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水文学复习资料


幻灯片 1 《水文学》 ? 陈广斌(13708114524) (西南科技大学土木工程与建筑学院 621010 四川绵阳)

? 幻灯片 2

总复习 ? ? ? ? ? ? ? 一、名词解释。 1.流域——河流某断面以上的集水区域,称为该断面以上的流域。 2.中泓线——河流各横断面最高水深点的连线。 3.输沙率——单位时间内通过过水断面的泥沙重量。 4.桥孔长度——设计水位条件下,两桥台前缘的水面宽度。常以 L 表示。 5.桥孔净长——扣除全部桥墩宽度后的长度,称为桥孔净长,以 Lj 表示。 6.雨强 ——时段雨量除以时段长度得的平均降雨强度简称雨强。

幻灯片 3 ? 7.设计净雨 ——设计净雨扣除相应损失,即得设计净雨。 ? 8.水量平衡——就是指对于任一地区或任一水体,在任意时段内,其收入的水量与支 出的水量之差,必等于该时段区域内或水体内蓄水的变化量。 幻灯片 4 总复习(续) ? ? ? ? ? ? ? 二、判断改错题。 1.河床由主槽和边滩构成。 ( ×) 河槽由主槽和边滩构成。或河床由河槽和河滩构成。 2.河槽是河流宣泄洪水和输送泥沙的主要通道,往往常年流水。 3.流域形状宽阔呈扇形的径流过程历时较长。 ( ×)短 4. 水文现象具有周期性。 ( √) 5. 河流的上游、中游的比降一般都比下游的比降小。 ( ×)大 ( √)

幻灯片 5 ? ? ? ? ? ? 总复习(续) 6.桥位选择必须服从路线的走向。 ( ×) 特殊情况下路线的走向应服从桥位。 7.当相关系数 R 很小或接近于 0 时,说明两变量之间没有相关关系。 ( × )

直线相关 8.实测水文资料一般只是一个样本,系列中的最小值一般要比总体中的最小值小。 ( √) 9.河床自然演变冲刷、桥下断面一般冲刷、墩台局部冲刷是完全独立的,按先后顺序 进行的三个部分。 (×)不是 10.如果桥位选在支流河口的下游,桥下将产生大量的淤积。 ( √)

幻灯片 6 总复习(续)

? ? ? ? ?

11.若上游来沙量小于该河段的挟沙能力,泥沙就要淤积起来;若上游来沙量大于该 河段的挟沙力,河床就发生冲刷。 ( ×) 12.当入渗率大于降水强度时,产生坡面漫流。 ( × )小于 13.偏差系数是反映系列的相对离散程度的参数。 ( ×)变差系数 14.形态断面应选在近似于均匀流的河段上。 (√) 15.河川径流来自降水,因此,流域特征对径流变化没有重要影响。

( ×)

幻灯片 7 总复习(续) ? ? ? ? ? ? ? ? ? 三、单向选择题 1.偏态系数 CS〉0,说明随机变量 x [ B ] A.出现大于均值 的机会比出现小于均值 的机会多; B.出现大于均值 的机会比出现小于均值 的机会少; C.出现大于均值 的机会与出现小于均值 的机会相等; D.出现小于均值 的机会为零。 2.减少抽样误差的途径是 [ A ] A.增大样本容量; B.提高观测精度; C.改进测验仪器; D.提高资料的一致性。

x

?

x
x x x x x
幻灯片 8 总复习(续)
? ? ? ? ?

?

? ? ? ? ? ? ? ?

