桥涵水文001

思考题与习题 第2章 水文学的一般概念与水文测验 2.1  如何量取河长?如何计量某河段的弯曲系数? 2.2  简述平原河道平面形态特点与水流冲淤特性。 2.3  如题2.3表，已知各河段特征点的河底高程及其间距，试求各河段的平均比降及全河的平均比降。 2.4  什么叫流域分水线?如何量取流域面积? 2.5  河川径流一般指的是什么?河川径流量可用哪几个特征值表示? 2.6  某河某水文站控制流域面积为566km2，多年平均径流量为8.8m3／s，多年平均降雨量为686.7mm，试求其各径流特征值。 河段平均比降计算资料                        题2.3表 自河源起至河口至各河段编号 底坡变化特征点上、下高程 （m） 各特征点间距 （km） 各段平均比降 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 全 河 72.5～41.9 41.9～25.6 25.6～16.3 16.3～3.7 3.7～0 211 253 248 200 60           2.7  我国南、北方河流的特征时期是什么? 2.8  影响径流的主要因素有哪些? 2.9  什么叫水位?如何测定水尺的零点高程? 2.10  简述如何用流速仪测量流速并计算流量。 2.11  含沙量与输沙率有何不同? 2.12  已测得13对水位—流量关系如题2.12表1所示，另有实测的水位—面积、水位—水面宽度以及用流速仪测得的4个水位—流量关系如题2.12表2所示。试用断面特征法将水位—流量关系曲线延长到最高水位H＝4.0m处。 实测水位—流量关系                        题2.12 表1 水位H（m） 1.00 1.20 1.30 1.35 1.45 1.50 1.70 流量Q（m3/s） 860 980 1100 1150 1260 1290 1400                 水位H（m） 1.80 1.90 2.05 2.20 2.50 2.80   流量Q（m3/s） 1600 1700 1800 2000 2400 2650                   其它实测关系                              题2.12 表2 水 位 H 过水面积 ω 河宽 B 湿周 Χ 水力半径 R ω 流量 Q 附 注 （m） m2 m M m m3/s   1.0 1.5 2.0 2.5 530 650 780 900 196 210 223 231         860 1290 1780 2400 用流速仪测 得的流量 3.0 4.0 1020 1280 239 254           待求流量                   第三章 水文统计基本原理与方法 3.1  水文计算为什么要采用数理统计法? 3.2  频率、概率和累积频率有什么区别?扼要说明累积频率的基本特性。 3.3  什么叫重现期?它和物理学中的周期有何区别?      3.4  累积频率与设计频率有何区别? 3.5  简述经验适线法的操作步骤。 3.6  试述计算经验频率曲线及理论频率曲线的意义。 3.7  设有系列：1，2，3，4，5，6，20，试求此系列的统计参数。 3.8  有A，B两系列，A系列平均数为 ，偏态系数CsA，对应的累积频率为PA；B系列平均数为 ，偏态系数为CsB， B对应的累积频率为PB。若CsA＞CsB，试PA与PB哪个大(扼要说明原因)?                                                                                3.9  已知统计参数 ＝1000m3／s，Cv＝0.5，Cs＝2Cv，试绘制理论频率曲线，并确定P＝1％时的设计流量Q1%。 3.10  若 ＝1000m3/s，Cv＝0.5，Cs＝4Cv，试比较本题理论频率曲线与题3.9曲线的差异，并求Q1％值。 3.11  已知两系列的统计参数：Cv1＝Cv2＝1，Cs1＝Cs2＝2Cv， ＝1000m3/s， ＝4000m3/s，两系列P＝1％时的设计流量Q1％ 有何关系? 3.12  如题3.12图。黑点为经验频率点据，实线为理论频率曲线。适线时，欲使理论频率曲线更靠近经验频率点据，应调整什么参数?增大还是减小? 