工程水文水力学思考题和计算题(25题思考问答题,20题计算题)答案 下载本文

南方多雨地区剧烈。

21、何谓保证率?若某水库在运行100年中有85年保证了供水要求,其保证率为多少?破坏率又为多少?

答:用水的保证程度。p=85%;q=1-85%=15% 22、何为抽样误差,如何减少抽样误差?

答:用一个样本的统计参数来代替总体的统计参数是存在一定误差的,这种误差是由于从总体中随机抽取的样本与总体有差异而引起的,与计算误差不同,称为抽样误差。 抽样误差的大小由均方误来衡量。计算均方误的公式与总体分布有关。对于皮尔逊Ⅲ型分布且用矩法估算参数时,用、、、分别代表、、Cv 和Cs 样本参数的均方误,计算公式略。抽样误差的大小,随样本项数、cv、和cs 的大小而变化。样本容量大,对总体的代表性就好,其抽样误差就小,这就是为什么在水文计算中总是想方设法取得较长的水文系列的原因。

23、设计洪水的概念

答:由于流域内降雨或溶雪,大量径流汇入河道,导致流量激增,水位上涨, 这种水文现象,称为洪水。在进行水利水电工程设计时,为了建筑物本身的安全和防护区的安全,必须按照某种标准的洪水进行设计,这种作为水工建筑物设计依据的洪水称为设计洪水。在工程设计中,设计标准由国家制定,以设计规范给出。规划中按工程的种类、大小和重要性,将水工建筑物划分为若干等级,按不同等级给出相应的设计标准。

24、等流时线的原理以及应用

答:假定流域中任一地点的雨水流速都相同,则任一地点净雨水质点流达出口断面的时间就取决于它与出口断面的距离。据这一假定,将流域内汇流时间相等的点连接起来,称为等流时线。 等流时线概念简明地阐述了流域出口流量是如何组成的。它是水量平衡方程在动态条件下的表述,是流域汇流计算的一个基本概念。但它只考虑了汇流的平均流速,没有考虑同一条等流时线上的水质点具有不相同的流速。在汇流过种中,各条等流时线上的水质点可以相互混合。这种

现象称为流域的调节作用。它使得出口的流量过程比上述公式所计算的更为平缓。因此,等流时线方法的误差很大,现已很少直接应用,或需经调蓄改正后,才能实际应用。

25、推求设计洪水有哪几种基本途径?

这里所指的设计洪水是广义的,包括校核洪水。设计洪水的计算内容包括洪峰流量、设计洪量和设计洪水过程线。由于每个工程的特点和设计要求不同,设计的重点和计算的内容不同。例如,提防、灌溉用渠道、桥涵等建筑物没有调蓄能力,则对工程起控制作用的是洪峰流量,因此,只需重点计算设计洪峰流量;而对于滞洪、蓄洪区则主要计算洪水总量;对于水库,由于设计洪峰流量、设计洪水总量和设计洪水过程线对水库都有影响,则需要计算设计洪峰流量、设计洪水总量和设计洪水过程线。

设计洪水的推求一般分为有资料和无资料两种情况。

有资料推求设计洪水分为三种:①由流量资料推求设计洪水;②由暴雨资料推求设计洪水;③由水文气象资料推求设计洪水。

无资料推求设计洪水分为地理差值法和经验公式法两种方法。①地理差值法是对于缺乏实测资料地区,根据邻近地区的实测或调查资料,对洪峰流量模数、暴雨特征值、暴雨和径流的统计参数等,进行地区综合,绘制相应的等值线图,一般供无资料的中小流域使用;②经验公式法是在上述地区综合分析基础上,建立洪水与暴雨特征值和流域特征值的简化公式,用于估算无资料地区的设计洪水。

无论采用何种方法推求设计洪水,均需要进行历史洪水调查,用来参加计算或作为分析论证的依据,上述各种方法是相辅相成的,可同时使用几种方法,相互验证、综合分析,选定合理成果。

二、分析计算题

1、某水文站控制流域面积F=560KM2,已知多年平均降雨量P?820mm,多年平均径流系数?=0.40,试求其多年平均年径流总量W,多年平均年径流量

Q,多年平均径流深R及多年平均年径流模数M。

解: 多年平均径流深R??P?0.4?820?328mm

?36年平均年径流总量W?RF?328?560?10?10=18368(万m3)

多年平均年径流量

Q?W183680000??5.824(m3/s)T365?24?3600 Q5.824?103??103?10.4L/(s?km2 F560多年平均年径流模数M???2、某流域面积F=900KM2,其多年平均降雨量P?1280mm,多年平均径流深R?650mm,试求多年平均蒸发量E。又该地多年平均水面蒸发量

Ew?1500mm,如该河修建水库后,在该河流域面积之内的水面面积比之未建

水库时增加60KM2,试分析建水库后流域多年平均蒸发量是增大还是减小?并计算建水库后的多年平均径流深R?及多年平均年径流量Q。

答:根据流域多年平均水量平衡关系有:E?P?R?1280?650?630(mm) 修建水库后,由于增加了水面面积,而水面蒸发量大于陆面蒸发量,因此,修建水库后增大了蒸发量。可近似取陆面蒸发量为流域多年平均蒸发量,则建水库后多年平均增加的蒸发量:

?W?Ew?E??F??1500?630??60?10?3?106?522?104m3 故修建水库后的多年平均蒸发量为:

522?1043E??E??W/F?630?10?630?5.8?635.8mm 6900?10??故建水库后的多年平均径流深R?为:R??P?E??1280?635.8?644.2(mm)

R??F644.2?900?103??18.38m3/s 多年平均年径流量Q?T365?24?3600??

3、某水库属大(2)型水库,已知年最大7天暴雨系列的频率计算结果为=432mm、CV=0.48,CS=3CV。试确定大坝设计洪水标准,并计算该工程7天设计暴雨。

提示已知适线结果的情况下,推求设计值均用如下公式:

答:因为该水库属大(2)型水库,根据水利部2000年颁发的编号为SL 252-2000的《水利水电工程等级划分及洪水标准》,水库工程为Ⅱ等,大坝为2级建筑物,设计洪水标准为500~100年一遇,从工程的重要性考虑,最后选定按500年一遇洪水设计。因为暴雨和洪水同频率,因此要推求500年一遇的设计暴雨,即:

mm

4、某工程设计暴雨的设计频率为P=2%,试计算该工程连续2年发生超标准暴雨的可能性?

答:因为暴雨是随机事件,每年都有P=2%的可能性发生超标准暴雨,连续2年发生超标准暴雨的概率为: pM?px?0.022?0.04%

5、已知某流域多年平均最大3天暴雨频率曲线:试求该流域百年一遇设计暴雨。 答:

mm

=210mm、CV=0.45,CS=3.5CV,

6、某流域根据实测暴雨和历史调查大暴雨资料,已经绘制出7d暴雨量经验频率曲线,现从经验频率曲线上读取三点(945,5%)、(345,50%)、(134,95%),试按三点法计算这一7d暴雨系列的统计参数。

答:(1)计算S=(945+134-2×345)/(945-134)=0.48,由S查S=f(CS)关系表得CS=1.70。

(2)由CS查离均系数Φ值表得: