水文学原理期末考试复习重点 - 图文

一、

水文循环:在太阳能,地心引力和大气运动的影响下,在常温下就能实现固态,液态,气态三态转化的水,在地球系统中周而复始的转化和运动,有蒸发,大气输送,降水,径流四个过程组成

水文循环的意义:1水文循环时地球生命繁衍生息的根本原因;2水文循环式地球上导致地球千姿百态自然景观的根本原因3水文循环式自然界发生其他物质运移或循环的主要原因4水文循环使水能资源能够再生5储存在地球系统中的水因水文循环得以更新

降雨要素:降雨量降雨历时,降雨强度,降雨面积;

降雨的时间变化,降雨的空间分布;降雨特征综合曲线;雨强过程线,时段平均雨强过程线】,累积雨量过程线,时段降雨量柱状图,:监测降雨空间分布的基本方法时布设雨量站网,最常用来表达降雨空间分布的是等雨量线;降雨强度-历时曲线,降雨深-面积曲线,降雨深-面积-历时曲线

降雨;分类依据:降雨的成因机理;降雨要素特征。降雨条件:大气中含有水汽,水汽冷却条件,存在凝结核。分类:按降雨成因机理分类,按降雨要素特征分类:暴雨,暴雨型淫雨,淫雨

降雨类型:气旋雨;对流;台风;地形

降雨的要素:降雨强度,降雨量,降雨历时,降雨面积

土壤结构:排列方式,排列方向,土壤的团聚状态,土壤空隙大小,几何形状 土壤水的作用力:分子引力,毛管力,重力。土壤水的分类:吸湿水,薄膜水,毛管水,重力

土壤孔隙率,孔隙比之间的关系?

土壤水文常数:最大稀释量;凋萎系数,最大分子持水量;毛管断裂含水量;田间持水量;饱和含水量

水土势总势:饱和和非饱和

用热量平衡法得出的水面蒸发公式与太阳净辐射和温度,空气速度;用空气动力发得出的水面蒸发公式与温度

风速,比湿;

下渗能力;与供水强度无关,是供水强度充分大时的下渗率,只与土壤质地,结构,初始土壤含水量有关

下渗;阶段:渗润,渗漏,渗透,上包线,下包线:上是土壤干燥时的下渗曲线,下是土壤含水量达到田间持水量时的下渗曲线

水系:成出现在山丘区流域,网状一般是人工开挖出现在平原区流域。树状水系分为羽毛,扇形,混合状结构

坡面:坡面基本形状,矩形坡面,收敛型坡面,散发型 流域基本单元的概念及类型:?

流域形态因子:流域面积越大,形态因子越小,流域的形状越往狭长的方面发展:反之。。。。。。。。

非饱和下渗理论:初始条件;下边界条件;下边界条件; 流域面积:地面分水线包围区域的平面投影面积

饱和下渗理论的基本假设:一是以下渗锋面为界,其上土壤含水量为饱和含水量,其下仍保持原来的初始含水量,二是下渗锋面沿深度方向运动的条件是下渗锋面以上土壤含水量达到饱和含水量

蒸发率,蒸发能力:单位时间内,从单位面积的蒸发面逸散到大气中的水分子数量与从大气返回到蒸发面水分子数量的差值,当其大于或等于零时称为蒸发率;供水充分条件下的蒸发条件

水面蒸发除了供水条件和气象条件以外,还和本身水的性质有关确定水面蒸发的途径:理论途径和经验公式途径产流:是指雨水降落到流域后,通过植物截留过程,下渗过程,蒸散发过程,土壤的增减过程,产生能经由地面和地下汇集到流域出口断面的水量的现象,先决条件是要有降雨

包气带;上升毛管水和悬着毛管水;结构:一是包气带由土壤颗粒组成,二是包气带由岩石裂隙组成,三是既有土壤又有岩石裂隙

径流成分:超渗地面径流,饱和地面径流,地下水径流,壤中水径流; 包气带对降雨的作用;两个

地面对降雨的再分配作用;筛子模型:土层对降雨的再分配作用:门槛模型 径流产生:结合四幅图可得出:超渗地面径流的产流机制是降雨强度大于下渗能力;地下水径流大产流机制是整个包气带达到田间持水量;产生壤中水径流的机制:一是包气带中必须存在相对不透水层;二是至少上层的土壤含水量必须达到田间持水量产生饱和地面径流的机制是:一是包气带必须存在相对不透水层,二是至少上层必须达到饱和含水量流域产流的基本模式:蓄满产流模式是包气带达到田间持水量的产流模式:超渗产流模式是包气带未达到田间持水量的产流模式;超渗产流模式一定不会有地下水径流;