3.13  已收集到某取水建筑物附近的洪水流量资料如题3.13表，试用频率分析综合程序推求百年一遇的洪水流量QＰ。 题3.13表 记 录 年 份 1936 1937 1938 1939 1940 1941 1942 1943 1944 1945 Q (m3/s) 570 503 313 485 460 592 460 215 333 411   记 录 年 份 1946 1947 1948 1949 1950 1951 1952 1953 1954 1955 Q (m3/s) 263 460 342 274 496 399 273 306 346 463                       3.14  均方差与标准误差有何区别? 3.15  说明总体与样本的区别和联系? 3.16  变量间的相关关系有哪几种，为什么要进行相关分析? 3.17  相关分析应满足哪些条件?长短系列分别用什么变量表示(变量为x，y)? 3.18  下列符号代表什么含义? 第四章 年径流与洪、枯径流 4.1  年径流分析与计算包括哪些主要内容?工程上有何用途? 4.2  径流资料的一致性指的是什么?如何进行分项还原计算? 4.3  径流资料的代表性指的是什么?如何检验一个n年样本系列的代表性? 4.4  如何根据多年平均年径流深等值线图求某流域的年平均径流量? 4.5  什么是水文比拟法?怎样选择参证站? 4.6  表示径流年内分配的方式有哪几种?各表示什么内容? 4.7  已知设计年径流量QＰ=12m3／s，代表枯水年的年径流量年内分配如题4.7表，试确定设计年径流量的年内分配。 代 表 枯 水 年 径 流 年 内 分 配                    题4.7表 月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 年平均 月平均流量(m3/s) 5.3 5.0 5.4 8.4 12.8 19.7 23.4 17.8 13.5 7.9 6.2 5.1 10.9                             4.8  试简述设计洪水的概念及其内容。 4.9  有哪两类防洪设计标准?试各举一例说明之。 4.10  试简述调查考证洪水特大值的意义及特大值的处理。 4.11  试简述连序系列与不连序系列的概念及其组成。 4.12  按年最大值法选样，得1960～1980年连续实测最大流量，全部流量总和∑Qj=4800m3/s，其中1976年特大流量Q1976=1200m3/s。此外，又于文献中查得历史特大洪峰流量：1880年为Q1880=1000m3/s，1890年为Q1890=1100m3/s，试求： (1) 系列平均数Ｎ； (2) 各特大值重现期T(Q1976)，T(Q1880)，T(Q1890)； (3) 连续观测资料中次大洪峰流量的重现期。 4.13  已知某站1959～1978年实测洪峰流量资料(见题4.13表)，另经历史洪水调查，得1887，1933年历史洪峰流量分别为Q1887＝4100m3/s，Q1933＝3400m3/s，试按此样本系列推算P＝1％的设计洪峰流量Q1％。 某 站1959～1978年 实 测 洪 峰 流 量                    题4.13 表 年 份 流 量(m3/s) 年 份 流 量(m3/s) 年 份 流 量(m3/s) 年 份 流 量(m3/s) 1959 1960 1961 1962 1963 1820 1310 996 1090 2100 1964 1965 1966 1967 1968 1400 996 1170 2900 1260 1969 1970 1971 1972 1973 720 1360 2380 1450 1210 1974 1975 1976 1977 1978 1500 2300 5600 2900 1390                 4.14  简述影响枯水径流的主要因素。     4.15  枯水径流的历时如何确定?枯水径流的经验频率如何计算? 4.16  简述含零枯水系列的频率分析方法。 4.17  试述选择枯水径流参证站的原则。 4.18  缺乏资料地区枯水径流估算的方法有哪些? 4.19  径流调节的目的何在? 4.20  试校核图4.7的调节容量(提示：春季开始于二月份，元月份属于去年冬季)。 4.21  各种库容及其特征水位有哪些?如何确定总库容? 