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水文

发布时间:2020-03-03 05:41:18 来源:范文大全 收藏本文 下载本文 手机版

1.水文循环:大量地面径流和地下径流经河川流入海洋,组成地球上的部分水体从海洋到大气再回到海洋的循环运动,这部分水体称为流动水,而这种复杂的水循环体系则称为水文循环。水文循环过程:地球上的广大水体,在太阳的辐射作用下,被蒸发成水汽,随风向各处输送,并在适当的气象条件下,成云致雨,降落在地面或海洋上,前者又形成地面、地下径流,回归大海。地球上这种蒸发—水汽输送—降水—径流—再蒸发„„的循环过程,称水文循环。形成水文循环的原因,可分为两个方面:一是水具有固、液、气三态转化的特性;再是太阳辐射和重力作用。 2.水循环的重要环节有 蒸发,降雨,下渗,径流。

3.水文学的研究方法:随机性--数理统计法、周期性--成因分析法、地区性--地理结合法

4.河流的形成:降水扣除损失以后剩余的水体,在重力作用下,经地面与地下沿着一定方向和路径流动,最初水流侵蚀地面,冲成沟壑,形成小溪,许多小溪汇成小河。

5.天然河流按照河谷和河床情况,冲淤程度,水情变化等特点:分为河源,上游,中游,下游和河口五段。 6.河流的基本特征:一般用河流断面(河流断面有横断面和纵断面,水位变化时,断面面积随着变化,通常过水断面能反映其径流量大小;而遭遇设计标准洪水时的过水断面称为大断面)、河流长度(从河源到河口的距离)及河流比降(单位长度河段的落差:i=(H2-H1)/l)来描述。

7.山区与平原河流的一般特性:(1)山区特性断面狭窄,坡面呈直线形或曲线形,纵断面陡峻,急滩,深潭上下交错,常呈台阶状;洪水汇流时间短,暴涨暴落,水位变幅极大,丰、枯流量比也很大,落差多集中于局部河段,某些河段的流速可高达6~8m/s,水流流态紊乱,回流、旋涡、跌水和水跃交替出现;河床多由基岩、乱石或卵石组成,冲刷变形缓慢,河床比较稳定。

(2)平原特性:横断面形状依所在位置的不同有抛物线形、不对称三角形和W形等数种;由于河床纵坡平缓,水流通畅,水面比降较小,平均在0.1%—1%以下,加之河槽宽阔,流速较小(小于2—3m/s),水流较平顺;河流形成过程主要表现为水流对挟带物质的堆积作用,形成数十米至数百米深厚的冲积层;自下而上各层为卵石、砂夹卵石、粗沙、中沙和细沙,枯水位以上的河滩表层则为粘土、粘壤土,由于水流和河床的相互作用,往往形成各种淤积体。 12.径流形成过程:降水过程、流域蓄渗过程、坡面漫流过程、河槽集流过程。

13.流域:降水落到地面形成的径流,被高地、山岭分割而汇集到不同的河流中,汇集水流的同一区域成为某河流的流域。流域面积:流域的分水线和出口断面所包围的面积,称为流域面积,也称集水面积。 14.影响径流的主要因素:

1)气候因素①降雨②蒸发;2)下垫面因素①地形②土壤和地质③植被与湖沼④流域形状和面积 3)人类活动对径流的影响①农业措施②林牧业措施③水利措施

16.河川水文情势:河川水文要素,如水位、流量、泥沙和冰清等多年的一般变化情况称为河川水文情势。 17.河川水文情势的主要特点是不重复性、地区性、周期性和模糊性。 18.径流的度量单位表示方法及关系:

流量Q是单位时间内流过断面的水体体积,以m/s计。它是反映水资源和江河、湖泊、水库等水体水量变化的基本数据,也是河流最重要的水文特征值。

径流总量W指某一时段T内流过断面的总径流体积。 径流深y是径流总量平均分布在流域上的水深。 径流模数M是单位流域面积上所“产生”的“流量”

径流系数α是某时段降雨量x所形成的径流深y的比例数,以小于1的数或百分数表示。

19.测站的布设:(1)测验河段的选择;(2)基本水文站的布设:布设基线和基本测流断面;布设浮标测流断面和比降断面;设立水准基点及水尺;仪器及工具设置;其他;(3)港航勘测中临时水文测站布设。

