工程水文習(xí)題集20109

1、河 海 大 學(xué)習(xí) 題 一流域平均雨量的計算及降雨過程線的繪制一、給定資料浙江省曹娥江支流隱潭溪上擬建一座青山水庫。壩址處控制集水面積F為85.5k，流域內(nèi)地形起伏大，壩址附近地面高程僅有20米左右。而上游高山處高程可達880余米，山高坡陡，森林茂密，表土層薄，透水性好，植被良好。流域內(nèi)設(shè)有7個雨量站（具有自記雨量計觀測雨量）和壩址附近沒有一個流量站，如圖1所示。1974年8月19日降了一場較大的暴雨，測得雨量記錄如表1所列。表1 1974年8月19日雨量站測得雨量記錄表降雨時間雨 量（毫米）流域平均雨量起訖石塘廟1平崗2章山3田家山4逕路5龍?zhí)?溪底7F=3:004:005:004:005:0

2、06:000000006:007:008:007:008:009:0009:0010:0011:0010:0011:0012:0012:0013:0014:0013:0014:0015:0015:0016:0017:0016:0017:0018:0018:0019:0020:0019:0020:0021:0021:0022:0023:0022:0023:0024:00總和二、要求1用泰森多邊形法計算該次暴雨逐時段的流域平均雨量（mm），填入雨量記錄表1中的最后一欄，并在方格紙上繪出該次暴雨流域（面）平均雨強（i）過程線（與習(xí)題二流量過程畫在同一張圖上，i（t）在上方（方向向下），Q（t）在下方

3、）。2統(tǒng)計本次暴雨的總（面）雨量值（m3）、總降雨歷時、總平均（面）雨量（mm/hr）及最大時段的雨量。習(xí) 題 二流域出口斷面流量過程線的繪制及地面徑流量、地面徑流深及地面徑流系數(shù)的計算一、給定資料浙江省曹娥江支流隱潭溪上青山水庫壩址截斷面，在1974年8月19日降了一次暴雨，相應(yīng)該次暴雨測得流量記錄如表2： 表2時間t(小時)8月19日5:008:0010:0012:0013:3014:0016:00流量Q（m3/s）時間t(小時)17:0018:0020:0024:008月20日4:008:0012:00流量Q（m3/s）時間t(小時)16:0020:0024:008月20日4:008:0

4、0流量Q（m3/s）二、要求1.將上述表中實測流量值點繪到與習(xí)題一繪制暴雨平均雨強過程線的同一方格紙上，使雨強過程在上方，流量過程在下方，按時間次序相繼通過實測流量點連接成連續(xù)的光滑曲線，即為流量過程線，應(yīng)使雨強過程線和流量過程線的橫坐標(biāo)時間的比例尺取一致，以便其相互對照。2.根據(jù)退水曲線規(guī)律的分析，初步估計出地面徑流的終止點，約在洪水退水線上Q=25m³/s處，用斜線分割線法從本次洪水的起漲點（8月19日8:00）到地面徑流終止點之間以直線來分隔地面徑流與地下徑流，用梯形求面積的方法推求本次暴雨形成的地面徑流總量（萬立米），再將其換算成地面徑流深（毫米），最后算出本次暴雨的地面徑流

5、系數(shù)值。3.若流域產(chǎn)流以實測流量上漲時刻為開始產(chǎn)流的標(biāo)志，上漲前全部降雨為初損，上漲后以恒定的后損率扣損，請依此推算地面凈雨過程，并推求時段為8h的地面徑流單位線。習(xí) 題 三測流記錄的整理及斷面垂線平均流速變化圖的繪制一、給定資料江西省昌江譚口水文站在1974年7月14日進行了一次流速儀法現(xiàn)場測流，測深測速記錄如表3所示。二、要求1.以各條垂線上各測點的測速歷時t、流速儀轉(zhuǎn)速N，代入施測流速儀的率定公式V點=0.709(N/t算出該點流速V點（m/s）。再將各條垂線上，水深處測處的點流速V、V，代入二點法公式，得垂線平均流速填入表3中欄。2.以起點距b為橫坐標(biāo)，以水深h和垂線平均流速為向下、向

6、上標(biāo)示的縱坐標(biāo)在方格紙上繪制斷面垂線平均流速變化圖。習(xí) 題 四用流速儀法施測斷面流量的計算及成果匯總一、給定資料江西省昌江譚口水文站在1974年7月14日進行了一次用流速儀法的測流工作。測深、測速記錄的整理成果和習(xí)題三中表3中所列。二、要求b、水深h轉(zhuǎn)抄到實測流量計算表（表4）上，由b、h分別計算相鄰垂線間的間距B和平均水深，再將間距B乘上平均水深得測速垂線間的部分面積；此外，將習(xí)題三表3中的抄到表4上，由計算相鄰垂線間部分面積的平均流速，其中頭尾兩項岸邊部分面積的平均流速、，應(yīng)以岸邊第1、9條垂線平均流速、分別乘以岸邊流速系數(shù)= 0.67、0.75 得出，填入欄，最后，由和計算部分流量Qi=