4.22  设计年径流年内分配如题4.7所求结果，若年平均用水流量 ＝10m3/s，试确定给水调节库容V(为简化计算，损失略去不计)。 4.23  什么是潮汐现象?什么叫高潮、低潮、潮差及潮期? 4.24  什么是潮流界?什么是潮区界? 4.25  潮汐河口的水位变化与哪些因素有关? 4.26  简述潮位频率计算的方法。 第五章 降水资料的收集与整理 5.1  什么是降水三要素?如何观测降水量? 5.2  计算流域平均降水量常用哪些方法?其计算公式和适用条件为何? 5.3  试将图5.9按表5.3的内容对照整理分析一下。 5.4  试用程序框图扼要说明图解法求暴雨强度公式 中参数(A1、B及n)的步骤。 5.5  某城市根据自记雨量计记录资料，经过计算整理得出题5.5表。试用图解法推求暴雨公式 中的A1、B及n。然后，再利用非线性最小二乘估计程序(需稍加改动)进行求解，并将结果与手算法加以比较。 i — t — T    关  系                        题5.5表 序号 重现期T (a) 降 雨 历 时t (min) 5 10 15 20 30 45 60 i (mm/min) 1 2 3 4 5 6 7 8 10 5 3 2 1 0.5 0.33 0.25 3.30 2.92 2.61 2.40 1.85 1.44 1.15 1.00 2.51 2.00 1.81 1.65 1.35 1.10 0.92 0.70 1.85 1.65 1.45 1.35 1.18 0.87 0.72 0.58 1.57 1.40 1.30 1.22 0.98 0.79 0.61 0.50 1.30 1.15 1.05 0.95 0.80 0.65 0.51 0.40 1.15 1.00 0.88 0.80 0.63 0.48 0.38 0.32 1.01 0.86 0.76 0.68 0.54 0.40 0.32 0.26                   第六章 小流域暴雨洪峰流量的计算 6.1  为什么要计算降雨损失?降雨主要有哪些损失?一次降雨的净雨深如何计算? 6.2  如题6.2图，设f1=0.5km2，f2=15km2，f3=10km2，流域汇流历时τ=3h，净雨历时tc=4h，净雨深依次为：R1=30mm，R2＝20mm，R3=R4=10mm试求最大流量及流量过程线。 6.3  什么是流域最大汇流时间?什么是产流历时?什么是降雨历时?三者有何异同? 6.4  用水科院水文所公式推算暴雨洪峰流量需要哪些资料?简要说明其计算步骤。 6.5  我国南方某丘陵地区一小河，流域面积F = 18.6km2，主河槽长度L = 5.5km，河槽纵比降S=0.0083。属植被一般的土石山区，流域内耕地较多，间有稀疏幼林，土质为壤土。24h平均降雨量 =100mm，Cv，24=0.5，Cs，24=3.5Cv，24，n=0.70，试用水科院水文所公式求设计频率为P＝1%的洪峰流量Qm。 6.6  用铁一院两所公式推算暴雨洪峰流量有何特点?简要说明其计算步骤。 6.7  已知某小河流域面积F=39km2，地处丘陵区，植被中等，河床弯曲，多冲田滩地。主河槽长度L1=32km，平均坡度S1=165‰；山坡平均长度Ｌ2=0.2km，平均坡度S2=673‰；河槽流速系数A1=0.167(m1=10，α=4)，山坡流速系数A2=0.015。土壤类别为Ⅲ类，其R=1.02，γ1=0.69；暴雨公式采用i=At-n形式。频率为1%的点雨力A点=74mm/h，n1=0.42，n2=0.70，长短历时暴雨强度衰减指数转折点时间t0=1h。试用铁一院两所公式计算频率为1%的设计洪峰流量。 6.8  按暴雨资料推求洪峰流量时，在哪些参数中体现出设计频率? 6.9  某地川原沟壑区有一流域面积F=32.5km2的河流，试按式(6.67)与表6.16推求设计频率为2%的洪水流量。 6.10  某丘陵区有一小河，流域面积F=18.4km2，该地区多年平均最大24h暴雨量 24 = 110mm，Cv，24=0.55，Cs，24=3.5Cv，24，n=0.70，试用公式(6.69)与表6.17求该地设计频率为5%的洪水流量。 第七章 城市降雨径流 7.1  城市化程度的提高对城市水文过程有什么影响? 7.2  城市暴雨径流有何特点?城市化对城市降雨径流有什么影响? 7.3  城市水文资料的收集应注意哪些方面?为什么城市水文测验中还包括径流水质监测方面的内容? 