20.水位观测:1)水位观测设备及其布置:水尺(常用直立式,倾斜式,矮桩式)和自记水位计(按测量方法分类:机械式,电容式,超声波式;按传递距离分类:就地记录式,远地记录式;按传递方式分类:无线和有线);2)水位观测的内容和要求:观测时段要求;必将水池的水位观测要求;精度要求;在施测流速、流向和泥沙时,亦需同时观测基本水尺水位;3)港航测设中的临时水位观测:滩险整治和新建港区的临时水位观测;沿河同步水位观测。4)水位观测资料整理:日平均水位计算:算术平均法;面积包围法;编制逐日平均水位表;日平均水位过程线和日平均历时曲线绘制。

21.断面测量:1)水深测量:用测探器具测探;缆道悬索测探;超声波测探;2)起点距测量:断面所观读法;仪器交会法;横断面图的测绘。

322.流量测验的方法很多,按其工作原理,可分为下列几种类型:

(1)流速面积法:有流速仪法、航空法、比降面积法、积宽法(动车法、动船法和缆道积宽法)、浮标法(按浮标的形式可分为水面浮标法、小浮标法、深水浮标法等)。

(2)水力学法:包括量水建筑物和水工建筑物测流。

(3)化学法:又称溶液法、稀释法、混合法。

(4)物理法:有超声波法、电磁法和光学法。

(5)直接法:有容积法和重量法,适用于流量极小的沟涧。

24.流量的计算步骤:1)测个垂线上的测点流速;2)相应水位计算:算术平均法,加权平均法;3)垂线平均流速的计算:视垂线上布置的测点情况,分别按一点法、二点法、三点法、五点法进行计算。4)部分平均流速的计算:岸边部分由距岸第一条测速垂线所构成的岸边部分,多为三角形,按公式vl=αVml 计算,式中α称岸边流速系数,其值视岸边情况而定;中间部分由相邻两条测速垂线与河底及水面所组成的部分,部分平均流速为相邻两垂线平均流速的平均值,按式Vi =0.5*(Vmi-1+Vmi)进行计算。5)部分面积的计算:以测速垂线划分部分,将各个部分内的测深垂线间的断面积相加得出各个部分的部分面积。若两条测速垂线(同时也是测深垂线)间无另外的测深垂线,则该部分面积就是这两条测深(同时是测速垂线)间的面积。6)部分流量的计算:由各部分的部分平均流速与部分面积之积得到部分流量。7)断面流量的计算。

25.测站测流:测站测流时,由于施测条件限制或其他种种原因,致使最高水位或最低水位的流量缺测或漏测。为取得全年完整的流量过程,必须进行高低水时水位流量关系的延长。 26.水位流量关系曲线高水位延长方法有以下几种:

(1)水位~面积~流速关系延长法:适用于河床稳定,水位面积、水位流速关系点集中,曲线趋势明显的测站。其中,高水时的水位面积关系曲线可以根据实测大断面资料确定。某一高水位下的流量,便可由该水位的断面面积和流速的乘积来确定。

(2)水力学公式延长法:此法可避免水位面积与水位流速关系高水延长中水位流速顺趋势延长的任意性,用水力学公式计算出外延部分的流速值来辅助定线。 (3)史蒂文森法

27.水位~流量关系曲线的低水位延长方法是找出断流水位,以此为控制点,由实测部分向下延长,或按趋势延长,或借用上下游站的流量辅助。确定断流水位的方法基本有两种:纵断面资料确定法、分析法。

28.流量资料整理:日平均流量计算;编制“逐日平均流量表”;编制“实测流量成果表”;编制“汛期洪水要素摘录”。 29.水文分析计算中常用的特征参数有:1)位置特征参数:均值;众值;中值;2)离散程度特征参数:均方差;变差系数;3)偏态系数。 30.统计参数、Cv、Cs含义及其对频率曲线的影响如何?

为平均数,它为分布的中心,代表整个随机变量的水平。当Cv和Cs值固定时,由于

小的频率曲线之上。

的不同,频答:统计参数率曲线的位置也就不同,大的频率曲线位于Cv称变差系数,为标准差之和与数学期望值之比,用于衡量分布的相对离散程度。当和Cs值固定时,Cv值越大,频率曲线越陡;反之,Cv值越小,频率曲线越平缓。

Cs为偏差系数,用来反映分布是否对称的特征,它表征分布的不对称程度。当31.统计参数、σ、Cv、Cs的含义如何?

