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工程水文学课后复习思考题及答案
第一章 绪论
1、什么是水资源?怎样理解水资源并非是取之不尽,用之不竭的?
水资源是指地球上可供人类利用的淡水。与煤、石油等矿产资源不同,水资源的数量具有可更新补充的特点,但随着城市和农业的发展,人口和用水量的急剧增长,人类对水资源需求量日益增长,而可利用的水资源是有限的,可更新补充的水资源并非取之不尽、用之不竭的,必须十分重视,珍惜利用。 2、中国的水资源有哪些特点?
中国的水资源总量不算少,但人均水量低;地区上分布极不均匀;与耕地、人口分布不相匹配;年内、年际变化大。 3、实施水资源可持续利用发展战略有何意义?
在水资源开发利用中,应当使预期得到的社会效益和环境效益,亦即正面效益与因开发利用所导致的不利于环境的副作用,亦即负面效益相平衡,并力求前者稍大于后者以利人类社会的不断完善和进步。 4、水资源与水文学有何关系?
水文学是研究地球水圈的存在与运动的科学。主要研究地球上水的形成、循环、时空分布、化学和物理性质以及水与环境的相互关系,为人类防治水旱灾害、合理开发利用和保护水资源、不断改善人类生存和发展的环境条件提供科学依据。 5、水文分析计算在水利工程建设和管理中的作用是什么?
规划设计阶段水文学计算的主要任务是确定工程规模;施工阶段要修建一些临时性建筑,也需要进行水文计算;运用管理阶段,需知道未来一定时期的来水情况,据此编制水量调度方案。
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6、水文分析计算经常采用哪些研究方法?根据是什么?
成因分析法、数理统计法、地理综合法。 第二章 水循环与径流形成
1、何谓自然界的水循环?产生水循环的原因是什么?
水圈中各种水体通过蒸发、水汽输送、凝结、降水、下渗、地面和地下径流的往复循环过程成为水循环,海陆间的水循环成为大循环,局部的水循环成为小循环。产生水循环的内因是水在通常环境下气、液、固易于转化;外因是太阳辐射和重力作用。
2、何谓水量平衡原理?水量平衡方程中经常考虑的因素有哪些?
根据物质不灭定律可知,在水循环过程中,对于任一区域,在任一时段内,进入的水量与输出的水量之差额必等于其蓄水量的变量,这就是水量平衡原理。水量平衡方程中考虑的因素有:降水量和蒸发量。地表、地下径流量以及地下蓄水量的变量。
3、比较大的河流自上而下可分为哪几段?各段有什么特点?如何确定河流某一指定断面控制的流域面积?
一条河流自上而下可分为河源、上游、中游、下游和河口五段。河源是河流的发源地;上游,河流的上游连接河源,水流具有较高的位置势能,在重力作用下流动,受河谷地形的影响,水流湍急,落差大,冲刷强烈;中游,河槽地势渐趋平缓,两岸逐渐开阔,河面增宽,水面比降减小,两岸常有滩地,冲淤变化不明显,河床稳定;下游,与河口相连,一般处于平原区,河床宽阔,河床坡度和流速都较小,淤积明显,浅滩和河湾较多;河口,河流的终点。
通常可在适当的比例尺的地形图上定出流域分水线,然后用求积仪量出它所包
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围的面积,成为流域面积,用F表示,单位为km2。 4、河流与流域有哪些主要特征?
(1)降雨形成的地表水,在重力作用下沿着陆地表面曲线形凹地流动,依大小可分为江(河)、溪、沟等,其间并无精确分界,统称河流。
基本特征:河流长度,自河源沿主河道至河口的距离;河流断面,横断面和纵断面;河道纵比降,单位河长的落差,即J?流的总长度。
(2)汇集地面和地下水的区域称为流域,也就是分水线包围的区域。 基本特征:流域面积;流域长度和平均宽度;流域形状系数;流域平均高度与坡度;流域自然地理特征。
5、在非岩溶地区,为什么大、中流域常被视为闭合流域?小流域常被视为非闭合流域?
6、形成降水的充分和必要条件是什么?