@运用蓄水容量曲线必须满足降雨空间分布均匀

;流域蓄水容量曲线的性质:1、对于一个流域,田间持水量的最小值可以为0,也可以为大于0的某一个数。2、对于闭合流域,这条曲线有上限,其上限值就是流域上各点包气带田间持水量中的最大值;3、对于一个流域,流域蓄水容量曲线是唯一的,

一个流域只有一条,不同流域一般不一样。4、流域蓄水容量曲线包围的面积相当于全流域达到田间持水量流域的平均蓄水深,称为流域蓄水容量,用Wm表示

洪水波概念:河槽内突然注入了一块水体而形成的‘波’,水力要素不断地随时间变化着,

洪水波形成的三个具体原因?特征?传播特征?

水文学常用的连续函数的简单入流:单位入流,单位矩形入流,单位瞬时脉冲入流【Ht推出的是s型曲线;Jt时段单线;瞬时单位线】【入流时间段,入流强度大,总量为1】单位瞬时脉冲入流的特征

水的密度特点:水温在4度时,密度最大,水温大于4度时,密度随着温度的升高反而增加,

伸长比:面积等于流域面积的圆的直径与流长度的比值Re= 1、水文学:研究地球上各种水体的一门科学。(P1

2、闭合流域:当地面分水线与地下分水线相重合时,称为闭合流域。(P14 3、河川径流:净雨汇集到河流后,在重力作用下沿河床流动的水流称为河川径流(P17

4、水文现象:自然界中水的运动变化和存在状态的现象(P1

5、流域汇流:具有一定空间分布各种径流成分流域汇流的特点:集总式,分布式流域汇流曲线的特点:唯一性,空间分布均匀流域调蓄作用实际就是坦化和推移作用的综合

6、。(P19

7、毛细现象:当水与毛管接触时,在管壁对液体分子的吸附力与液体表面张力和收缩的双重作用下,使表面张力向上的拉引力与毛管内升高的液体重量达到平衡,管内的液体停止上升的现象(P52

8、田间持水量:指土壤中所能保持的最大毛管悬着水量(P51

9、土水势:在标准大气压下,从水池中把单位质量的纯水从基准面上等温可逆地移动到土壤某一吸水点,使之成为土壤水时必须做的功(P53

10、下渗能力:充分供水条件下的下渗率称为下渗能力(P64

11、饱和带土壤缺水量:指包气带蓄水容量与包气带初始蓄水量的差值(P103 12、产流过程:降雨经过植物截留、填洼、下渗等损失后转化为净雨的过程 二、简述题

1运动波的方程和特点:一是流量与水位呈单值关系;二是dq比da等于c;三是c大于等于v;四是运动波的消散是由于波的破碎扩散波的方程和特点:一是水位和流量呈绳套曲线;二是dq比da等于c;三是a2q比ax2在拐点处等于0;四是扩散波是以坦化的形式消散的

13、下渗曲线与累积下渗曲线有何联系?符合这种关系的参数还有那些? 答:下渗曲线表示下渗能力随时间的变化过程线;累积下渗曲线表示累积下渗量随时间的增长曲线。累积下渗曲线任一点切线的斜率即为该时刻的下渗率(P64

流域蓄水容量面积分配曲线?流域下渗容量面积分配曲线?各有什么特征? :流域蓄水容量面积分配曲线:流域内蓄水容量小于等于给定值W′m的面积f/F与蓄水容量值W′m的关系曲线。特点:(1上包线:全流域干燥时,W0=0 (2下包线:流域含水量达田间持水量时,W0=Wm流域下渗能力面积分配曲线:流域下渗能力下雨等于给定值fn的面积f/F与下渗能力fn的关系曲线

1、什么是水文循环,分为哪几类?