和Cv值固定时,Cs愈大,频率曲线的中部愈向左偏,且上段愈陡,下段愈平缓;反之,Cs愈小,频率曲线的中部愈向右偏,且上段愈平缓,下段愈陡。

答:统计参数为平均数,它为分布的中心,代表整个随机变量的水平;

Cv称变差系数,为标准差之和与数学期望值之比,用于衡量分布的相对离散程度;Cs为偏差系数,用来反映分布是否对称的特征,它表征分布的不对称程度。

32.常用的概率分布曲线:1)正态分布;2)皮尔逊III型曲线;3)耿贝尔分布;4)威布尔分布。

33.正态分布的密度曲线的特点:正态分布密度曲线有下面几个特点:(1)单峰;(2)对于均值对称,即Cs = 0,(3)曲线两端趋于无限,并以x轴为渐近线。

34.皮尔逊III型概率密度曲线的特点是什么?皮尔逊Ⅲ型密度曲线的特点是:(1)一端有限,一端无限的不对称单峰型曲线;(2)该曲线有(它们与

、Cv、Cs有关)三个参数;(3)Cs

37.何谓离均系数Φ?如何利用皮尔逊III型频率曲线的离均系数Φ值表绘制频率曲线?

答:离均系数Φ是频率曲线上某点相对离均差值,从而可绘出x ~ P频率曲线。

38.相关分析:完全相关(函数关系);零相关(两种现象互不影响,毫不相关,相关点分布散乱);相关关系。 39.相关分析法:图解法;回归分析法。

40.洪水工程通常用三个要素描述:洪峰流量;一次洪水过程总量;洪水历时。 41.推求设计洪水有哪几种途径?

根据资料的不同,推求设计洪水的途径有:由流量资料推求设计洪水;由暴雨资料推求设计洪水。资料非常少或缺乏时,还可用推理公式法、地区经验公式法等。

43.由流量资料推求设计洪水(1)洪水资料的审查。可靠性审查、资料一致性审查、洪水资料代表性审查。(2)洪水资料的选样。(3)洪水资料的插补延长。①利用上游或下游站、干支流站或邻近流域测站的流量资料进行插补延长②利用本站峰量关系进行插补延长。(4)特大洪水的处理和频率分析计算确定统计参数。(5)推求设计洪水过程。①同倍比放大法②同频率放大法

44.设计最高通航水位的推求:(1)有调蓄能力的水利枢纽通航要求。(2)以通航为主无调蓄的水利工程且设计标准不高的山区河流频率计算要求。(3)简化计算问题。

45.设计最低通航水位的推求方法:(1)历时曲线法①综合法②平均法和代表年法③简化法(2)保证率频率法 46.短期资料条件下设计通航水位及流量的推求:资料缺乏时:①比降推算法②水位相关法③瞬时水位发

47.在什么情况下可用流量资料推求设计洪水?当有足够长的实测流量资料或插补延长后能够成为长系列流量资料,并有特大洪水调查资料,且流量系列具有一致性、可靠性时,可以用流量资料推求设计洪水。一般来说,我国南方河流需有连续20年以上,北方河流需有连续30年以上的流量资料,并加上特大洪水,这种资料才有一定的代表性,计算出的成果才比较可靠。

48.简述有长期流量资料(其中有特大洪水)时,推求设计洪水过程线的方法步骤?

方法步骤为:①对洪水资料进行审查,使之具有可靠性、一致性和代表性;②按年最大值法进行选样,组成洪峰和各统计历时的洪量统计系列。③考虑特大洪水处理进行频率计算,推求设计洪峰、洪量、并作合理性检查;④选择典型洪水过程,按峰、量同频率放大法对典型洪水进行放大、修匀,得设计洪水过程线。

49.海浪分类:①强制波、自由波和混合波②毛细波、重力波和长周期波③不规则波和规则波④长峰波和短峰波⑤前进波和驻波⑥深水前进波和浅水前进波⑦振荡波和推移波 50.我国近海风况的主要表现为:季风、寒潮大风和台风。

51.海浪要素:波峰、波谷、波峰线、波向线、波高、波长、周期、波陡。 波高:相邻波峰顶和波谷底之间的垂直距离,通常以H表示。 波长:两相邻波峰顶之间的水距离,通常以L表示。

周期:波浪起伏一次所需的时间,或相邻两波峰顶通过空间固定点所经历的时间间隔,通常以T表示。

52.风况观测:风的特征:风速(是空气在单位时间内所流过的水平距离);风向(指风吹来的方向,一般有16个方位)。由于风场是一随时间变化的过程,其瞬时变化还具有显著的脉动特性,因此测定风况需要观测一段时间内的风速和风向并确定其平均值,有时还需要瞬时最大值。

