通过水文分析计算,求出对应于设计频率的水文特征值,作为工程设计的依据。

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