答:水文循环是指地球上或某一区域内,在太阳辐射和重力作用下,水分通过蒸发、水汽输送、降水、入渗、径流等过程不断变化、迁移的过程。

1大循环:大区域(领域内的循环,也称外循环。 海洋云,大气陆地海洋

2小循环:小区域(领域内的循环,也称内循环。 海洋云,大气陆地 海洋云,大气海洋

2、简述整个水文循环过程

答:地球上的各种水体,在太阳辐射的作用下,不断地因蒸发而变成为水汽进入大气,再由气流的水平输送和上升凝结形成降水,落到地面或海洋。落到地面的雨水,一部分蒸发返回大气,另一部分以地面径流和地下径流的形式注入海洋。

3、简述流域平均降水量的计算方法及使用条件

答:流域内平均降雨量的计算方法有(1算术平均法(多适用于面积不大,地形起伏不大,站点较多且布设较均匀的流域。(2泰森多边形法(适用于降雨分布不均,站点较少,面积不大的

流域。(3等雨量线法(

适用于面积大、站点密的流域。(4距离平方倒数法,适用于站 点多,且已知附近点的雨量值。 。

5、写出闭合流域的水量平衡方程,并指出式中含义 答:初末地下地面W W Y R R E P -++++=,式中P 为流域内降水量;E 为流域内的净水分蒸发量;地面R 为由河流径流量的变化量;地下R 为由地下流径流量的变化量;Y 为用水量;末W 为流域内时段末的蓄水量;初W 为流域内时段初的蓄水量。 。

8、简述土水势构成和物理意义

答:土水势是由基质势、溶质势、压力势和重力势构成。物理意义是在标准大气压下,从水池中把单位质量的纯水从基准面上等温地和可逆地移动到土壤某一吸水点,使之成为土壤水时必须做的功。

11、简述下渗的概念及物理过程

下渗:指降落到地面上的雨水从地面渗入土壤内的现象

物理过程:(1渗润阶段。下渗的水分主要受分子力和毛管力的作用,被土壤颗粒吸收而成吸湿水和薄膜水。(2渗漏阶段。下渗水分主要在毛管力、重力作用下沿土壤孔隙向下作不稳定流动,并逐渐填充土壤孔隙直至饱和。(3渗透阶段。土壤孔隙充满水而饱和,水分在重力作用下呈稳定流动。(P62

(

14、简要说明影响径流的主要因素有哪些?为什么久晴不雨河川径仍不息? 答:1.流域的气象条件2.流域的地理位置3.流域的地形特性4.流域形状和面积5.流域的植被6流域内的土壤及地质构造7.湖泊和沼泽8.水利化措施。

河川径流是流域降雨通过产流、汇流过程形成的,汇流包括地面汇流和地下汇流,地面汇流受外界条件影响变化很快,当久晴不雨时,运动极其缓慢的地下汇流会补充地面水,使河川仍径流不息

15简述蒸发的类型和影响蒸发的控制条件?

答:蒸发的类型有水面蒸发、土壤蒸发、植物散发、流域蒸散发蒸发的控制条件有:(1供水条件:蒸发面上储存的水量多少;(2能量条件:蒸发面上水分子获得能量的多少(3水汽输移条件

1.求Q W R

(1流量Q :单位时间内流经河流某一水断面的水量。m3/s (2径流总量W :一段时间内通过河流过水断面的总水量,m3(W=Qt (3径流模数M :单位流域面积上平均产生的流量,L/s ?km2(M=1000Q/F (4径流深度R : 它是径流总量W 折算成全流域的平均水深,单位为mm ,常用来与降水量作比较(R=W/1000F=QT/1000F

(5径流系数α:径流深度R 与降水量X 之比(α=R/P

某水文站流域面积F=54500km2。多年平均降雨量P=1650mm,多年平均流量Q=1680m3/s。求该流域径流参数。 解:(1多年平均径流量:W=QT=1680*365*86400=530亿m3

(2多年平均径流深:R=W/1000F=530*108/1000*54500=972mm (3多年平均径流模数:M=1000Q/F=1000*1680/554500=30.8L/(skm2 (4多年平均径流系数 :α=R/P=972/1650=0.59 2径流分类

径流是指降雨及冰雪融水在重力作用下沿地表或地下流动的水流。径流有不同的类型,按水流来源可有降雨径流和融水径流;按流动方式可分地表径流和地下径流,地表径流又分坡面流和河槽流。此外,还有水流中含有固体物质(泥沙形成的固体径流,水流中含有化学溶解物质构成的离子径流(见化学径流等。

论述

为何只有九种径流类型?