7、*，則斷面流量等于。2.計算表4下部各項測流成果要素值：Q=，F(xiàn)=，死水面積是指流速為0的過水面積，現(xiàn)為0，=Q/F ,平均水深=F/水面寬，斷面流量相應(yīng)的水位應(yīng)取測流始、末時觀測基本斷面水位的平均值，水面縱比降應(yīng)由上、下比降水尺所得的水位差除以其間距400米得到。糙率n應(yīng)由流量公式Q = *（）2/3 * J1/2 * F反求得出。其中x 為濕周長，可由以下公式求得，J為水面縱比降，水位漲率可由測流期間水位漲差除以測流歷時（見表3）得出。表3昌江潭口水文站到漂潮速記錄表施測時間：1974年7月14日6:50 - 8:05（平均7:28）天氣：雨 鉛魚重：50公斤測速儀牌號及率定公式：55型N

8、o.2396，= 0.709() + 0.010m/s,檢查后使用數(shù)次：9/18序號起點距b（米）水 深h（米）流速儀施測位置測速歷時t(秒)測速儀轉(zhuǎn)數(shù)N測點流速V點(米/秒)垂線平均流速Vm(米/秒)備注測深測速相對測點深（米）0岸邊011581206412022852406715033642005815044582005616055582006320066351203712077602006320088681805412099691505712010岸邊0情況說明：用測船施測，流速儀用直徑4mm的鋼絲索懸吊。表4昌江潭口水文站實測流量計算表序號起點距b(米)基本斷面水位Z（米）水深h（米）

9、測深垂線間測速垂線間過水?dāng)嗝娣eFi(米2)平均流速（米/秒）部分流量Qi（米3/秒）測深測速平均水深h（米）間距B（米）測速垂線Vm測速垂線間部分面積Vi00112233445566778899100斷面流量Q（m3/s）平均水深（m）水尺記錄水尺名稱水尺編號水尺讀數(shù)（米）水尺零點高程（米）水位Z（米）過水?dāng)嗝娣eF（m2）最大水深（m）死水面積（m2）與斷面流量相應(yīng)的水位（m）基本P4平均流速Q(mào)（m/s）水面縱比降（10-4）上比降P5最大測點流速（m/s）糙 率（n）下比降P6水面寬（m）水位漲率（m/hr）（上下比降水尺間距離為400米）習(xí) 題 五計算年徑流量樣本系列的統(tǒng)計參數(shù)及繪制年徑流

10、量的經(jīng)驗頻率曲線一、給定資料浙江省曹娥江隱潭溪青山水庫壩址斷面以上控制的集水面積2,根據(jù)雨量資料求得流域多年平均年降水量x0=1563毫米，實測徑流年月流量系列如附表5中所列。二、要求1. 根據(jù)表5中最后一欄給出年平均流量Q年的樣本系列數(shù)據(jù)，初步計算年徑流量的統(tǒng)計參數(shù)、Cs值。2. 計算年徑流量的經(jīng)驗頻率Pi，并在機率格紙上點繪經(jīng)驗頻率點據(jù)（Qi，Pi），連成經(jīng)驗頻率曲線。習(xí) 題 六用適點配線法選配年徑流量的理論頻率曲線一、給定資料同習(xí)題五的給定資料。二、要求1. 初步擬定若干組統(tǒng)計參數(shù)值如下：第一組：要用習(xí)題五計算所得的、Cs；第2組：、與第1組相同，Cs=2；第3組：仍不變，略調(diào)整為0.3

11、，Cs=2=0.60。采用皮型理論頻率曲線來擬合。根據(jù)各級擬定的統(tǒng)計參數(shù)值，由Cs和不同的P值查水文常用表上的皮型值表得p 、代入公式Qp=（1+*p ），繪制Qp P%理論頻率曲線，因為有三組統(tǒng)計參數(shù)，在機率格紙上繪制出三條理論頻率曲線。（Qi，Pi），點繪到與理論頻率曲線同一張機率格紙上，通過頭尾全面的比較，選擇一條與經(jīng)驗頻率點據(jù)最吻合的理論頻率曲線作為成果，最后確定、Cs值。表5青山水庫壩址斷面年月徑流系列表 單位：米2/秒 月份流 量水文年456789101112123年平均流 量19551956195619571957195819581959195919601960196119611