53.风况玫瑰图包括风向频率玫瑰图(同时反映出各级风的出现频率,可判断出该地区某时段内出现频率最高的风向)和最大风速玫瑰(多年的观测资料中各个方向上多年内的最大风速,可判断当地风力最大的强风向)。 54.海况是指在风力作用下海面外貌特征。 55.海浪要素:平均周期;平均波高;平均波长。 56.两种特征波高:显著波高;有效波高

57.利用长期测波资料推算设计波浪:确定筑港地区主要的波浪方向;收集和整理波浪规则资料;设计波浪的推算—频率分析法

58.风场三要素:风速、风时、风距。

与Cv的比值,即 Φ =

。在进行频率计算时,由已知的

即可求出各种P相应的xPCs值,查Φ值表得出不同P的ΦP值,然后利用已知的、Cv值,通过关系式⑴风速m/s:是空气在单位时间内所流过的水平距离

⑵风时:指风速风向基本不变的条件下,风持续作用于水面上的时间,单位以小时h计 ⑶风距F:指风作用海域水面主要范围,即风的吹程。风区长度F。单位以公里km或m计。 59.风浪发展的三种状态及判别方法:⑴风浪的过渡状态⑵风浪的定常状态⑶风浪的充分成长状态。 60.判断风浪状态的标准:⑴最小风时⑵最小风距

61.风场要素的确定方法:第一种方法是采用筑港地区附近岸上气象台站的长期风况观测资料或海域上较可靠的船舶报的海上测风资料作为依据来分析海上的风速、风向和风时;第二种方法是,利用地面天气图来确定风场的位置和风场要素,这也是进行风浪预报或后报的有效方法。⑴计算风时的确定⑵计算风距的确定⑶计算风时的确定⑷水域平均深度的确定。

62.潮汐:地球上的海水,受月球、太阳和其他天体引力作用所产生的一种周期性升、降运动,称之为潮汐。 63.潮汐类型:⑴半日潮⑵日潮⑶混合潮

64.引潮力:⑴月球的引力⑵惯性离心力⑶重力。

量成正比,与天体到地球中心的距离三次方成反比。⑵当月球处于图7-8所示的同一位置时,地表各点所受的月球引潮力有相应的变化。⑶在地球中心由于受到的月球引力与惯性离心力量值相等、方向相反,故地球中心处受到的月球引潮力为零。⑷地球绕地轴自转时,地面上各点的引潮力将出现周期性变化。 66.潮位观测:

67.潮汐测量的手段很多主要包括:⑴水尺验潮:水尺一般设在能被海水经常淹没的滨海地点。⑵浮子式验潮仪⑶引压钟式验潮仪⑷压力式验潮仪⑸DGPS验潮。

68.平均海平面:平均海平面可分为日平均海平面、月平均海平面、年平均海平面和多年平均海平面。 69.设计潮位的推算步骤:⑴潮位历时累计频率曲线:①②③④⑵高潮和低潮累积频率曲线方法与上述相同

70.潮位历时累计频率曲线与高潮和低潮累积频率曲线差别:历时累积率1%的潮位,基本上相当于高潮累积频率10%的潮位,一般后者稍偏低一些,最大偏低可达15㎝,个别也有偏高的,最大偏高5㎝。而历时累积频率98%的潮位则基本上相当于低潮累积频率的90%的潮位。

71.潮位历时累计频率曲线需要资料多,工作量大,易出错,不能给出历时出现在多少天内。对于入海河口区和某些受河川泄流影响的海区,由于汛期河流洪水位的变化超过潮位的变化,所以不能用高潮、低潮累积频率曲线推求设计水位,应该用潮位历时累积频率曲线。

72.风暴潮形成的原因:在天文潮出现高潮时,如遇强风和气压骤变所引起的海面异常升降现象,称为风暴潮。依据诱发风暴潮的大气扰动特征,通常可分为热带风暴所引起的风暴潮和有温带气旋所引起的风暴潮。 73.风暴潮推算方法:⑴经验统计法⑵动力--数值计算法 74.海流定义:近岸海流一般可分为潮流和非潮流。

75.外海海水流动的形式很多,按其生成原因可分为:⑴潮流⑵漂流⑶气压梯度流⑷密度梯度流⑸补偿流。 76.此外,近岸特有的水流有以下两种:⑴河川泄流⑵波浪流。

77.海流的观测方法:⑴单站定点连续观测法⑵多站同步连续观测法⑶大面流路观测法。 65.引潮力的性质:⑴地球绕地轴自转时,地面各点的引潮力将出现周期性的变化,且引潮力的量值与天体的质

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