九种径流成分组合(或九种单点产流类型

1(超渗Rs 、2(超渗 + 壤中Rs + Rsb 、3(壤中 + 饱和地面Rsb + Rsat 、4(超渗 + 地下 Rs + Rg 、5(壤中 + 地下Rsb + Rg 、6(壤中 Rsb 、7(超渗 + 壤中 + 地下Rs + Rsb +Rg 、8(饱和地面 + 壤中 + 地下Rsat + Rsb +Rg 、9(地下Rg

依据不同径流成分的共生或伴生条件只能组合出9 种情况。

14C 组合有三种类型:只组合其中一种径流成分,可得3种径流成分组合Rs 型、Rsb 型、Rg 型。

为何没有饱和地面径流Rsat 型 ?依据据饱和地面径流形成机制,判定饱和地面径流形成一定伴生壤中径流生成。所以,Rsat 不会以一种独立的径流类型出现,但可与Rsb 一起与其它径流类型伴生。

24C 组合有四种类型:只组合其中的两种径流成分,可得到:Rs + Rsb 型、Rs +Rg 型Rsb +Rsat 型、Rsb +Rg 型。为何没有 Rsat + Rs 型 与 Rsat+ Rg 型?

依据据饱和地面径流形成机制,Rsat 形成的前提条件是有壤中径流产生,问题中的两种组合形式不会存在。但壤中流可以和另外三种径流成分组合在一起。

34C 组合有两种类型:只组合其中三种径流成分,可得到:Rs + Rsb +Rg 型、Rsat + Rsb +Rg 型Rs 与Rsat 二者形成机制不相容,不会共存。所以只有上面两种形式的总径流构成组合,也没有四种径流成分共存的径流类型。

这样, 四种径流成分的可能组合数只能是 9

结合降雨、下渗、径流的关系,阐述流域内一次暴雨的产、汇流过程。(以画图辅助说明

答:暴雨洪水的形成过程与径流形成过程是一 样的,现用图(2分说明如下:在这次降雨

过程中,在t 1时刻,降雨开始,当降雨强度 逐渐增加,土壤由于雨水不断下渗,其下渗率 逐渐降低,到t ′3时,降雨强度恰等于当时当 地的下渗率。(1分从强度方面看,地面该开 始产生径流。但由于此时尚未满足土壤的总吸 水量,因此实际产生径流的时刻不是t ′3而是 稍后的时刻t3。(1分此后,在流域面积上普 遍开始产生径流,其水量不断增加,逐渐汇入

河网,同时,主河槽不断汇集各地之径流及沿 途补充之降雨,并且水量由于沿途下渗与蒸发 不断损失,最后流经出口断面,形成图6.3b 地 面(洪水径流过程。(1分在这次降雨趋于停 止时,降雨强度逐渐减小到稳渗率的程度,地 面径流逐渐消失,此即净雨终止的时刻t2。由 t ′3到t2的时间段又称为产流历时。(1分 但河槽集流过程并未停止,它包括雨水由坡面

汇入河网,直到全部流经出口断面时为止的整个过程,它的延续时间最长,比净雨历时和坡地漫流历时都要长得多,一直到t4时刻为止,由这次暴雨产生的洪水过程才算终止。由t2到t4这段时间称为流域最大汇流时间,以τ表示,即流域最远点A 的净雨流到出口断面B 所花费的时间(图6.3b 、c。(1分

某流域AB 上发生一场暴雨,已知τ= 3小时,c t = 3小时,各时段净雨

深为1R = 20mm ,2R = 25mm ,3R = 10mm , 1f = 1.5 km 2,2f = 3.0 km 2 ,3f = 2.0 km 2。用等流时线原理计算流域出口B 点的流量,绘出洪水过程线,并指出洪峰流量及

发生时间。

解:由条件分析,=?t 11小时 末:t ?1 s m 34.8512027803111=??=???=..f R t K Q (1分 末:t ?2 ((s m 11.27032051252780321122=?+??=+??=...f R f R t K Q (1分 末:t ?3 ((s m 14.360.22003255110278033122133=?+?+??=++??=...f R f R f R t

K Q (1分 末:t ?4 ((s m 24.220.22503102780332234=?+??=+??=..f R f R t K Q (1分 14C 14 C

末:t ?5 s m 56.50.21027803335=??=??= .f R t K Q (1分 末:t ?6 06=Q (1分 洪水过程线图,见下图(3分

由计算结果和洪水过程线图知,洪峰流量发生在第3时段末,Q m =36.14m 3 /s 。(1分

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