水文学原理

水文学原理

2011

一、 填空题

1. 下渗剖面的分带：饱和带、水分传递带、湿润带和湿润锋。 2. 包气带分带：毛管悬着水带、中间带、毛管上升水带。

3. 按动力冷却条件分降雨可分为：气旋雨、对流雨、地形雨和台风雨。 4. 影响降雨的因素：地理位置、大气环流、地形。 5. 下渗机理可分为：渗润阶段、渗漏阶段、渗透阶段。 6. 土水势可划分为：重力势、静水压力势和基模势。

7. 蒸发面类型：水面蒸发、冰雪蒸发、土壤蒸发、植物散发、流域蒸散发。 8. 确定区域总蒸发量的方法：水量平衡法、水热平衡法、经验公式。 9. 降水的基本要素：降雨量、降雨历时、降雨强度、降雨面积。 二、

名词解释

水文学：水文学是研究地球上水的性质、分布、循环、运动变化规律及其与地理环境、人类社会之间相互关系的学科。

水文现象：水循环过程中，水的存在和运动的各种形态，统称为水文现象。 水体：指以一定形式存在于自然界中水的总体。

土壤水：土壤中各种形态水分的总称，水文学中土壤水广义指整个包气带水，狭义指土壤带水。

流域：地面分水线包围的汇集降落在其中的雨水留至出口的区域称为流域。 闭合流域：地面分水线与地下分数线重合的流域。 非闭合流域：地面分水线与地下分水线不重合的流域

田间持水量：土壤中毛管悬着水达到最大时的土壤含水量称为田间持水量。 饱和含水量：土壤中所有孔隙均被水充满时的土壤含水量称为饱和含水量。 最大吸湿量：在水汽达到饱和的空气中，干燥土壤的吸湿水达到最大数量时

的土壤含水量称为最大吸湿量，又称吸湿系数。

凋萎系数：指土壤颗粒对水分子的吸力为15个大气压时的土壤含水量。 土壤水分特征曲线：吸力与土壤含水量的关系。

径流：由降水形成的、沿着流域的不同路径流入河流、湖泊或海洋的水流 三、

简答题

1. 造成非闭合流域的原因有哪些？

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① 岩溶地区溶洞发育，使地表和地下分水线。

② 较小的流域河流下切较强，流域出口流量不来自本流域，而来自其他

流域的流量。

③ 人为跨流域调水，将其他流域的水调到了本流域。 2．为什么我国年降水量从东南沿海向西北递减？

水循环过程中输送的水气主要来源于海洋蒸发，距海洋越近，水气输

送越容易，因而东南——西北递减，随着不断降水，西北水深减少，不利形成降雨条件。

3. 简述包气带的定义及其分带。

定义：地面以下潜水面以上的地带，也成非饱和带。 分带：毛管悬着水带、毛管上升水带、中间带

4. 在垂向上下渗过程土壤水剖面分为几个带？各带的土壤含水率有何分布

特征？试绘出下渗过程包气带水文分布示意图。 ① 饱和带：土壤饱水

② 水分传递带：土壤含水量沿深度分布均匀，厚度较大的非饱和土层，

土壤含水量介于田间持水量和饱和含水量之间，约为饱和含水量的60%—80%之间。

③ 湿润带：土壤含水量沿深度迅速减小并且在下渗过程中不断下移。 ④ 湿润锋：土壤含水量梯度很大，因此在该处将有很大的土壤水分作用

力来驱使湿润锋继续下移。

5. 阐述径流形成的过程

由降水到水流汇集至河口断面的整个物理过程成为径流过程。主要有降雨过程、流域蓄渗过程、坡面汇流过程、流网汇流过程。

① 流域蓄渗过程：当雨水降落到地面上时，大部分并不立即产生径流，

而是消耗于植物截留、下渗、填洼和蒸发，这一过程成为流域蓄渗。 ② 坡面汇流过程：就是净雨汇入河网的过程，分为三部分，地表径流、

壤中流、地下径流。

③ 河网汇流过程：各种径流成分经坡地汇流注入河网，在河网内沿河槽

做纵向流动和汇集的过程，称为河网汇流。

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6. 试论述下渗率与降雨强度的关系。

分两种1、降雨强度随时间不变。2、降雨强度随时间变化。 (1)降雨强度i<稳定下渗率fc 下渗量取决于降水强度 (2)i>fo 下渗量取决于下渗强度

(3)fctp 取决于下渗强度 （tp与降雨强度i有关，i越小，tp越大）

考虑两种极端。(1)任意时刻降雨强度都大于或等于下渗容量，下渗率取决于下渗容量。(2)任意时刻都小于或等于地表下渗容量。下渗率取决于降雨强度。

四、

计算题

1. 某流域如图所示，流域面积300k㎡，流域附近有A、B、C三个雨量站，

其上有一次降雨，降雨量分别为260mm，160mm，150mm。A、C权重分别为0.56和0.44.计算该流域平均降雨量。

2. 已知：流域汇流时间τm= 3Δt （Δt为等流等流时线法的汇流时线时距）,

流域均匀净雨历时tc =2Δt, 各时段内的净雨深分别为h1, h2。求：流域出口断面的流量过程Q(t) 。

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【归纳】在t c<τm 的条件下： 1) 流域出口断面流量过程的总历时为:

2) 流域出口流量过程线中最大的流量(洪峰流量)为A2 A3 的净雨形成的Q2 或

Q3，其为部分产流面积(A2+A1)或(A3+A2)上的净雨形成的（取决于流域面积沿汇流距离的分布）。故称为流域部分面积汇流形成的洪峰流量。

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已知：流域汇流时间τm= 3Δt, 流域均匀净雨历时tc= 4Δt, 各时段的净雨深分别为h1, h2, h3,h4。求：流域出口断面的Q(t)。

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1) 流域出口断面流量过程线的总历时为：

2) 产流过程中，最大流量为Q3 或Q4，为流域上全部面积上(A1+ A2+ A3)的净雨生成的（取决于净雨过程）。故称为流域全面汇流形成洪峰流量。

附：多年平均情况下的水量平衡方程P=Z+R。

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1) 流域出口断面流量过程线的总历时为：

2) 产流过程中，最大流量为Q3 或Q4，为流域上全部面积上(A1+ A2+ A3)的净雨生成的（取决于净雨过程）。故称为流域全面汇流形成洪峰流量。

附：多年平均情况下的水量平衡方程P=Z+R。

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