水文学原理期末考试复习重点

一、名词解释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：降雨扣除损失后的净雨量，从流域坡面汇入河网，再由河网向流域出口断面汇集的过程，称为流域汇流。（P19）6、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）7、田间持水量：指土壤中所能保持的最大毛管悬着水量（P51）8、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）9、水文特征曲线滞后：即湿化过程的含水率随基质势的变化落后于干化过程，这种现象称为土壤水力特性滞后现象（P54）10、渗透系数K：表示土壤透水性的数量指标，其数值等于水力坡度为1时的渗透速度（P56）11、径流模数：流域出口断面流量与流域面积之比称为径流模数（P23)12、水动力弥散系数：水分扩散系数是单位时间内，通过单位长度土体的水量，表征土壤中水分的扩散能力，在数量上等于单位含水量梯度下，通过单位土壤断面面积上的土壤水量。13、下渗能力：充分供水条件下的下渗率称为下渗能力（P64）14、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）15、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、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。4、什么是植物截留；其影响条件是什么？答：植物截留是指降雨被植物枝叶拦截并滞留在植物枝叶上的现象。其影响条件可分为两大类，第一是植物本身的生理特性，如树种、树龄、林冠厚度，茂密度等；第二，气象因素，如降水强度、蒸发、气温、季节、风等。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WWYRREP-，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。6、什么是填洼，其影响因素是什么？答：填洼是指流域内坡面上流动的水流向坡上的洼地汇集并积蓄于洼地的现象。其影响因素有流域的坑洼体积及地貌条件、土壤入渗状况、降水量、降水强度和降水历时等降水特性。7、为何不饱和土壤的土水势是负值？答：不饱和土壤中的水分受到各种力的束缚，与自由的纯水相比，其运动难度比较大。但自由的纯水可以进入不饱和土壤，说明自由水的势能比不饱和土壤水的势能大，所以不饱和土壤水就小于零，是负值。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。9、试述达西定律的形式及各项物理意义答：LhKAQ，Q为通过与渗流方向垂直的横断面A的渗流量；K为反映土壤透水特性的比例系数，称为渗透系数；h为流经距离L的水头损失；10、简述土壤物理常用指标方法答：土壤比重sr，wsrWWS；土壤容重d，d=VWS;土壤孔隙比e，e=SVVV;孔隙率，=VVV11、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)12、一次降雨过程中，下渗是否总按下渗能力进行？为什么？答：下渗不是总按下渗能力进行。因为：（1）当降雨强度≧下渗强度时，满足充分供水的条件，各时刻均按下渗能力下渗。（2）当降雨强度≦下渗强度时，下渗率取决于降雨强度，下渗过程与降雨过程完全相同。（3）当稳定下渗能力＜降雨强度＜下渗强度时，这种情况开始时的雨强小于下渗能力，全部降雨渗入土壤，随着下渗水量增加，土壤含水量也增加，下渗率随之递减，到某时刻，雨强大于下渗能力，此时将按下渗能力下渗。（P65）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）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、流域蒸散发等。影响蒸发的控制条件有：（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）动力条件：蒸发面上空水汽输送的速度如何。简述各类山坡流域产流机制及主要特点？17、什么是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？答：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的关系曲线计算题类型1.求QWR(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=0.592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t1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14C14C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=3小时，ct=3小时，各时段净雨深为1R=20mm，2R=25mm，3R=10mm，1f=1.5km2，2f=3.0km2，3f=2.0km2。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，t11小时末：t1sm34.8512027803111..fRtKQ（1分）末：t2sm11.27032051252780321122...fRfRtKQ（1分）末：t3sm14.360.22003255110278033122133...fRfRfRtKQ（1分）末：t4sm24.220.22503102780332234..fRfRtKQ（1分）末：t5s