3.由暴雨资料推求设计洪水时,一般假定 [ B] A.设计暴雨的频率大于设计洪水的频率; B.设计暴雨的频率等于设计洪水的频率; C.设计暴雨的频率小于设计洪水的频率; D.设计暴雨的频率大于、等于设计洪水的频率。 4.阵雨在流域上分布不均匀是单位线变化的主要原因, 当暴雨中心在上游时, 所形成的 单位线 [D ] A.峰值大,洪峰出现时间迟 B.峰值大,洪峰出现时间早; C.峰值小,洪峰出现时间早; D.峰值小,洪峰出现时间迟。

幻灯片 9 ? ? ? ? ? ? 总复习(续) 5.阵雨在流域上分布不均匀是单位线变化的主要原因, 一般暴雨中心在下游的单位线比 暴雨中心在上游的单位线 [ B] A.峰值小,洪峰出现时间迟 B.峰值大,洪峰出现时间早; C.峰值小,洪峰出现时间早; D.峰值大,洪峰出现时间迟。 6.某水文变量频率曲线,当均值、Cv 不变,增大 Cs 时,则该线 [ C] A.呈顺时针方向转动;B.呈逆时针方向转动; C.两端上抬,中部下降;D.向上平移。

幻灯片 10 总复习(续) ? ? ? ? ? 四、简答题。 1.重现期(T)与频率(P)有何关系?P=90%的枯水年,其重现期(T)为多少年?含 义如何? 答:对暴雨和洪水(P≤50%) , ;对枯水(P≥50%) , 对于 P=90%的枯水年,重现期 时期内平均 10 年出现一次。 年,它表示小于等于 P=90%的枯水流量在长

1 T ? P

T ?

1 1? P

1 T? ? 10 1 ? 0 .9

幻灯片 11 ? ? 总复习(续) 2.说明统计参数 、Cv 和 Cs 的意义及其对频率曲线的影响。 答:均值 表示系列的平均情况,代表系列水平的高低。如果 Cv 和 Cs 一定时,增大 ,频率曲线抬高变陡。变差系数 Cv 表示变数在均值 两边分布的离散程度。如果 和 Cs 一定时,增大 Cv,则频率曲线有顺时针转到趋势。偏态系数 Cs 表示变数在均 值 两边分布是否对称和不对称程度的参数。Cs=0,为正态分布;Cs>0 为正偏态分 布;Cs<0 为负偏态分布。如果 和 Cv 一定时,增大 Cs,则频率曲线头部变陡,尾部 变平,中部向下。

x

?

x x x x x x
幻灯片 12 ? ? ? ? 总复习(续) 五、是非题。 1.按照蓄满产流的概念,仅在蓄满的面积上产生净雨。 ( √ ) 2.水文频率计算中配线时,减小 Cv 可以使频率曲线变陡。 ( × ) 六、计算题

?

?

?

?

?

?

?

1、某小河设计流量 50,天然水深 2.0,桥下拟单层铺砌 20 的片石,建一座桥台为锥 坡填土的钢筋混凝土板桥。忽略桥前行近流速水头时,试拟定桥梁孔径和桥头路堤最 低高度。 (注:查表得河床的容许不冲刷流速,侧收缩系数,流速系数;标准图选用的 单孔 10 的钢筋混凝土板式梁桥,净跨 8.98)

幻灯片 13 ? ? ? ? ? 解: (1)计算桥孔长度 B 由题的桥下临界水深 hk 为 而 1.3hk=2.12m, 又知 ,显然 临界水深对应的水面宽度 B 为

,所以桥下为自由流

2 Vbc 4.02 hk ? ? ? 1.63m g 9.8

ht ? 2.0m

ht ? 1.3hk
幻灯片 14 ? ? ? 而标准单孔 10m 钢筋混凝土板式梁桥的净跨为 8.98m,与计算的 B 相差未超过 10%,故 采用标准桥跨,且不必复核桥下水流状态. (2)计算桥头路堤最低高度 采用标准单孔 10m 钢筋混凝土板式梁桥时,对应的临界水流流速和水深为

B?

Qp g

?Vk3

?

9.8 ? 50 ? 8.51m 0.9 ? 4.03

H路

Vk ?

3

Qp g

?B

?3

50? 9.8 ? 3.93m 0.9 ? 8.98

幻灯片 15

?

桥前水深 H 为

?

,即桥头路堤高于河床的最小高度为 3.05m.

