水文学习题

《水文学原理》课程习题

一、名词解释

水文学 水循环 大循环 小循环 流域 分水线 闭合流域 河网密度 气旋雨 对流雨 地形雨 台风雨 暴雨型霪雨 霪雨

降水量

降水历时 降水强度 降水面积 降水过程线 等雨量线 土壤比重 土壤干容重 土壤孔隙比 孔隙度 毛管力 吸湿水 薄膜水 自由水

支持毛管水 自由重力水

支持重力水

土壤重量含水率最大吸湿量 最大分子持水量 凋萎含水量 毛管断裂含水量饱和含水量 土水势 基模势 溶质势 重力势 渗透系数 下渗

渗润阶段 渗透阶段 下渗率 下渗能力 饱和带 湿润带

湿润锋 土壤水分剖面 饱和蒸发面 饱和水汽压

蒸发潜热

蒸发能力

二、简答

1. 简述水文学发展的四个时期。 2. 水文现象的特点？

3. 简述水文现象的研究方法？

4. 什么是水循环？大循环？小循环？ 5. 水文循环的影响因素有哪些？ 6. 试写出通用的水量平衡方程式？

7. 降水按气流上升运动原因可分为哪几类？ 8. 降雨按雨量及其过程特征分为哪几类？ 9. 简述双累积曲线分析技术？

10. 计算区域平均降水量有哪几种方法？简述各自优缺点？ 11. 影响降水的因素有哪些？

12. 简述分水线和流域以及闭合流域？ 13. 河系的四种类型？

14. 什么是河网密度？它对水文响应的影响是什么？ 15. 河流的水源补给有哪些？各自特征？ 16. 土壤水受到哪些作用力？ 17. 土壤水有哪些存在形式？ 18. 简述六个土壤水分常数？

19. 什么是土水势？包含哪四个方面？ 20. 壤水分特性的滞后现象是什么？ 21. 简述下渗的物理过程？

22. 下渗过程中土壤含水量的垂线分布规律？ 23. 饱和下渗理论的三个基本假定？

24. 天然条件下的下渗中下渗与降雨强度的关系？

河流 径流系数 暴雨 降水时间 团粒结构 分子力 毛管悬着水

土壤容积含水率 田间持水量 压力势 渗漏阶段 水分传递带 汽化潜热

25. 影响下渗的因素有哪些？

26. 影响水面蒸发的因素有哪些？ 27. 土壤蒸发过程是什么？

28. 影响土壤蒸发的因素有哪些？ 29. 区域总蒸发的规律是什么？

三、计算

1. 一均质土样，测得其饱和含水量为0.42，田间持水量为0.24，调萎含水量

为0.13，底面积为5m2，高度为1m。求当该土样的含水量为0.32时，该土样可以保持住的水量、可以排出的水量和可以供植物吸收的水量。（各含水量均为体积含水量，各水量也以体积记）

2. 某流域内60%种植水稻，40%种植果树，果林的蓄水容量分布均匀且最大为

20mm，稻田的蓄水容量分布均匀且最大为80mm（1）试绘出该流域的蓄水容量分配曲线，并计算出最大平均蓄水容量Wm；（2）试绘出W0=0、W0=20mm、W0=Wm时的降雨径流关系曲线，并标出曲线各段斜率；（3）当初始土壤含水量W0=0时，有一场连续三个时段的降雨如下表，试计算各时段的径流深。 时间 14:00—20:00 20:00—2:00 2:00—8:00 P(mm) 30 50 10 3. 有一地面下渗方程fp(t)=18 t -0.5+0.4(mm/分) （1）求累积下渗能力曲线Fp(t)的表达式；

（2）当均匀雨强I=9.4mm/分时，求产流开始时的时间； （3）求开始产流时的下渗总量F。

4. 已知某土柱处于非饱和稳定下渗状态。其中A点位于地下水面以上80米，

B点位于地下水面以上60米，已知q= -11cm/天，A、B两点基模势相等且为-34cm，无地面积水。求A、B间水流的方向及AB间的传导度。 5. 某计算河段长24km，该河段特征河长12km，波速Ck=12km/h。（1）试求特