7.4  城市暴雨径流的水质有何特点?城市暴雨径流中污染物来自何处? 7.5  城市径流水质控制应遵循的基本原则有哪些?    7.6  用于城市径流水质控制的滞洪设施主要有哪几种? 分别说明这些滞洪设施是如何控制径流水质和调节径流的。 三、名词解释 1.输沙率 2．重现期 3．桥孔净长 4．相关系数 5．河川径流 6．径流系数 7．含沙量 8．闭合流域 9．水拱现象 10．一般冲刷深度 11．降水强度 12．非闭合流域 13．累计频率 14．设计洪水 15．桥下河槽最低冲刷线 16．流域 17．副流 18．PMP 19．水力粗度 20．冲止流速 四、计算题 1．已知某流域F=100km2，多年平均年降水量 =1200mm，多年平均年径流深＝600mm。试求多年平均流量、多年平均年蒸发量、多年平均年径流系数、多年平均年径流模数M。 2．某水库坝址断面处有1958年至1995年的年最大洪峰流量资料，其中最大的三年洪峰流量分另为7500m3/s、4900m3/s和3800m3/s。由洪水调查知道，自1835年至1957年间，发生过一次特大洪水，洪峰流量为9700m3/s，并且可以肯定，调查期内没有漏掉6000m3/s以上的洪水，试用分开排位法分别计算各次洪水的经验频率。 3．某桥位断面的设计洪水位为67.85m，设计最高通航水位为65.20m，通航净空高度为8m , 各种水面升高值和为0.6m , 简支梁桥, 桥跨的结构高度为1.82m , 安全净空0.5m，其它影响因素忽略不计, 试确定该桥的桥面标高。 4．已知甲、乙两条河流流域的自然地理特征很相似，甲河有1971～1985年的流量资料，乙河有1956～1985年的流量资料，能否用乙系列展延甲系列？为什么？若可以，请利用下列表格中乙系列的流量展延求得相应甲系列的流量（经计算： = 520m3/s， = 0.34； = 600m3/s， = 0.31， r ）。= 0.98 年份 1968 1969 1970 乙系列流量 820 560 780         5．已知某水电站坝址年平均流量Q系列：7.28、8.58、10.89、9.11、11.42、11.98、13.25、6.91、6.42、12.55。 ①试计算年平均流量的均值；②假定Cs=2Cv，试求Q90％。 附表 皮尔逊Ⅲ曲线Kp值表（Cs=2Cv） Cv P(%) 0.15 0.20 0.25 0.30 10 1.20 1.26 1.33 1.40 50 0.99 0.99 0.98 0.97 90 0.81 0.75 0.70 0.64           6．某水文站有1950～2001年的实测洪水资料，其中1998年的洪峰流量2680 m3/s，为实测期内的特大洪水。另根据洪水调查，1870年发生的洪峰流量为3500 m3/s和1932年发生的洪峰流量为2400 m3/s的洪水，是1850年以来仅有的两次历史特大洪水。现已根据1950～2001年的实测洪水资料序列（不包括1998年洪峰）求得实测洪峰流量系列的均值为560 m3/s，变差系数为0.95。试用矩法公式推求1850年以来的不连续洪峰流量序列的均值及其变差系数为多少？ 7．已求得某桥位断面年最大洪峰流量频率计算结果为Q=365m3/s，C v=0.72，Cs=3Cv。试推求该桥位断面50年一遇设计洪峰流量。皮尔逊Ⅲ型曲线离均系数Φ值表见下表。 皮尔逊Ⅲ型曲线离均系数Φ值表 P% Cs 2 10 50 90 97 2.1 2.93 1.29 -0.32 -0.869 -0.935 2.2 2.96 1.28 -0.33 -0.844 -0.900             8．已知某流域年径流量R和年降雨量P同期系列呈直线相关，且R的均值为720mm，P的均值为1100mm，R的均方差为150mm，P的均方差为120mm，相关系数为0.85。以知该流域1998年P为1600mm，试求1998年的R。 9．根据某水文站观测资料得该站最大洪峰流量频率计算结果为Q=667m3/s，Cv=0.32，Cs=2Cv。试推求该桥位断面十年一遇丰水年和十年一遇枯水年的洪峰流量。皮尔逊Ⅲ型曲线离均系数Φ值表见下表。 皮尔逊Ⅲ型曲线离均系数Φ值表 P% Cs 1 10 50 90 99 0.64 2.78 1.33 -0.09 -0.19 -1.85 0.66 2.79 1.33 -0.09 -0.19 -1.84