Vk2 3.932 hk ? ? ? 1.58m g 9.8

Vk2 3.932 H ? hk ? ? 1.58 ? ? 2.55m 2 2 2 g? 2 ? 9.8 ? 0.9

H路 ? H ? ? ? 2.55 ? 0.5 ? 3.05m
幻灯片 16

m3 / s

m3 / s
? 2.某流域面积为 500km2,流域多年平均降雨量为 1200mm,多年平均流量为 8 , 问该流域多年平均蒸发量为多少?若在流域出口断面建一水库,水库水面面积为 10km2,当地蒸发器皿观测的多年平均年水面蒸发值为 1000mm,蒸发器折算系数为 0.8,问建库后出库的多年平均流量是多少? 解:由题可得多年平均径流深度为

?

m3 / s
R? QT 8 ? 365? 24 ? 3600 ? ? 504.576m m 1000F 1000? 500

幻灯片 17 ? 根据流域内水量平衡原理,可知: ? ? 所以 建库后实际的水面蒸发量为

? ?

将水库作为一个小型闭合区域,该区域多年后的水量仍遵循水量平衡原理。 所以建库后水库的多年平均径流深度为

P? R?E
E ? P ? R ? 1200? 504.576 ? 695.424mm

E ? 1000 ? 0.8 ? 800 mm
幻灯片 18 ? 相应的多年平均出库流量为

R1 ? P ? E ? 1200? 800 ? 400mm
Q1 ? 1000F1 R1 1000? 10 ? 400 ? ? 0.13m3 / s T 365? 24 ? 3600

幻灯片 19

?

3.某三级公路跨越平原区次稳定河段,拟建一座桥,桥位横断面处的河床土质为粗砂、 砾石。建筑河段为五级航道。根据桥位附近水文资料,得设计流量为 3500,设计水位 63.65m,设计水位对应的河槽流量 3190,河滩流量 310,河槽平均流速为 3.1,全断面 平均流速 2.6,总过水面积 1340,河槽过水面积 1030,河滩过水面积 310,设计水位对 应的水面宽为 234.27m,河槽宽为 111.67m。试分别用冲刷系数法和经验公式估算桥孔 长度。 (注:五级航道要求桥下净跨不小于 38m,冲刷系数)

幻灯片 20

B ? 234.27m

?c ? 1030 m2 ?c ? 1030 m2
? ? 解: (1)用经验公式法计算桥孔长度 河槽平均单宽流量

?

又知

,则得河槽平均水深

B ? 234.27m

Bc ? 111.67m
Qc 3190 qc ? ? ? 28.57m3 /( s ? m) Bc 111.67

?c ? 1030 m
?c

2

1030 hc ? ? ? 9.22m Bc 111.67
幻灯片 21 ? 则

? ? ?

桥孔净长 (2)用冲刷系数法计算桥孔长度 根据要求, 初步拟定桥梁上部结构采用预应力钢筋混凝土简支梁桥, 桥跨选用标准跨径 40m,并假定墩宽 1m。

Bc 0.06 111.67 0.06 ? ? k1 ( ) ? 0.92 ? ( ) ? 1.16 9.22 hc
3500 Lj ? ? ? 106m ?qc 1.16 ? 28.57
幻灯片 22 ?

Qp

侧收缩系数

?

则通过设计流量时所需要的桥下最小毛过水面积

Vs 3.1 ? ? 1 ? 0.375 ? 1 ? 0.375? ? 0.97 lj 40 ? 1
??
b 1 ? ? 0.025 l 40

?g ?
? ? ? ? ? ?

Qp

? (1 ? ? ) PVs

?

3500 ? 955m2 0.97 ? (1 ? 0.025) ? 1.25? 3.1

幻灯片 23 而河槽毛过水面积为 1030m2,显然大于计算所需的过水面积 所以直接可以在河槽全宽范围内布置桥孔。 根据所拟定的桥梁跨径可知,需在全河槽宽度(111.67m)范围内布置 3 跨桥孔。 所以即得桥孔净长度为 桥孔长度为 与经验公式计算结果相差不大。

Lj ? 3 ? (40 ? 1) ? 117m

L ? 3 ? 40 ? 120 m



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