征河长连续演算法的参数N；（2）根据S曲线求Δt=1小时的时段单位线U（1，t）；（3）当入流I（t）=10m3/s且一直维持不变时，试求该河段的出流过程。 N 1.0 2.0 3.0 t/k 0.5 0.393 0.090 0.014 1.0 0.632 0.264 0.080 2.0 0.865 0.594 0.323 3.0 0.950 0.801 0.577 4.0 0.982 0.908 0.762 5.0 0.993 0.960 0.875 6.0 0.998 0.986 0.938 6. 某流域满足蓄满产流条件，流域蓄水容量面积分配曲线如下图。（1）求该流域最大蓄水容量Wm；（2）试绘制出W0=0mm、W0=35mm的降雨径流关系曲线，并标出曲线中各线段的斜率；（3）设有一场降雨如下表，求W0=0mm时各时段的径流深。 时间 6:00-10:00 10:00-14:00 14:00-18:00 P(mm) 30 60 40 W(mm)

80mm

50mm

20mm

f/F

0.5 0.75 1.0

7某土柱地下水面上有A、B两点，已知A、B两点距地下水面的高度为EA为0.5米，EB为1.0米，土壤含水量A为0.335，B为0.312，总势A为-0.45,A为-0.64。（1）写出A、B两点的重力势、基模势，并判断土柱中水流的方向。 （2）当土柱中势能平衡，水分运动停止时，绘出其重力势、基模势和总势的分布曲线。

8 试写出非饱和土壤的垂向水流运动方程及其解的一般形式？若其下渗方程为ft=18t-0.5+0.4(mm/分)时，示意绘出下渗曲线的形状，并绘出不同均匀雨强I>f0,fc

9 湖南拓溪水电站下游江南至夫溪河段长20.1km。已知河段的mp=8376m3/s, Cp=2.79m/s。试求1967年5月13-14日江南洪水过程线所相应的夫溪洪峰衰减值。（取+t=1h，在洪水过程线上查得Qp =5070 m3/s , Qp-1 =4790 m3/s , Qp+1 =4540m3/s ）

10 某流域属蓄满产流，其蓄水容量分配曲线50%最大蓄水量为40mm，其余地区最大蓄水量为80mm，（1）求流域平均最大蓄水容量（2）绘出W0=0，W0=40，W0=Wm时的降雨径流关系曲线（3）已知一场降雨过程如下表所列，试求出Wm=40mm时各时段产流量。时段8-14雨量20mm时段14-20雨量20mm时段20-2雨量10mm

11 如右图,试写出各部分的产流机制(只考虑超渗地面径流和壤中流).

fA/fB

B A C 1.0

12 某水库1993年测得其入库年平均流量为110m3/S，出库年平均流量为120 m3/S，区间来水年平均流量为20 m3/S，总灌溉引水量为108 m3，库区水面平均面积为100km2,测得年降水量为1100mm，年水面蒸发量为1200mm； （1）写出水库的水量平衡方程式；

（2）当年水库的蓄水量是增加还是减少？试求出水库蓄量的变化量。

1、指出下列各题成立的条件（每小题4分，共24分）

（1）在计算区域平均降雨量时，泰森多边形法和算术平均法取得相同结果的条件。

（2）在非饱和土壤中，土壤水分从A点向B点运动的条件。 （3）断面水位与流量呈单值关系的条件。

（4）河段槽蓄量与河段下断面流量呈单值关系的条件。 （5）运动波的速度等于断面平均流速的条件。

（6）汇流系统的瞬时单位线等于组成该系统的两个概念性元素的瞬时单位线的卷积的条件。

2、导出下列各题存在的关系

（1）重量含水率ω与容积含水率θ的关系 （2）单位入流与单位瞬时脉冲入流的关系

（3）流域瞬时单位线u(t)与S曲线S(t)的关系 （4）特征河长l与扩散系数μ的关系 （5）无旁流的圣维南方程组中的连续性方程式式I?O?dWdt?Q?x??A?t?0与河段水量平衡方程

的关系。其中Q为流量；A为过水断面面积；I为上断面入流；O

为下断面出流；x为沿河长的距离；t为时间。 3、回答下列问题

（1）包气带次将于及闭合流域年和多年水量平衡方程式有什么不同？ （2）土壤中饱和和非饱和水流的达西公式有和区别？ （3）饱和下渗理论的基本假设是什么？ （4）裸土蒸发的每个阶段各有什么特点？

（5）扩散波发生的条件是什么？它有什么特点？

（6）超渗地面径流和饱和地面径流产生的机制有什么不同？

（7）流域产流面积变化的原因是什么？在降雨空间分布均匀的情况下，蓄满产流的产流面积变化有何特点？

（8）如何识别（或判断）线性和非线性汇流系统？

（9）计算流域汇流的等流时线法和单位线法各有什么优缺点？

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