水汽、上升运动和冷却凝结,是形成降水的三个因素。 7、简述我国年降水量的时空分布特性。
由于我国大部分地区受到东南和西南季风的影响,因而形成东南多雨,西北干旱的特点。
8、按照使空气抬升而形成动力冷却的原因,降水可分为哪几种类型?
可分为对流雨、地形雨、锋面雨和气旋雨。 9、比较何种降水量观测方法的优缺点。
降水量观测方法有仪器观测、雷达探测和卫星云图估算。 10、何谓包气带?何谓饱水带?土壤水有哪几种存在形式?
?h;河网密度,河流平均单位面积内河l.
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在地下水面以上,土壤含水量未达饱和,是土粒、水分和空气同时存在的3相系统,成为包气带;在地下水面以下,土壤处于饱和含水状态,是土粒、水分组成的2相系统,称为饱和带或饱水带。
土壤的存在形式:吸湿水,由土粒表面分子力所吸附的水分子;薄膜水,由土粒剩余分子力所吸附在吸湿水层外的水膜;毛管水,土壤空隙中由毛管力所保持的水分;重力水,土壤中在重力作用下沿着土壤空隙自由移动的水分。 11、下渗过程分为哪几个阶段?影响下渗有哪些因素?
下渗的物理过程分为3个阶段:渗润阶段,在分子力作用下,下渗的水分被干燥的土颗粒吸收而形成薄膜水;渗漏阶段,在毛管力重力作用下,下渗水分沿土壤空隙向下作不稳定流动,并逐步填充土壤孔隙至饱和,此时毛管力消失;渗透阶段,土壤孔隙被水分充满达到饱和,水分在重力作用下稳定流动。
影响下渗的因素有土壤的物理特性,降雨特性,流域地貌,植被和人类活动等。 12、什么叫水面蒸发?什么叫土壤蒸发?什么叫植物散发?怎样用器测法观测这3种蒸发量?
水由液态转化为气态的过程称为蒸发,具有水分子的表面称为蒸发面。蒸发面为水面称为水面蒸发;蒸发面为土壤称为土壤蒸发;蒸发面为植物茎叶称为植物散发。
13、水面蒸发的蒸发器折算系数K值与哪些因素有关?
水面蒸发的蒸发器折算系数K值随蒸发皿(器)的直径而异,且与月份及所在地区有关。
14、流域总蒸发包括哪几部分?如何估算流域总蒸发量?
流域总蒸发包括流域水面蒸发、土壤蒸发、植物截留蒸发和植物散发。通常先
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对流域进行综合研究,再用流域水量平衡法或模式计算法分析,求出流域总蒸发量。 15、简述河川径流形成过程,常用什么方法表示径流?径流常用什么单位度量?
降雨开始后,除少量降落到河流水面直接形成径流外,一部分被植物枝叶所拦截,降落到地面上的雨水渗入土壤,超出下渗能力的雨水形成地面积水,先填满地面坑洼,满足呃填洼的地方开始产生地面径流,土壤达到田间持水量后继续下渗的雨水部分从坡侧土壤孔隙流出,注入河槽,形成河川径流。径流常用的表示方法:
km2)],流量Q(m3/s),径流总量W(m3,万m3,亿m3),径流深度R(mm),径流模数M[L/(s·径流系数?。
第三章 水文资料的观测、收集与处理 1、水文测站的观测项目有哪些?
水文测站观测项目有水位、流量、泥沙、降水、蒸发、地下水、水文、冰情、水质等。
2、根据测站的性质,水文测站可分为哪些类型?
根据测站的性质和作用,水文测站可分为基本站、专用站和实验站。 3、收集水文资料,有哪些基本途径?试比较其优缺点。
收集水文资料的基本途径有驻测,巡测,间测,自动测报系统。 4、水文测验河段的选择,主要考虑什么原则?
(1)满足设站的目的,要求。(2)在保证成果有必要精度的前提下,有利于简化测量和资料的整理工作。
平原河流应尽量选择顺直、稳定,水流集中,便于布设测验设施的河段;山区河流,在保证测验工作安全前提下,尽可能选择急摊、石梁、卡口等上游处;闸坝和水库,一般设置在建筑物下游,且要避开水流紊动的影响。
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