12、962196219630196319641964196519651966019661967續(xù)表5月份 流 量水文年456789101112123年平均流 量196719681968196919691970197019711971197219721973197319741974197519751976總 和平 均習(xí) 題 七年徑流量樣本系列抽樣誤差的確定及成果精度分析一、給定資料同習(xí)題五的給定資料二、要求1、為了進一步分析了解習(xí)題六選出與經(jīng)驗頻率點據(jù)最吻合的理論頻率曲線及其相應(yīng)的 統(tǒng)計數(shù)據(jù)參數(shù)、 、的可能精度如何？尚需估計樣本系列估計參數(shù)的抽樣誤差；此抽樣誤差的大小，一般可用各個樣本統(tǒng)計參數(shù)的均方

13、誤來表示，即可根據(jù)樣本容量年n及估計隨機變量總體估計參數(shù)，代入公式算出均方誤再分別除以各自的統(tǒng)計參數(shù)，以相對誤差（%）來說明其可能精度。2、如果要求樣本平均數(shù)的可能精度達到不超過5%，試問本次計算成果是否能滿足要求?如果不滿足，則按其抽樣誤差公式 推算出還需補充多少年資料（系列長度增大）估計才能滿足此要求？該項計算成果滿足此精度要求的可靠程度（頻率）估計有多大？為什么？習(xí) 題 八河川年徑流量特征值的單位換算一、給定資料同習(xí)題五的給定資料二、要求1、將習(xí)題六所得成果中的多年平均流量值，換算成下列徑流特征值:年徑流總量（萬平米）；年徑流深R（毫米）年徑流模數(shù)M（分米/s·Km）;年徑流系

14、數(shù)（%）2、如果設(shè)計頻率P=85%，從習(xí)題六所得結(jié)論頻率曲線上查算出豐（P1 =15%）、平(P2=50%)、枯（P3 =85%）三個設(shè)計年的年徑流量（萬立方米）？表6年份19461947194819491950195119521953195419551956甲站年徑流深x（毫米）274205306188956415250433296230432乙站年徑流深y（毫米）449311507384284511年份19571958195919601961196219631964196519661967甲站年徑流深x(毫米)589197174312183553548886297148209乙站年徑流深y

15、（毫米）6042302003301535924971020319181216習(xí) 題 九用圖解法推求甲、乙站年徑流相關(guān)的相關(guān)方程及插補展延系列一、給定資料山東省某河甲站具有22年(1946 1667年)實測徑流資料，而其上游乙站只有17年實測徑流資料（1951 1967年）,如表6所列，由于兩站同在一條河上。且同在一氣候區(qū)內(nèi)，從徑流成因分析兩站的年徑流深具有較密切的聯(lián)系，且有17年同期觀測資料，因此，可以用相關(guān)分析來插補延展乙站年徑流系列。二、要求1、以甲、乙站的年徑流深、為橫、縱坐標(biāo)在方格紙上點繪相關(guān)點距，以相關(guān)點群分布的趨勢來確定直線或曲線相關(guān)。2、若屬直線相關(guān)，用相關(guān)圖解法在方格紙上從相關(guān)

16、點群分布中心直接目估確定一條相關(guān)直線，并在此直線上下兩端任取兩點A(,)、 B(,)。根據(jù)此兩點坐標(biāo)值，解出直線式的系數(shù)a、b，則相關(guān)方程式為y=a+bx。3、以此相關(guān)方程式來插補乙站缺測年份的年徑流深值。習(xí) 題 十用最小二乘相關(guān)分析法推求甲、乙站年徑流相關(guān)的回歸方程及估計其誤差一、給定資料同習(xí)題九的給定資料。1、用最小二乘相關(guān)分析法，計算、同期觀測系列的統(tǒng)計參數(shù)值；則y倚x的回歸方程為：并計算y倚x的均方誤：作為估計y的可能誤差。2、以顯著性水平及r值來檢驗兩變量與之間是否存在相關(guān)關(guān)系？同時以相關(guān)系數(shù)r和y倚x回歸方程的均方誤的大小，來評判該相關(guān)關(guān)系是否良好？說明y倚x的回歸方程是否可作為插

17、補展延系列的依據(jù)。若可將乙站年徑流系列以回歸方程進行插補展延。習(xí) 題 十 一推求豐、平、枯三個設(shè)計（代表）年的徑流年內(nèi)分配過程一、給定資料浙江省曹娥江隱潭溪青山水庫壩址斷面的實測徑流系列，如習(xí)題五中表5所列。青山水庫的開發(fā)任務(wù)主要為解決上虞縣余上閘基灌區(qū)干旱缺水問題，即以灌溉為主，兼顧發(fā)電、養(yǎng)魚等綜合利用要求。該地區(qū)農(nóng)作物需水區(qū)為每年39月份、其中以7、8月份用水量最大，而每年此時正逢霉訊（5、6月）已過，而臺訊未到、故經(jīng)常發(fā)生旱情缺水現(xiàn)象，稱為伏旱。有的年份缺水極為嚴重，如1971年曾經(jīng)歷連續(xù)70天無雨，旱情嚴重，對當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響很大。灌溉設(shè)計保證率P=85%。二、要求1、根據(jù)習(xí)題六配線的

18、結(jié)果年徑流量頻率曲線，由P=15、50、85%在頻率曲線上分別查得相應(yīng)豐、平、枯三個設(shè)計年徑流量值：、。2、根據(jù)選典型的原則（習(xí)題五表5）中選出較符合設(shè)計要求的豐、平、枯三個典型年，其流量、。3、用典型年法先求出豐、平、枯三個年份的修正系數(shù)為：再將各個修正系數(shù)值K分別乘以相應(yīng)豐、平、枯典型（代表）年各月流量，即可求得豐、平、枯三個設(shè)計年的徑流年內(nèi)分配過程。習(xí) 題 十 二缺乏資料河流流域設(shè)計年徑流量及其徑流年內(nèi)分配的推求一、給定資料浙江省曹娥江另一小支流（隱潭溪附近）缺乏實測徑流資料、該小支流某站以上集水面積F=192km,現(xiàn)從該地區(qū)多年平均年徑流深及其等直線圖上查得該流域平均多年平均年徑流深值

19、為985毫米，令=2，豐、平、枯年的設(shè)計頻率為15%、50%、85%。二、要求1.先將多年平均年徑流深=985mm,換算成多年平均流量值,然后采用皮-型曲線值表，由已知、推求豐、平、枯三個設(shè)計年徑流量=（1+）,=(1+),=(1+)。2.由于該流域與隱潭溪同在一氣候區(qū)內(nèi)，且相距不遠，徑流年內(nèi)分配具有較好的相似性，故可選隱潭溪為參證流域，可直接從隱潭溪實測徑流系列中選擇豐、平、枯的典型年，同樣可求得豐、平、枯三個年份的修正系數(shù)、，進行對豐、平、枯三個典型年月流量放大，即可求得豐、平、枯三個設(shè)計年的徑流年內(nèi)分配過程。習(xí) 題 十 三典型洪水過程線的繪制及其洪水特征值的計算一、給定資料浙江省某水庫工

20、程根據(jù)設(shè)計規(guī)范確定：大壩以百年一遇洪水設(shè)計，千年一遇洪水校核?，F(xiàn)根據(jù)實測洪水資料經(jīng)過頻率分析計算已求得百年一遇設(shè)計洪峰流量及各種不同時段的洪量：設(shè)計洪峰流量=1210m3/s最大4小時洪量=1500萬立米最大8小時洪量=2580萬立米最大24小時洪量=4310萬立米72小時洪水總量=5750萬立米從實測洪水資料中根據(jù)設(shè)計要求；已選定1962年9月的洪水作為典型洪水過程線，其流量過程如下：表7時間（小時）第1天0246810121416182022流量Q（m/s）813256216029017810070737050時間（小時）24第2天24681012141618流量Q（m/s）5512520

21、0245370530685810670390時間（小時）202224第3天24681012141618流量Q（m/s）2702051501158668554232282215時間（小時）202224流量Q（m/s）1086二、要求1.將1962年9月的典型洪水過程線的數(shù)據(jù)點給到方格紙上，一并連成連續(xù)的洪水過程線。2.按表7中2小時時段摘取數(shù)據(jù)，用梯形面積近似計算洪量，則得典型洪水特征值：典型洪水的最大洪峰流量、最大4小時洪量、最大8小時洪量、最大24小時洪量以及72小時洪水總量。習(xí) 題 十 四用同頻率放大法推求百年一遇設(shè)計洪水過程線1、 給定資料同習(xí)題十三的給定資料。2、 要求1、根據(jù)習(xí)題十三已給定百年一遇設(shè)計洪峰流量、最大4、8、24、72小時設(shè)計洪量值，以及求出典型洪水的最大洪峰流量、最大4、8、24、72小時洪量值。分別求出洪峰和各種不同時段的放大（倍比）系數(shù)：2、用列表計算，由各放大（倍比）系數(shù)乘以典型洪水過程線上各相應(yīng)時段內(nèi)的流量值，得出放大流量過程，交界處兩個流量值取平均修勻，即為百年一遇設(shè)計洪水過程線，點繪在方格紙上。習(xí)